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1-3 막전위와 활동전위

다음이 설명하는 이온통로는?

• 연접후막에 주로 분포함
• 신경전달물질이 결합하면 열림
• 연접후전위를 만드는 데 관여함

1 기계작동통로
2 누출통로
3 틈새이음통로
4 전압작동통로
5 리간드작동통로 ✓ 정답

해설

신경전달물질이 결합하면 열리는 통로는 리간드작동통로이다.

같은 주제 다음 문제신경세포의 안정막전위 값은?이 문제가 수록된 문제집[2026 국시대비] 실전 문제로 끝내는 신경과학 문제은행12,900원

리간드작동통로(ligand-gated ion channel)는 신경전달물질이나 호르몬 같은 화학적 신호전달물질(리간드)이 결합할 때 열리는 이온통로입니다. 문제에서 제시한 세 가지 특징, 즉 연접후막에 주로 분포하고, 신경전달물질이 결합하면 열리며, 연접후전위를 만드는 데 관여한다는 것은 모두 리간드작동통로의 전형적인 특성에 해당합니다.

근거 자료 ^[1]은 신경근육이음부(neuromuscular junction)의 연접후막에 존재하는 아세틸콜린 수용체를 다루고 있습니다. 이 수용체는 신경전달물질인 아세틸콜린이 결합하면 이온통로가 열려 양이온 유입을 허용하고 탈분극을 시작한다고 설명합니다. 이는 리간드작동통로의 작동 방식을 보여주는 대표적인 예입니다. 아세틸콜린 수용체의 돌연변이가 통로 개방을 손상시키거나 지연시켜 선천근무력증후군(congenital myasthenic syndromes)을 유발한다는 내용은, 리간드 결합과 통로 개방 사이의 직접적인 연관성을 보여줍니다.

근거 자료 ^[2]는 세로토닌(serotonin)에 의해 작동하는 5-HT3 수용체를 소개하며, 이것이 리간드작동통로의 한 종류인 시스-루프(cys-loop) 상과에 속한다고 밝히고 있습니다. 이 수용체는 중추 및 말초신경계에서 빠른 흥분성 신경전달을 매개한다고 설명합니다. 근거 자료 ^[3]과 ^[4]는 오량체 리간드작동통로(pentameric ligand-gated ion channels, pLGICs)의 구조적 특징과 작동 기전을 다루고 있습니다. 이 자료들에 따르면, 작용제(agonist) 결합이 전체 단백질의 구조 변화를 유도하여 이온이 통과하는 구멍(pore)을 연다고 합니다. 이러한 알로스테릭 기전은 리간드작동통로가 신호를 전달하는 핵심 원리입니다.

다른 보기를 살펴보면, 기계작동통로는 물리적 자극에 의해 열리고, 누출통로는 항상 열려 있어 휴지막전위 유지에 관여합니다. 틈새이음통로는 세포 간 직접적인 이온 교환을 담당하며, 전압작동통로는 막전위 변화에 반응하여 열립니다. 이들은 모두 문제에서 제시한 '신경전달물질 결합'이라는 조건을 충족하지 못합니다.

따라서 연접후막에서 신경전달물질과 결합하여 열리고 연접후전위를 생성하는 통로는 리간드작동통로가 정답입니다.

참고 문헌 (논문 출처)

[1]
Correcting congenital myasthenia-associated acetylcholine receptor defects.일반논문Li H, Mukhtasimova N, Teng J, Cavalli ES, Gu X, Sello JK, Sine SM, Hibbs RE. (2026) · DOI: 10.1038/s41586-026-10706-1
[2]
The serotonin-gated 5-HT3 receptor: a tale of functions and structures of a prototypical pentameric ligand-gated ion channel.일반논문Ye ZJ, Wu CY, Zhang H, Zhang HW, Vogel H. (2026) · DOI: 10.1038/s41401-026-01763-3
[3]
State-Dependent Dynamic Communication Networks in a Pentameric Ligand-Gated Ion Channel.일반논문Lev B, Murail S, Vorobyov I, Baaden M, Allen TW. (2025) · DOI: 10.1021/acs.jpcb.5c03991
[4]
General anesthetic modulation of a pentameric ligand-gated ion channel explored with simulations.일반논문Dymke AJ, Lev B, Allen TW. (2026) · DOI: 10.1016/j.bpj.2026.05.007

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