중간고사 범위 정답과 해설
문항 → 004_중간고사 범위 문항
정답 요약
| 번호 | 정답 | 번호 | 정답 | 번호 | 정답 | 번호 | 정답 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Q1 | ① | Q11 | ② | Q21 | ② | Q31 | ② |
| Q2 | ② | Q12 | ② | Q22 | ② | Q32 | ② |
| Q3 | ③ | Q13 | ③ | Q23 | ② | Q33 | ② |
| Q4 | ① | Q14 | ② | Q24 | ② | Q34 | ② |
| Q5 | ② | Q15 | ② | Q25 | ② | Q35 | ② |
| Q6 | ② | Q16 | ① | Q26 | ② | Q36 | ② |
| Q7 | ② | Q17 | ② | Q27 | ① | Q37 | ② |
| Q8 | ② | Q18 | ① | Q28 | ② | Q38 | ② |
| Q9 | ② | Q19 | ② | Q29 | ② | Q39 | ② |
| Q10 | ③ | Q20 | ② | Q30 | ② | Q40 | ② |
Ch 9 해설 (Q1–Q7)
Q1 — 정답: ①
FRAP으로 측정한 확산계수와 이동성 분획은 막단백질의 이동 자유도를 반영한다. Cortical actin은 세포막 바로 아래 그물망을 형성하여 막단백질의 이동 반경을 제한하는 “울타리(corral)” 역할을 한다(hop diffusion). Latrunculin A가 actin을 해중합하면 corral이 사라져 확산계수와 이동성 분획이 모두 증가한다. 비이동성 분획(40%)은 actin 장벽 혹은 세포 외 기질, 다른 단백질과 단단히 연결된 단백질이다. TIRF는 세포막 표면 ~200 nm만 조명하여 배경 형광 없이 막단백질을 관찰하는 기법이다(Ch9).
- ②: Latrunculin A는 actin에만 작용; 지질을 분해하지 않는다.
- ③: TIRF 깊이는 약물 처리와 무관하게 일정하다.
- ④/⑤: Latrunculin A의 작용 기전과 무관한 설명.
Q2 — 정답: ②
CFP(donor)와 YFP(acceptor)는 donor의 방출 스펙트럼과 acceptor의 흡수 스펙트럼이 겹치는 FRET 쌍이다. FRET은 두 분자가 ~1–5 nm 이내로 근접할 때만 에너지가 비방사적으로 전달된다. 리간드 M 첨가 후 535 nm(YFP) 신호 출현 + 480 nm(CFP) 신호 감소 = 전형적 FRET. 과량 unlabeled-A 첨가 시 CFP-A가 경쟁적으로 치환되어 CFP-A/YFP-B 근접이 감소 → FRET 소실. 이 결과는 단백질 A-B 상호작용이 리간드 M 의존적이며 가역적임을 증명한다.
- ①: 광화학적 전환은 photoactivatable 프로브에 해당; CFP는 photoconvert되지 않는다.
- ③: 리간드가 흡수 스펙트럼을 바꾸지는 않는다.
- ④: 표백 후 CFP 신호 재배치와는 근거가 다르다.
- ⑤: 과량 A가 YFP에 직접 결합하는 비특이적 소광이라면 FRET 무관하게 YFP 신호가 항상 낮아야 한다.
Q3 — 정답: ③
GFP(Fluorescent Protein Tagging)
GFP 융합 단백질 연구의 핵심 원칙: GFP 융합 단백질이 원래 단백질과 기능적으로 동등함을 반드시 증명해야 한다. 이를 증명하는 가장 직접적 방법은 같은 결핍 유전자형에서 태그 없는(untagged) 단백질로는 기능이 회복되고 GFP-tagged 단백질로는 회복되지 않음을 보이는 것이다. 이 대조 실험이 음성 결과이면(untagged도 회복 안 되면) 문제는 GFP가 아니라 단백질 자체임을 알 수 있다.
- ①: 농도가 문제인지 GFP가 문제인지 구별할 수 없다.
- ②: RFP로 대체해도 C-말단 태그 위치 문제일 수 있으나, untagged 대조군이 없으면 GFP 단독 효과를 결론지을 수 없다.
- ④/⑤: 위치나 확산이 정상이어도 기능과는 별개이다.
Q4 — 정답: ①
SIM(Structured Illumination Microscopy) | STED(Stimulated Emission Depletion)
~300 nm 시냅스 내 sub-zone을 구별하려면 시냅스 직경보다 훨씬 작은 분해능이 필요하다. STED(~20 nm) > SIM(~100 nm) > 공초점(~200 nm) 순서. 공초점은 시냅스 직경과 비슷한 분해능이라 sub-zone 구별이 불가능하다.
Q5 — 정답: ②
Multiphoton Microscopy | Confocal Microscope
다광자 현미경의 우위: ① 근적외선(NIR) 레이저는 조직 내 산란이 가시광보다 훨씬 적어 더 깊이 침투(~500 μm vs 공초점 ~150 μm). ② 이광자 여기는 광자 밀도가 충분히 높은 초점 지점에서만 일어난다 → 초점 외 경로에서 형광 발생 없음 → background noise 원천 차단. 공초점은 pinhole로 초점 외 빛을 물리적으로 차단하지만 경로 상 시료에서 이미 형광이 발생하여 한계가 있다.
Q6 — 정답: ②
SMLM (Single-Molecule Localization Microscopy)
SMLM은 수만~수십만 번의 활성화-촬영-표백 사이클이 필요하여 촬영에 수십 분이 소요된다. 빠르게 이동하는 세포의 actin 세포골격은 수분 단위로 재구성되므로, 촬영 시작과 끝 사이에 실제 구조가 변화한 것이다. 이는 SMLM의 근본적 시간 해상도(temporal resolution) 한계를 보여준다. 이 경우 STED(더 빠른 스캔, 수 분 이내 완성)가 더 적합하다.
Q7 — 정답: ②
간접 면역형광법은 세포를 고정(fixation) 후 **투과화(permeabilization)**하여 항체를 세포 내부로 침투시켜야 한다. 이 과정에서 세포는 죽는다. 따라서 살아있는 세포에서 2시간 실시간 추적은 원천적으로 불가능하다. 대안: 관심 단백질에 GFP/PA-GFP 융합 단백질을 사용하면 살아있는 세포에서 실시간 추적이 가능하다.
Ch 10 해설 (Q8–Q13)
Q8 — 정답: ②
Cholesterol | Fluidity of a lipid bilayer
콜레스테롤의 핵심 기능은 양방향 유동성 완충: 고온에서 hydrocarbon chain의 과도한 운동을 억제하여 유동성·투과성을 낮추고, 저온에서 chain packing을 방해하여 결정화(gelation)를 막는다. 콜레스테롤 없이 고온 → 막 과유동 → 이온 투과성 증가; 저온 → 결정화 → 단백질 이동 차단. 이 양방향 효과가 체온 변동 완충제로서의 생리적 의의이다.
Q9 — 정답: ②
Asymmetry of the lipid bilayer | Flippase | phagocytosis
정상 세포사멸 과정에서 scramblase 활성화 → PS 외부 노출 → “eat-me” 신호. Flippase의 gain-of-function 돌연변이가 있으면, 세포사멸 시 scramblase가 PS를 외부로 밀어내려 해도 과활성 flippase가 PS를 내부로 더 빠르게 회수한다 → 외부 소엽의 PS 농도가 낮게 유지 → 대식세포의 PS 수용체가 충분한 신호를 받지 못함 → 식세포작용 감소 → 세포사멸 세포 축적 → 염증 유발.
Q10 — 정답: ③
GPI 고착 단백질은 포화 탄화수소 사슬을 가진 GPI 앵커를 통해 콜레스테롤/스핑고지질이 풍부한 lipid raft에 선택적으로 분배된다. Raft는 신호 단백질들을 국소적으로 고농도로 집결시켜 신호 증폭을 돕는다. GPI를 단일 TM 도메인으로 교체하면 raft 표적화 기전이 소실 → 단백질이 raft 밖으로 분산 → 공동활성인자(co-activator)와의 국소 농도가 감소 → 신호전달 효율 저하.
Q11 — 정답: ②
α-helical Conformation in Membrane Proteins | Hydropathy plot
수공(pore)을 형성하는 TM helix는 양친매성 특성: 한쪽 면(pore 내측)에 친수성 아미노산, 반대 면(지질 접촉)에 소수성 아미노산. Hydropathy plot은 고정 window 내 모든 아미노산의 소수성 평균을 계산하므로, 친수성과 소수성이 절반씩인 양친매성 helix는 평균 소수성이 임계값 아래로 떨어져 TM으로 예측되지 않는다. 이는 hydropathy plot의 근본적 한계다.
Q12 — 정답: ②
팔미토일화(palmitoylation)는 단백질에 C16 포화 지방산을 공유결합으로 부착하는 lipid anchor의 일종으로, 단백질을 세포질 소엽 막에 고착시킨다. 이것이 없으면 단백질이 세포질에 자유롭게 존재하며, lipid raft와 연관된 막 내 활성화 인자(수용체 연관 키나아제 등)에 접근하지 못한다. Raft 외부에는 활성화 인자가 희박하므로 신호전달이 실패한다.
Q13 — 정답: ③
SDS는 단백질을 선형으로 변성시켜 기능 연구에 부적합. Triton X-100은 온화하나 막단백질을 불용성 펠렛에서 완전히 꺼내지 못한다. β-octylglucoside는 막단백질을 완전히 가용화하면서도 3차 구조를 보존하므로 기능적 reconstitution(인공 지질 이중층이나 다른 막에 재삽입하여 기능 측정)에 가장 적합하다.
Ch 12 해설 (Q14–Q20)
Q14 — 정답: ②
BiP | Post-translational translocation
BiP-ATP: unfolded protein에 대해 낮은 친화도. BiP-ADP: 높은 친화도(단백질 사슬을 강하게 붙잡음). 정상 래칫 기전: Sec62/63가 Sec61 채널 내강에서 BiP의 ATPase를 자극 → BiP가 ATP→ADP로 전환되며 사슬을 붙잡아 역방향 이동 차단 → 반복. ATPase 차단 약물로 BiP가 ATP 결합 상태에 고정되면 → 사슬을 붙잡지 못해 역방향 이동 허용 → 래칫 소실 → 수입 차단.
Q15 — 정답: ②
SRP | Co-translational translocation
SRP의 신호 인식 입자(signal recognition particle)는 신호 펩타이드의 소수성 코어를 인식한다. 소수성이 완전히 제거되면 SRP가 결합하지 못하고 → 리보솜이 ER 막으로 안내되지 않아 → 세포질에서 번역이 완료된다. 한 개의 소수성 아미노산 복귀로 SRP 인식이 회복되는 것은 소수성이 SRP 결합의 최소 임계값을 결정함을 보여준다.
Q16 — 정답: ①
UPR 세 경로는 독립적으로 ER 스트레스를 감지한다. PERK 억제로 소실되는 것: eIF2α 인산화 → 전반적 번역 억제. 이 기전이 없으면 미접힘 단백질이 ER로 계속 유입되어 스트레스 부하가 증가한다. ATF6 절단(Golgi 이동 후 proteolysis)과 IRE1-XBP1 mRNA 스플라이싱은 PERK와 독립적으로 유지된다. 결과: 스트레스 부하 증가 + ATF6/IRE1의 보상 부족 → 세포사멸 취약성 증가.
- ②: ATF6는 IRE1과 마찬가지로 PERK 독립적 GRP78/BiP 해리 기반으로 작동.
- ④: XBP1 mRNA 스플라이싱은 IRE1의 엔도리보뉴클레아제 활성으로 수행; PERK와 무관.
Q17 — 정답: ②
ER-associated degradation | Protein disulfide isomerase
ERAD 대상 단백질 중 이황화 결합을 가진 것들은 retrotranslocation 채널을 통과하기 위해 펼쳐져야 한다. PDI의 환원효소 활성이 이황화 결합을 환원(-S-S- → -SH HS-)하여 단백질이 부분적으로 펼쳐질 수 있게 한다. 환원 없이 이황화 결합이 유지된 상태에서는 단백질이 콤팩트한 구조를 유지하여 채널(직경 ~15 Å)을 통과할 수 없다.
Q18 — 정답: ①
Ran-GTP cycle & Transport Through NPC | Nuclear Envelope Disassembly
Telophase의 핵막 재조립: RanGEF(염색질 위)가 Ran-GTP를 생성 → 염색체 주변에 Ran-GTP 고농도 구배 형성. Importin이 Ran-GTP와 결합하면 NPC 조립 인자(nucleoporin, lamin B receptor 등)를 방출 → NPC 및 핵막 재조립 신호. RanGEF 불활성화 → Ran-GTP 없음 → importin이 조립 인자를 계속 붙잡고 있음 → 조립 신호 방출 안 됨 → 핵막·NPC가 염색체 주위에 재조립되지 못함.
Q19 — 정답: ②
Protein import into Peroxisome
Pex5 = PTS1(C-말단 SKL 서열) 수용체. 세포질에서 PTS1 신호를 인식하고 카고와 결합 → 퍼옥시솜 막의 Pex14에 도킹 → 카고 방출 후 Pex5 재활용. Pex5 KO에서는 카탈라아제 사합체의 PTS1이 인식되지 않아 막 도킹이 일어나지 않는다. 퍼옥시솜에서는 이미 조립된 사합체도 수입 가능(piggyback import)하지만 Pex5 인식이 여전히 필요하다.
- ③: 퍼옥시솜 자체 형성은 Pex19/Pex3 등이 관여하며 Pex5는 퍼옥시솜 기질 수입에 특이적.
- ⑤: Pex5는 PTS1 경로에 해당; PTS2는 Pex7이 수용체.
Q20 — 정답: ②
GPI 앵커 부착 과정: transamidase가 전구 단백질의 C-말단 TM 도메인을 절단하는 동시에 미리 합성된 GPI 앵커의 NH₂-기를 새로운 C-말단 아미노산에 공유결합으로 연결(amide bond). Transamidase 억제 → 절단 불가 → 단백질이 C-말단 TM 도메인을 유지한 채 ER 막에 박힌 type I(또는 type II) 막단백질 상태로 잔류. GPI 고착 단백질의 외부 소엽 배치 및 lipid raft 연관이 불가능해진다.
Ch 13 해설 (Q21–Q27)
Q21 — 정답: ②
Dynamin의 작동 순서: GTP 결합 → 고리/나선 조립(oligomerization) → G-domain 이합체화 → GTP 가수분해 → 구조 변화(stalk 길이 변화) → 막 수축·절단. GTPγS는 GTP 결합 단계는 정상으로 진행되어 고리/나선 조립이 일어나지만, 가수분해가 불가하므로 구조 변화와 절단이 차단된다. 결과: 깊이 함입된 clathrin 피복와가 긴 경부(neck)를 형성한 채 세포막과 연결된 상태로 축적된다(실험적으로 관찰된 표현형).
Q22 — 정답: ②
KDEL 수용체의 pH 감지 기전은 핵심 His 잔기의 양성자화 여부에 의존한다: Golgi(pH ~6.5) → His 양성자화 → 강한 KDEL 결합 → COPI 소포로 KDEL 단백질 농축. ER(pH ~7.0) → His 비양성자화 → 낮은 친화도 → KDEL 단백질 방출. Asn 치환 → 양성자화/비양성자화 불가 → pH 무관 중간 친화도 → Golgi에서 충분히 강한 결합이 일어나지 않아 COPI 소포에 KDEL 단백질이 효율적으로 농축되지 못함 → ER 잔류 단백질(BiP 등)이 되돌아가지 못하고 분비 경로로 유출.
Q23 — 정답: ②
Transport of lysosomal hydrolases from TGN to endosomes
I-cell 병 예외: 간세포는 **만노스 수용체(mannose receptor)**와 같은 렉틴 수용체를 세포 표면에 발현하여 혈액으로 분비된 비인산화 고만노스 당단백질(리소좀 가수분해효소)을 세포 외부에서 내재화하는 M6P-독립적 salvage 경로를 보유한다. 이 경로는 TGN 분류를 우회하여 혈장에서 효소를 회수한다. 따라서 GlcNAc 인산전달효소 결핍에도 불구하고 간세포 리소좀에는 정상 수준의 효소가 존재한다.
Q24 — 정답: ②
ESCRT-III는 나선형 고분자 필라멘트를 형성하여 ILV 경부를 수축·절단한다. 절단 후 VPS4(AAA-ATPase)가 ATP 가수분해를 이용하여 ESCRT-III 필라멘트를 단량체로 분리·재활용한다. VPS4 억제 → ESCRT-III 재활용 불가 → 필라멘트가 엔도솜 막에 고착 → 새로운 ILV 형성 사이클 시작 불가 → 막이 함입되나 절단이 완료되지 않은 구조물 축적 → MVB 성숙 장애.
Q25 — 정답: ②
functional compartmentalization of the Golgi apparatus | Retrieval Pathway to the ER
시스터날 성숙 모델: 각 Golgi 시스터나는 cis 면에서 형성되어 trans 방향으로 이동하며, COPI 역방향 소포가 Golgi 효소를 cis 방향으로 회수하여 효소의 시스터나 특이적 위치를 유지한다. ARF 억제로 COPI 형성 차단 → 역방향 회수 없음 → Golgi 효소가 시스터날 성숙과 함께 trans 방향으로 이동 → trans/TGN에 잘못 배치되거나 분비 경로로 유출 → Golgi 당처리 순서 파괴.
Q26 — 정답: ②
direct sorting in TGN | secretory pathway
TGN의 낮은 pH + 높은 Ca²⁺ 환경이 조절성 분비 단백질의 선택적 응집을 유도하고, 이 응집체가 dense-core 소포(secretory granule)에 농축된다. Ca²⁺ 의존적 응집이 소실된 돌연변이 단백질은 이 농축 기전에서 탈락 → dense-core 소포에 분류되지 않고 → 구성적 분비(constitutive secretion) 경로의 기본 소포에 들어가 → Ca²⁺ 자극 없이도 지속적으로 분비. 이는 조절성 분비의 기본 선택 기준이 응집 능력임을 보여준다.
Q27 — 정답: ①
Complexin은 부분적으로 잠긴 trans-SNARE 복합체에 결합하여 완전한 잠김(full zippering)을 억제하는 “클램프(clamp)” 역할을 한다 → 소포가 무작위로 융합되지 않도록 준비 상태를 안정화. Complexin 기능 소실 → 클램프 해제 → trans-SNARE 복합체가 Ca²⁺ 없이도 자발적으로 완전 잠김 → 자발적 융합 증가(miniature EPSP 증가). Ca²⁺ 유발 방출의 타이밍 정밀도도 저하된다(synaptotagmin이 기존에 Complexin을 치환해야 했던 신호체계가 무너짐).
Ch 16 해설 (Q28–Q35)
Q28 — 정답: ②
treadmilling | structures of an actin monomer and actin filament
Treadmilling 조건: Cc(T) < [actin] < Cc(D). 자유 actin 농도 0.05 μM이 Cc(T) = 0.1 μM 아래이면, plus end에서도 순 손실(net depolymerization)이 일어난다(중합 속도 < 탈중합 속도). Minus end에서도 Cc(D) = 0.7 μM 아래이므로 탈중합이 일어난다. 두 끝에서 동시에 순 손실 → 필라멘트가 짧아지다가 소실.
Q29 — 정답: ②
myofibrils | Organization of accessory proteins in a sarcomere
최적 sarcomere 길이(~2.0 μm)에서 actin-myosin 중첩이 최대. 과도하게 압축되면(~1.5 μm): ① 반대 Z disc에서 온 thin filament들이 중앙에서 서로 겹쳐 cross-bridge의 기하학적 접근을 방해(steric interference). ② Thick filament의 끝이 Z disc에 밀착 → 기계적 장벽. 두 효과 모두 추가 단축을 방해하고 힘을 감소시킨다. A band 길이는 thick filament 길이로 고정되어 변하지 않는다.
Q30 — 정답: ②
비근육 세포에서 myosin II 경쇄 인산화 → bipolar thick filament 형성 → actin 수축. 구성적 활성형 MLCK → 세포 전체에서 myosin II 항상 인산화·조립 → actin 네트워크 항상 수축 → 세포질막 장력 과증가. 문제: ① 세포 분열 시 cytokinesis ring은 조립/해체 사이클이 필요하지만 구성적 수축으로 ring이 제대로 조절되지 않음. ② 세포 이동 시 stress fiber 재형성(앞쪽 형성, 뒤쪽 해체)이 불가능하여 세포 이동 장애.
Q31 — 정답: ②
preferential growth of microtubules | Centrosome
Dynamic instability에서 catastrophe 후 rescue → 동원체에서 microtubule이 재부착. Rescue 촉진 MAP 고갈 → rescue 감소 → catastrophe를 겪은 kinetochore microtubule이 다시 성장하지 못함 → 동원체-방추사 부착 소실 → 방추사 조립 체크포인트(SAC, spindle assembly checkpoint) 활성화 → 세포가 분열 중기(metaphase)에 정지. 이는 MAP의 rescue 기능이 정상 방추사 유지에 필수임을 보여준다.
Q32 — 정답: ②
axoneme bending | Ciliary dynein
Nexin(conexin)이 doublet 간 간격을 유지하며 dynein 발생 활주력(sliding)을 굽힘(bending)으로 전환한다. Nexin 제거 실험(trypsin으로 분해)에서 ciliary dynein은 정상적으로 활주력을 발생시키지만, doublet들이 자유롭게 미끄러지기만 하고 굽힘이 일어나지 않아 섬모가 운동하지 못한다. 결절 섬모 운동 불가 → 좌향 형태형성 흐름 없음 → 좌우 비대칭 결정이 무작위화.
Q33 — 정답: ②
construction of intermediate filament | types of intermediate filament
중간세사(IF)는 최대 ~300% 신장 가능(actin ~150%, MT 50%). IF는 극한 변형에서의 최후 기계적 완충을 담당한다. Vimentin KO 세포는 중간높은 변형에서 actin과 MT가 여전히 강성을 제공하지만, 이들의 파단 한계를 초과하는 극한 변형에서 vimentin IF의 탄성 완충이 없어 세포가 조기 파열된다. IF의 역할은 낮은 변형이 아니라 극한 변형에서의 기계적 보호다.
Q34 — 정답: ②
Rho family | cell migration by actin cytoskeleton
세포 이동의 극성화(polarization)에서 Rac1(선행부)과 RhoA(후행부)는 상호 억제 관계다: Rac1 → PAK → RhoA 억제; RhoA 활성 → Rac1 활성 억제. 구성적 RhoA를 선행부 포함 전체에 발현 → 선행부 Rac1 억제 → lamellipodia 형성 불가 → 세포 극성화 실패 → 방향성 이동 불가 → 세포 전체에 stress fiber와 수축이 일어나 둥글게 수축.
Q35 — 정답: ②
Plectin은 keratin IF와 hemidesmosome을 물리적으로 연결한다. Hemidesmosome은 integrin α6β4가 laminin-332(세포외 기질)에 결합하여 세포를 기저판에 고정하는 구조이다. IF → Plectin → hemidesmosome → integrin → laminin의 연속적 기계적 연결이 피부의 마찰 저항을 담당한다. Plectin KO → IF-hemidesmosome 연결 단절 → 기계적 힘을 기저판으로 전달 불가 → 표피가 기저판으로부터 분리 → 수포 형성(epidermolysis bullosa).
통합 추론 해설 (Q36–Q40)
Q36 — 정답: ②
GFP(Fluorescent Protein Tagging) | Glycolipid | direct sorting in TGN
통합 개념: PA-GFP 광활성화 추적(Ch9) + type I 막단백질의 내강(비세포질) 당화 도메인 위상(Ch10) + AP3 타이로신 기반 TGN→리소좀 분류(Ch13).
LAMP1의 타이로신 신호(GYEQF)는 TGN에서 AP3에 의해 인식되어 리소좀으로 직접 분류된다. AP3 KO에서 이 분류가 불가하면 LAMP1은 기본 경로인 구성적 분비 경로(default secretory pathway)를 따라 세포막으로 향한다. PA-GFP 신호는 핵주변 리소좀이 아닌 세포 주변부(plasma membrane)로 이동하게 된다. LAMP1의 당화 도메인이 세포 외부로 노출되는 것은 type I TM 위상(내강 = 세포막 외부와 위상학적 동등)과 일치한다.
Q37 — 정답: ②
TIRF(Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy) | Asymmetry of the lipid bilayer | AP2
통합 개념: TIRF로 세포막 내측면 관찰(Ch9) + PI(4,5)P₂ 세포질 소엽 위치(Ch10) + AP2 활성화 기전(Ch13).
PI(4,5)P₂는 세포막 세포질 소엽에만 존재하여 CCP 형성의 공간적 큐를 제공한다. AP2가 PI(4,5)P₂에 결합하여 열린(open) 구조로 전환 → 화물 결합 부위 노출 → clathrin 모집. Scramblase가 PI(4,5)P₂를 양 소엽에 균등 분배하면 세포질 소엽의 PI(4,5)P₂ 농도가 절반으로 감소 → AP2 활성화 임계값 미달 → CCP 형성 차단. TIRF(Ch9)에서 PI(4,5)P₂-GFP 점상 구조 소실로 확인.
Q38 — 정답: ②
FRET | GPI anchor | Caveolar endocytosis
통합 개념: FRET 거리 의존성(Ch9) + GPI 고착 단백질의 외부 소엽 위치 + 콜레스테롤 의존 raft(Ch10) + caveolae 내재화(Ch13).
GPI 단백질은 외부 소엽, 세포질 어댑터는 내측 소엽에 있어 두 단백질은 이중층 두께(~4 nm)를 사이에 두고 있다. Lipid raft 내에서 외측 소엽의 GPI 단백질과 내측 소엽의 어댑터가 raft 매개 경막(trans-bilayer) 상호작용에 의해 ~1–5 nm 이내로 근접 → FRET 신호. 콜레스테롤 고갈로 raft 파괴 → 이 경막 근접이 소실 → FRET 신호 소실. 이는 lipid raft가 외측-내측 소엽 간 단백질 정렬을 유도할 수 있음을 시사한다.
Q39 — 정답: ②
TEM(Transmission Electron Microscope) | Lipid anchor | Caveolar endocytosis
통합 개념: 음성 염색 EM으로 caveolae 플라스크 형태 관찰(Ch9) + caveolin의 소수성 루프 막 삽입 기전(Ch10) + caveolae 매개 내재화(Ch13).
Caveolin은 소수성 루프를 세포질 소엽에 삽입(membrane anchoring)하여 스캐폴드를 형성하고 콜레스테롤/스핑고미엘린을 집결·안정화하며 막 곡률을 유도한다. 친수성 루프 치환 → 막 삽입 불가 → 스캐폴드 미형성 → 지질 집결·막 곡률 없음 → 플라스크 모양 형성 불가 → EM에서 평탄한 막만 관찰 → GPI 단백질 등의 caveolae 경로 내재화 차단.
Q40 — 정답: ②
SMLM (Single-Molecule Localization Microscopy) | Raft domain | AP2 | Phosphatidylinositol(PI) and Phosphoinositides(PIPs)
통합 개념: SMLM 20 nm 분해능으로 막 도메인 구별(Ch9) + lipid raft = 스핑고미엘린/콜레스테롤 풍부 도메인(Ch10) + CME = PI(4,5)P₂/AP2/clathrin 의존적 비-raft 도메인(Ch13).
Clathrin 피복와는 PI(4,5)P₂ 풍부 세포질 소엽을 요구하며, 이는 스핑고미엘린/콜레스테롤 풍부 raft 지질 조성과 양립하지 않는다. 두 도메인은 지질 조성 자체로 구분되어 SMLM 수준에서도 겹치지 않는 별개 구획으로 관찰된다. LDL 자극에 의한 LDL 수용체 내재화는 세포질 꼬리의 NPXY 모티프를 인식하는 AP2를 통해 CCP(비-raft 도메인)에서 진행되므로, GM1 raft와 CCP의 상호 배타성은 LDL 자극 후에도 유지된다.