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단일수송체

단일수송체(單一輸送體, 영어: uniporter)는 단일 종류의 기질(하전된 또는 비하전된 분자)을 세포막을 가로질러 운반하는 막 수송 단백질이다. 세포생물학 및 생화학 분야에서 널리 알려진 개념으로, 영어 명칭 'uniporter'는 하나를 의미하는 접두사 'uni-'와 운반자를 의미하는 'porter'의 합성어이다.

단일수송체는 농도 기울기 또는 전기화학적 기울기에 따라 기질을 이동시키며, 촉진 확산(facilitated diffusion) 또는 능동 수송(active transport) 모두 가능하다. 이러한 특징 때문에 촉진 수송체(facilitated transporter)라고도 불린다. 단일수송체는 크게 운반체(carrier) 형태와 이온 통로(ion channel) 형태로 구분된다.

운반체 형태의 단일수송체는 한 번에 한 분자의 기질과 결합하여 구조적 변화(conformational change)를 통해 기질을 막의 반대쪽으로 이동시킨다. 대표적인 예로 포도당 수송체(GLUTs)가 있으며, 이는 12개의 막관통 나선 구조를 가지며 적혈구를 비롯한 여러 세포에서 포도당의 세포 내 유입을 담당한다.

이온 통로 형태의 단일수송체는 특정 자극에 반응하여 열리며 기질의 자유로운 흐름을 허용한다. 개폐 조절 방식은 다음과 같다.

  1. 전압 개폐(voltage-gating): 막 전위차에 의해 조절된다. 뉴런의 전압 개폐 칼슘 통로가 대표적이며, 활동 전위 발생에 필수적으로 관여한다.
  2. 변형력 개폐(stretch-gating): 수송체에 가해지는 물리적 압력에 의해 조절된다. 귀의 달팽이관에서 발견되는 기계-민감성 통로가 이에 해당한다.
  3. 리간드 개폐(ligand-gating): 리간드가 세포 내 또는 세포 외 측면에 결합하여 조절된다.

단일수송체는 미토콘드리아와 뉴런에서 중요한 역할을 수행한다. 미토콘드리아 내막에 존재하는 미토콘드리아 칼슘 유니포터(MCU, Mitochondrial Calcium Uniporter)는 칼슘 이온(Ca²⁺)을 미토콘드리아 내부로 흡수하며, 이는 세포 신호 전달 및 세포사멸(apoptosis) 조절에 관여한다. 칼슘 단일수송체는 세포질 내 칼슘 농도가 특정 수준 이상으로 상승하면 활성화된다.

단일수송체는 막 수송 단백질 분류에서 공동수송체(cotransporter)와 대비되는 개념이다. 공동수송체는 두 종류 이상의 기질을 동시에 운반하며, 같은 방향으로 운반하는 동향수송체(symporter)와 반대 방향으로 운반하는 대향수송체(antiporter)로 세분된다. 이에 반해 단일수송체는 오직 한 종류의 기질만을 운반한다는 점에서 차별화된다.

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