小分子の膜輸送 膜蛋白質 膜輸送蛋白質 受容体 酵素 連結体 １．脂質膜（リポソーム）の透過性 疎水性分子 極性分子 （小） 極性分子 （大） イオン ○ △ ▲ × 細胞のイオン濃度 ２．膜輸送蛋白質 輸送体蛋白質(transporter, carrier) 能動輸送＋受動輸送 チャネル蛋白質(チャネル) 受動輸送 ３．輸送に関与する膜の要因（電気化学的勾配） l 濃度勾配 l 膜電位(membrane potential) ４．運搬体蛋白質による能動輸送 酵素と同様にミカエリスーメンテン型 エネルギーが必要である 遅い ． ５．能動輸送 共役運搬体 ＡＴＰ駆動型ポンプ 光駆動型ポンプ 6. 共役運搬体 ユニポート シンポート アンチポーチ 例：グルコース運搬体（シンポート） Na+ とグルコース：シンポート 細胞横断輸送 ラクトース透過酵素（lactose permease) ＡＴＰ駆動型ポンプ P型ATPアーゼ（Ｎａ＋—Ｋ＋ポンプ, Ｃａ２＋ポンプ） F型ATPアーゼ ABCトランスポーター（ATP binding cassette) Ｎａ＋—Ｋ＋ポンプ 小胞体Ca2+ポンプ（P型ATPアーゼ） F型ポンプ（F型ATPase） ATP H+ H+ H+ H+ ADP+ Pi H+ ABCトランスポーター 真正細菌 内膜 ペリプラズム 外膜（細胞壁） ABC（ATP binding cassette)トランスポーター e.g. 多剤耐性タンパク キーワード • 膜輸送蛋白質 – 運搬体蛋白質(トランスポーター ポンプ) – チャネル蛋白質(チャネル) • 能動輸送 • 受動輸送 • 電気化学的勾配 • 能動輸送（共役運搬体、ＡＴＰ駆動型ポンプ、光駆動型ポン プ） • ユニポート、シンポート、アンチポーチ • ＡＴＰ駆動型ポンプ • 光駆動型ポンプ イオンチャネル 小孔 選択性：なぜ小さな分子は通さない？ 速い（１０００倍程度） 9. チャネルの分類 電位依存性チャネル リガンド依存性チャネル 機械刺激依存性チャネル チャネルは高い選択性 選択フィルターは小さい分子も通しにくい Cl−とK+チャネルの構造 2 8 アクアポリン 9. 神経の伝達におけるイオンチャネルの役割 樹状突起 軸索 9. 神経の伝達におけるイオンチャネルの役割 電位依存性Na+チャネルが開く 開→不活性化→閉 Na+チャネルのサイクル 開→不活性化→閉 9. チャネルの解析手法 パッチクランプ法 電位依存性Na＋チャネルのパッチクランプ測定 3 6 10．シナプス間での情報伝達 神経伝達物質と伝達物質依存型イオンチャンネル 興奮性神経伝達物質 ：Na＋チャネル、Ca2+チャネル アセチルコリン、グルタミン酸、セロトニン 抑制性神経伝達物質 ： K＋チャネル、 Cl−チャネル γ—アミノ酪酸（GABA)、グリシン シナプス前細胞 シナプス後細胞 9. チャネルの分類 電位依存性チャネル リガンド依存性チャネル 機械刺激依存性チャネル アセチルコリン受容体 （伝達物質依存陽イオンチャネル） 11．シナプスから筋肉への伝達 １． 電位依存型Ca2+チャネル が開 ２．アセチルコリンの放出→筋細胞のアセチルコリン依存性陽イオンチャネルが開 ３．電位依存型Na+チャネルが開 ４．電位依存型Ca2+チャネルが活性化、 ５．筋小胞体の Ca2+放出チャネルが開 筋肉の収縮 長期増強 キーワード • イオンチャネル（選択フィルター） • チャネルの分類 – 電位依存性チャネル – リガンド依存性チャネル – 機械刺激依存性チャネル • 電位依存性Na＋チャネル神経伝達物質による脱分極 • 脱分極、分極シナプスでの情報伝達 • 神経伝達物質 – 興奮性 アセチルコリン、グルタミン酸、セロトニン Na＋チャネル – 抑制性 γ—アミノ酪酸、グリシン K＋チャネル Cl−チャネル
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