미토콘드리아 내막

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 구조
- 2.1. 크리스타
- 2.2. 크리스타 접합부
3. 조성
- 3.1. 지질 조성
- 3.2. 단백질 대 지질 비율
4. 투과성
5. 미토콘드리아 내막 관련 단백질
- 5.1. 전자전달계 복합체
- 5.2. 기타 단백질
참조

1. 개요

미토콘드리아 내막은 미토콘드리아를 둘러싸는 이중 막 구조의 안쪽 막이다. 내막은 광범위하게 접혀 크리스타를 형성하여 산화적 인산화를 위한 표면적을 넓히고, 막 사이 공간과 미토콘드리아 기질이라는 두 개의 구획을 만든다. 내막의 면적은 크리스타로 인해 외막보다 크며, ATP 수요가 높은 세포에서는 크리스타 수가 더 많다. 내막은 세균의 막과 유사한 지질 조성을 가지며, 단백질 대 지질의 비율은 80:20이다. 내막은 산소, 이산화 탄소, 물만 자유롭게 투과시키며, 이온 및 저분자에 대한 투과성은 낮아 물질대사에 필수적인 구획화를 제공한다. 내막에는 전자전달계와 관련된 다양한 단백질과 여러 수송체 단백질이 존재한다.

더 읽어볼만한 페이지

미토콘드리아 - 고동물
고동물은 미토콘드리아가 없는 원시 진핵생물이 존재했다는 가설에서 파생된 분류군이었으나, 이후 연구에서 아르케조아로 여겨졌던 생물들이 미토콘드리아를 잃어버린 생물로 밝혀지면서 가설과 분류군 모두 쇠퇴하고 폐기되었다.
미토콘드리아 - 미토콘드리아 투과성 전이공
미토콘드리아 투과성 전이공은 세포 손상 관련 질병에서 중요한 역할을 하는 미토콘드리아 내막의 비특이적 채널로, 다양한 요인에 의해 조절되며 특정 물질에 의해 차단될 수 있고 진핵생물에서 보존된 특징을 보인다.
막생물학 - 포스파티딜에탄올아민
포스파티딜에탄올아민은 세포막의 주요 인지질로서 동물세포에서 심장 기능, 지단백질 분비, 혈액 응고, 아난다마이드 합성에 관여하고, 세균에서는 막 인지질의 음전하 중화, 막 단백질 구조 형성, 다약물 수송체 기능에 필수적이며, 식품 내 마이야르 반응을 통해 산화 스트레스 유발 및 혈관 질환, 당뇨병과의 연관성이 연구된다.
막생물학 - 소포 (세포)
소포는 막으로 둘러싸인 작은 주머니 모양의 구조물로, 세포 내 물질 수송, 소화, 분비, 세포간 신호 전달, 세포 외부 물질 소화 및 배출 등 다양한 기능을 수행하며, 특히 세포외소포체는 질병과의 연관성으로 주목받고 있고, 클라트린, COPI, COPII, SNARE 단백질 등이 소포 형성 및 수송에 관여한다.

미토콘드리아 내막
개요
미토콘드리아 내막의 구조
구조
구성	지질, 단백질
특징	크리스테 형성 카르디올리핀 풍부
기능
주요 기능	산화적 인산화 ATP 합성 대사 물질 수송
관련 효소 및 단백질	ATP 합성 효소 전자전달계 복합체 (I-IV) ADP/ATP 운반체 (ANT) 인산 운반체 (PiC) 탈수소 효소

2. 구조

미토콘드리아 내막은 광범위하게 접혀 있고 구획화되어 있다. 막의 수많은 함입은 크리스타라고 불리며, 크리스타 접합부에 의해 미토콘드리아 외막에 인접한 내부 경계막으로부터 분리된다. 크리스타는 미토콘드리아 내막의 전체 표면적을 크게 증가시켜 산화적 인산화를 위한 작업 공간을 늘린다.

내막은 두 개의 구획을 만든다. 내막과 미토콘드리아 외막 사이의 영역은 막 사이 공간이라고 불리며, 주로 세포질과 연결되어 있고, 내막 내부의 더 격리된 공간은 미토콘드리아 기질이라고 불린다.

2. 1. 크리스타

미토콘드리아 내막은 광범위하게 접혀 있고 구획화된 구조를 가지고 있다. 막에는 크리스타라고 불리는 수많은 함입(안으로 접힌 구조)이 있으며, 이들은 크리스타 접합부에 의해 미토콘드리아 외막에 인접한 내부 경계막으로부터 분리된다. 크리스타 구조는 미토콘드리아 내막의 전체 표면적을 크게 증가시켜 산화적 인산화를 위한 작업 공간을 늘린다.^[9]

전형적인 간의 미토콘드리아에서 미토콘드리아 내막의 면적은 크리스타로 인해 미토콘드리아 외막보다 약 5배 정도 크다. 이 비율은 가변적이며, 근육 세포와 같이 ATP에 대한 수요가 더 큰 세포의 미토콘드리아에는 훨씬 더 많은 크리스타가 포함되어 있다. 크리스타 막은 F₁ 입자라고 알려진 작고 둥근 단백질 복합체로 덮여 있는데, 이들은 양성자 농도 기울기에 의해 ATP 합성이 일어나는 장소이다. 크리스타는 미토콘드리아의 전반적인 화학삼투 기능에 영향을 미친다.^[9]

2. 2. 크리스타 접합부

미토콘드리아 내막의 크리스타와 내부 경계막은 접합부에 의해 분리된다. 크리스타의 말단은 머리와 머리를 결합하고 병목 현상과 같은 방식으로 반대편 크리스타 막을 연결하는 막관통 단백질 복합체에 의해 부분적으로 닫혀 있다.^[10] 예를 들어 접합부 단백질인 IMMT의 결실은 미토콘드리아 내막의 막 전위 감소와 생장 장애를 초래하고,^[11] 일반적인 함입 대신 동심원 스택을 형성하는 극적으로 비정상적인 내막 구조를 초래한다.^[12]

3. 조성

미토콘드리아 내막은 세균의 막과 지질 조성이 유사하며, 단백질 대 지질 비율은 80:20이다. 이는 미토콘드리아 외막의 50:50 비율과 차이를 보인다.^[15] 이러한 지질 조성의 유사성은 내공생설로 설명될 수 있다.

3. 1. 지질 조성

미토콘드리아 내막은 세균의 막과 지질 조성이 유사하다. 이러한 현상은 미토콘드리아가 진핵 숙주 세포에 의해 내재화된 원핵생물로부터 기원했다는 내공생설로 설명될 수 있다.

돼지의 심장 미토콘드리아에서 포스파티딜에탄올아민은 인지질 조성의 37.0%로 미토콘드리아 내막의 대부분을 차지한다. 포스파티딜콜린은 약 26.5%, 카르디올리핀은 25.4%, 포스파티딜이노시톨은 4.5%를 차지한다.^[13]^[5] S. cerevisiae의 미토콘드리아에서 포스파티딜콜린은 미토콘드리아 내막의 38.4%, 포스파티딜에탄올아민은 24.0%, 포스파티딜이노시톨은 16.2%, 카르디올리핀은 16.1%, 포스파티딜세린은 3.8%, 포스파티드산은 1.5%를 차지한다.^[14]^[6]

미토콘드리아 내막에서 단백질 대 지질의 비율은 80:20이고, 미토콘드리아 외막에서의 비율은 50:50이다.^[15]^[7]

3. 2. 단백질 대 지질 비율

미토콘드리아 내막의 단백질 대 지질 비율은 80:20인 반면, 외막은 50:50이다.^[15] 미토콘드리아 내막은 세균의 막과 지질 조성이 유사한데, 이는 미토콘드리아가 진핵 세포에 내재화된 원핵생물에서 기원했다는 세포 내 공생설로 설명될 수 있다.

생물	포스파티딜에탄올아민	포스파티딜콜린	카르디올리핀	포스파티딜이노시톨	포스파티딜세린	포스파티드산
돼지 심장	37.0%	약 26.5%	25.4%	4.5%	-	-
사카로미세스 세레비시아	24.0%	38.4%	16.1%	16.2%	3.8%	1.5%

^[13] ^[14]

4. 투과성

미토콘드리아 내막은 산소(O₂), 이산화 탄소(CO₂), 물(H₂O)만 자유롭게 투과할 수 있다.^[16]^[8] 미토콘드리아 내막은 미토콘드리아 외막보다 이온 및 저분자에 대한 투과성이 훨씬 낮으며, 세포질 환경으로부터 미토콘드리아 기질을 분리하여 구획을 생성한다. 이러한 구획화는 물질대사에 필수적이다. 미토콘드리아 내막은 전기적 절연체이자 화학적 장벽이다. 특정 분자가 이 장벽을 통과할 수 있도록 정교한 이온 수송체가 존재한다. 세포질과 미토콘드리아 기질 사이에 음이온의 교환을 허용하는 여러 가지 역수송 시스템이 미토콘드리아 내막에 존재한다.^[10]^[2]

5. 미토콘드리아 내막 관련 단백질

미토콘드리아 내막에는 다양한 종류의 단백질들이 존재한다. 이 단백질들은 전자전달계 복합체, 피리미딘 대사 및 헴 생합성 관련 효소, 그리고 기타 단백질로 분류할 수 있다.

5. 1. 전자전달계 복합체

전자전달계

5. 2. 기타 단백질

미토콘드리아 내막에는 다음과 같은 단백질들이 존재한다.

미토콘드리아 내막에 존재하는 단백질
전자전달계 관련 단백질	기타 단백질	피리미딘 대사 관련 효소	헴 생합성 관련 효소	기타

참조

_[1] 논문 Structure and dynamics of the mitochondrial inner membrane cristae
_[2] 논문 MINOS is plus: a Mitofilin complex for mitochondrial membrane contacts. 2011-10-18
_[3] 논문 Dual role of mitofilin in mitochondrial membrane organization and protein biogenesis. https://pure.rug.nl/[...] 2011-10-18
_[4] 논문 Formation of cristae and crista junctions in mitochondria depends on antagonism between Fcj1 and Su e/g. 2009-06-15
_[5] 논문 Lipid composition and protein profiles of outer and inner membranes from pig heart mitochondria. Comparison with microsomes 1976-01
_[6] 웹사이트 Membrane Protein Lipid Composition Atlas http://opm.phar.umic[...] University of Michigan 2014-04-10
_[7] 웹사이트 Mitochondria: Structure and Role in Respiration http://www.med.ufro.[...] Nature Publishing Group 2014-04-09
_[8] 웹사이트 Structure of Mitochondria http://www.ruf.rice.[...] Rice University 2014-04-09
_[9] 논문 Structure and dynamics of the mitochondrial inner membrane cristae
_[10] 논문 MINOS is plus: a Mitofilin complex for mitochondrial membrane contacts. 2011-10-18
_[11] 논문 Dual role of mitofilin in mitochondrial membrane organization and protein biogenesis. https://pure.rug.nl/[...] 2011-10-18
_[12] 논문 Formation of cristae and crista junctions in mitochondria depends on antagonism between Fcj1 and Su e/g. 2009-06-15
_[13] 논문 Lipid composition and protein profiles of outer and inner membranes from pig heart mitochondria. Comparison with microsomes 1976-01
_[14] 웹인용 Membrane Protein Lipid Composition Atlas http://opm.phar.umic[...] University of Michigan 2014-04-10
_[15] 웹인용 Mitochondria: Structure and Role in Respiration http://www.med.ufro.[...] Nature Publishing Group 2014-04-09
_[16] 웹인용 Structure of Mitochondria http://www.ruf.rice.[...] Rice University 2014-04-09

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com