薬学

トランスポーターを介した物質輸送

前回はチャネルを介した物質輸送を取り上げました。

今回は同じ膜間の物質輸送の一つであるトランスポーターを介した物質輸送をとりあげます。

トランスポーターとは?

トランスポーターはイオンチャネルと同様に細胞膜上に存在する膜タンパク質で、膜間の物質輸送を担っています。

イオンチャネルの場合は、チャネルが開いたときにイオンが移動する方向は濃度勾配に従って移動することになります。つまり、細胞内のナトリウムイオン濃度のほうが高く、細胞外のナトリウムイオン濃度が低いときに、ナトリウムイオンチャネルが開いた場合、

細胞内の濃度が濃いので、ナトリウムイオンは細胞内から細胞外に移動します。

つまり単にチャネルの開閉だけでは、思うがままにイオンを輸送することができません。

トランスポーターはATPのエネルギーを使ったり、イオンを対交換することによって、濃度勾配に逆らった方向にも物質輸送ができます。

Na-K能動輸送(Na-Kポンプ)

1つのATPを使って、細胞外のカリウムを内部に2個輸送するのと同時に細胞内のナトリウムを細胞外に3個輸送します。ちなみに細胞内のカリウム濃度は基本的に細胞外よりも高くなっています。つまりこのNa-Kポンプはカリウム濃度が高い細胞内部にカリウムを輸送しています。このように、濃度の高い方向に輸送するにはエネルギーが必要です。Na-KポンプはATPを一分子つかうエネルギーを使って、輸送しています。

このように低濃度から高濃度の方向にエネルギー(ATP)を使って輸送する方法をポンプ輸送(能動輸送)といいます。

(濃度勾配に逆らわない方向の輸送をキャリア輸送といいます。)

また、ナトリウムとカリウムを内外へ反対方向に輸送する方法を対向輸送といいます。

Na-Ca交換系

ナトリウムーカルシウム交換輸送は、細胞外の濃いナトリウムを3個細胞内にキャリア輸送した勢いを利用してカルシウム1つを細胞外に輸送します。ATPは使いません。

Na-グルコース共輸送

細胞外の高いナトリウム濃度を利用してナトリウムイオンを細胞内に輸送するのと同時にグルコースを取り込む

上の図にもありますが、2つの分子を輸送するとき、対方向の輸送をアンチポート、同じ方向への輸送をシンポートといいます。

 

 

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こめやん
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こめやんは理学博士です!化学の面白さと学ぶメリットを少しでも伝えるために日々頑張ります! ツイッターにて疑問点や依頼などを募集しています! 論文の和訳やレポートのチェックなどでもお気軽にお待ちしております

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