生体膜 ・リン脂質　高校生物

【 note : https://note.com/yaguchihappy 】 生体膜について講義します。 覚え方「頭ごっつんこはダメ（リン脂質は細胞外、細胞内にそれぞれ向ける）」 語呂「接待は隣室で（生体膜はリン脂質で構成される）」 ●リン脂質は、親水基の頭部（リン酸基を含む）と、疎水性の尾部（２本の脂肪酸）からできている。細胞内と細胞外には水がたくさんあるので、親水基である頭部は細胞内と細胞外に向けている。 ●色々な物質が、脂質二重層を通れるか、通れないかはたまに入試で問われる。 ①電荷を持つイオンは、寄ってくる水分子が邪魔して脂質二重層を通過することができない（極性をもつ水分子がイオンを引っ張り、イオンが脂質二重層を通るのを妨げる）。例：ナトリウムイオンは透過できない。 ②タンパク質やグルコース、アミノ酸、ヌクレオチドは比較的大きな分子であり、脂質二重層を通過することができない。 （しかし、細胞が生きるためには、イオン、糖、アミノ酸、ヌクレオチドを細胞膜に透過させる必要がある。これらを透過させるために、細胞膜には輸送タンパク質が設置されている。[すなわち、細胞膜は選択的透過性をもつ]） ④水や尿素、アンモニア、グリセロールは、極性のある小分子であり、ほんのわずかだが徐々に脂質二重層を通過する（ただし透過性は低い）。 ⑤酸素や二酸化炭素などの非常に小さい分子は脂質二重層を通過できる。 ⑥ビタミンAなどの疎水性分子（極性を持たない分子、脂溶性の分子とも言う）は脂質二重層を通過できる（脂質は脂質となじむ、というイメージでとらえておこう）。 ●選択的透過性：物質の種類のより透過性が異なる性質。生体膜は選択的透過性を持つ。生体膜には様々な輸送に関するタンパク質が埋め込まれているので、選択的透過性があると考えられている（半透膜は、選択的透過性が極端な場合で、水のみが選択的に透過している仮想的な状態であると理解できる）。 ●生体膜には、細胞膜の他、ミトコンドリアの膜、核膜、ゴルジ体の膜、リソソームの膜、葉緑体の膜など、様々な膜が含まれる。 ●真核生物において、細胞小器官が膜で包まれているのには意味がある。リン脂質の膜で溶液を包み込むことにより、特定の化学反応に関わる『酵素（生体触媒）や基質』を集中させることができ、効率的に反応を進行することができる（デメリットは、その膜内まで酵素や基質を輸送する必要があることである。）。 問題：生体膜のリン脂質について、誤った文を１つ選べ。 ①生体膜では、二重層を形成している。 ②疎水性の部分を持っている。 ③親水性の部分を持っている。 ④疎水性の部分がなるべく水分子に多く接するように配置されている。 答え：④（リン脂質は、生体膜において、親水性の部分を、水が多くある場所、すなわち細胞内と細胞外に向けている。） 問題（発展）：人工的につくったリン脂質の二重層が、どのような物質を透過させるか確かめる実験を行った。結果、イオンなどの電荷をもつ物質、ＡＴＰやグルコースなどの大きな分子はこの人工リン脂質の膜を通れなかった。 しかし、生体内において、『イオンやグルコースは細胞膜を透過する』ことが知られている。どのようなしくみによるか。 答え：細胞膜上には、イオンやグルコースを通すチャネルや輸送体などの輸送タンパク質が埋め込まれている。それらの輸送タンパク質によってイオンやグルコースが輸送される。 （たとえば、カリウムイオンはリン脂質の二重層を通れないが、生体膜に埋め込まれたカリウムチャネルを通って細胞の外に出たり細胞の中に入ったりすることができる。ちなみに、ＡＴＰは細胞膜を通過することはできない。したがってＡＴＰは細胞内で合成するしかない。グルコースなどを異化反応に使うことによって細胞内でＡＴＰを生産している） 問題（発展）：細胞膜には水分子を通すタンパク質がある（このような特定の分子を通す通路のようなタンパク質をチャネルという）。このタンパク質を何というか。 答え：アクアポリン （アクアポリンは水チャネルともいう。細胞膜はリン脂質が主成分であるため、水を通しにくい[水分子はとても小さいため、ある程度は通過する]。水はアクアポリンを通って移動する。なお、細胞膜にはカリウムチャネルなど、特定のイオンを通すチャネルも存在する[ふつう電荷をもったイオンは周囲の水分子に邪魔されて細胞膜を通過できない。たとえばＫ＋は水分子のマイナスに帯電した部分に引き付けられてしまう]。したがってイオンはチャネルを通って細胞膜を横断する） ●さらにパワーアップしたい人は、シンガーとニコルソンが提唱した『流動モザイクモデル』も資料集でチェックしておきましょう。 ＊流動モザイクモデル：生体膜の構造は、リン脂質の二重層に、タンパク質がモザイク状に埋め込まれ、『流動性』を持って分布しているというモデル。 チャネルなどに関する講義    • チャネル・ポンプ・輸送体、小腸におけるグルコースの輸送　高校生物   #生物 #生体膜 #高校生物