리간드 개폐 이온 통로(ligand-gated ion channel, LGIC)는 세포막에 존재하는 막 관통 이온 통로 단백질의 한 유형으로, 특정 리간드(화학적 전달 물질)가 수용체 부위에 결합할 때 이온 통로가 열리거나 닫히는 방식으로 개폐가 조절되는 구조이다. 이온성 수용체(ionotropic receptor)라고도 불린다.
리간드 개폐 이온 통로는 일반적으로 세포 외부에 리간드 결합 부위를 포함하는 세포외 도메인(extracellular domain)과 이온이 통과하는 세포막 관통 도메인(transmembrane domain)의 두 가지 주요 영역으로 구성된다. 특정 리간드(예: 신경전달물질)가 세포외 기질 쪽의 수용체 단백질에 결합하면 단백질의 입체 구조에 변화(conformational change)가 일어나 통로가 열리며, 이를 통해 Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl⁻ 등의 이온이 세포막을 통과하여 이동할 수 있게 된다.
신경계에서 리간드 개폐 이온 통로는 시냅스 전 뉴런에서 방출된 신경전달물질이 시냅스 후 뉴런의 수용체에 결합함으로써 화학 신호를 매우 빠르게 전기 신호로 변환하는 역할을 수행한다. 이 과정에서 이온의 유입은 세포막의 탈분극(depolarization) 또는 과분극(hyperpolarization)을 유발하여 흥분성 또는 억제성 시냅스 반응을 매개한다.
리간드 개폐 이온 통로는 진화적 관계가 없는 세 가지 주요 상위패밀리(superfamily)로 분류된다.
- 시스-루프 수용체(Cys-loop receptors): N-말단 세포외 도메인에 두 개의 시스테인 잔기 간 이황화 결합으로 형성된 고리 구조를 특징으로 한다. 대표적으로 니코틴성 아세틸콜린 수용체(nicotinic acetylcholine receptor), GABA_A 수용체, 글리신 수용체, 세로토닌 5-HT₃ 수용체 등이 있다. 일반적으로 5개의 서브유닛으로 구성된 오량체(pentamer) 구조를 이룬다.
- 이온성 글루탐산 수용체(Ionotropic glutamate receptors): 글루탐산에 의해 개폐되는 수용체로, AMPA 수용체, NMDA 수용체, 카이네이트 수용체 등이 포함된다.
- ATP 개폐 수용체(ATP-gated channels, P2X 수용체): 아데노신 삼인산(ATP)에 의해 개폐되는 통로이다.
리간드 개폐 이온 통로는 전압 개폐 이온 통로(voltage-gated ion channel)와 함께 이온 통로의 주요 분류 중 하나이며, 신경전달, 근육 수축, 감각 인지 등 다양한 생리적 과정에 관여한다. 또한 여러 약물 및 독소의 표적이 되기도 한다.
