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크기 배제 (Size Exclusion)
아쿠아포린 통로의 가장 좁은 부분은 지름이 약 0.28nm 정도다. 물 분자의 지름이 약 0.25nm이므로, 물 분자는 겨우 통과할 수 있지만 이보다 큰 당분이나 단백질, 다른 이온들은 입구에서 컷오프(Cut-off)된다.전하 반발 (Electrostatic Repulsion)
물 분자와 크기가 비슷한 이온(예: 수소 이온 H^+)들을 막는 장치다. 아쿠아포린 통로 중간에는 양전하(+)를 띤 아미노산(아르기닌 등)들이 배치되어 있다. 같은 양전하를 띤 이온들이 들어오려고 하면 자석의 같은 극처럼 강하게 밀어내 버린다. 오직 전하를 띠지 않는 중성 상태의 물 분자만 통과를 허용한다.NPA 모티프
통로 중간에 NPA(Asn-Pro-Ala)라는 특수한 구역이 두 군데 있다. 물 분자들은 수소 결합으로 서로 사슬처럼 엉겨 붙어 있는데, 이대로 통과하면 원하지 않는 에너지(양성자)까지 딸려 들어올 수 있다. 물 분자가 통로 중앙을 지날 때, NPA 구역의 정전기적 유도로 인해 물 분자가 180° 회전하며 사슬을 끊고 개별적으로 통과한다. 이 과정을 통해 '순수한 물'의 흐름만 확보한다.엽면 흡수 경로 나열
기공 (Stomata): 잎 표면의 물리적 구멍. 가스 교환과 증산 작용의 통로.
아쿠아포린 (Aquaporin): 세포막에 박혀 있는 단백질 수분 통로.
큐티클층 (Cuticle Layer): 잎 표면을 덮고 있는 왁스질의 보호막. 미세한 틈(Ectodesmata)을 통해 흡수.
엽맥 및 표피 세포 간극: 잎의 구조적 틈새를 통한 확산.흡수 경로 흡수 비율(%) 주요 흡수 대상 특징 기공 (Stomata) 60 ~ 80% 아미노산, 이온화된 비료, 수용액 전체 기공이 닫히면 흡수량이 급감함. 가장 빠른 경로. 아쿠아포린 (Aquaporin) 10 ~ 20% 순수 수분(H_2O), 요소(Urea) 등 미세 분자 기공이 닫혀도 수분을 흡수하여 체내 압력을 유지함. 큐티클 및 기타 5 ~ 10% 지용성 성분, 미량 원소 흡수 속도가 매우 느리지만 지속적으로 일어남. 기공은 더 크기 때문에 분자량이 큰 아미노산을 한꺼번에 받아들일 수 있다. 하지만 건조하면 문이 닫혀 효율이 0이 된다.
아쿠아포린은 기공이 닫힌 건조한 상황에서도 작동한다. 영양분 자체보다는 '물'을 빨아들이는 펌프다. 이 아쿠아포린을 통해 물을 밀어 넣어, 건조한 상황 기공으로 들어와 정체된 아미노산을 채관으로 흐르게 만들 수 있다.