15번
발문
Filament capping과 filament dynamics에서 그것의 효과에 관한 그림이다. 그림에서 초록색 라인과 붉은색 라인의 차이를 설명하시오. (서술형, 5점)
관련 내용
해설
초록색 라인은 캡핑 단백질이 없는 상태, 즉 필라멘트의 양쪽 말단(+ end와 − end)이 모두 자유로운 경우의 성장률 곡선이다. 이때 필라멘트 전체의 순 성장은 주로 더 빠르게 중합하는 barbed end(+)에 의해 지배되므로, 유효 임계 농도(Cc)가 낮다. 따라서 비교적 낮은 G-actin 단량체 농도에서도 필라멘트가 순 중합(net polymerization) 상태로 성장할 수 있으며, 기울기가 가파르게 나타난다.
붉은색 라인은 캡핑 단백질이 (+) barbed end를 차단한 경우의 성장률 곡선이다. (+) end가 막히면 (−) pointed end에서만 중합·해중합이 일어나게 되는데, (−) end의 임계 농도는 훨씬 높다. 그 결과 같은 단량체 농도에서 붉은색 라인의 성장률이 현저히 낮고, 두 임계 농도 사이(~0.1–0.7 μM) 구간에서는 캡핑된 필라멘트가 오히려 순 해중합(net depolymerization) 상태가 된다. 이 농도 범위에서는 uncapped 필라멘트(초록)가 (+) end에서 성장하는 반면, capped 필라멘트(붉은)는 (−) end에서 수축한다.
결론적으로 두 라인의 핵심 차이는 캡핑 단백질에 의한 유효 임계 농도의 상승이다. 캡핑 단백질이 없으면 (+) end가 중합을 주도하여 낮은 농도에서도 성장이 가능하지만, (+) end가 차단되면 (−) end의 높은 Cc가 유효 임계 농도가 되어 훨씬 넓은 단량체 농도 범위에서 필라멘트가 수축한다. 오른쪽 다이어그램에서 위 그림(캡핑 없음)은 초록색 라인의 조건을, 아래 그림(빨간 공 = capping protein이 + end에 결합)은 붉은색 라인의 조건을 각각 나타낸다.