プロトンポンプ
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プロトンポンプ（英：Proton Pump）は、生物体内で生体膜において水素イオン（プロトン）の能動輸送を担う膜タンパク質の総称である。エネルギー源として、ATPの加水分解、光エネルギー、酸化還元反応を利用するものに分類される[1]。生体膜の内外に膜電位や水素イオンの濃度勾配を作り出し、ATP合成や二次能動輸送のエネルギーなどに利用される。ATP合成酵素の逆反応として、ATPの加水分解によるエネルギーを利用してプロトンポンプとして働く機能も持つ。
プロトンポンプの例として胃プロトンポンプが挙げられる。胃プロトンポンプは、胃酸を分泌する壁細胞の細胞内細管小胞と分泌側膜（頂端膜）の両方に存在し、ATPの加水分解エネルギーにより、分泌細管内に存在しているカリウムイオンとの対向輸送（アンチポート）により水素イオンを胃内部へ放出する[2][3]。
高度好塩菌の表面に存在する紫膜では、バクテリオロドプシンと呼ばれるタンパク質が配向しており、光エネルギーを利用しプロトンポンプ機能を発現している。このほか光合成反応中心（光による）や、電子伝達系（酸化還元による）もプロトンポンプ機能を持っている。
関連項目
脚注
- ^ 石川 et al. 2010, p. 1151.
- ^ 酒井 2019, p. 857-860.
- ^ “世界初！胃酸分泌を担う胃プロトンポンプの構造を解明―胃酸抑制剤結合構造と強酸に対してプロトンを吐き出す仕組み― （プレスリリース）”. www.amed.go.jp. 国立研究開発法人日本医療研究開発機構 (2018年4月5日). 2019年4月13日閲覧。 “消化にとって重要な臓器である胃の表面には、胃酸を分泌する胃プロトンポンプが発現しています。このプロトンポンプが、細胞内のエネルギーを利用してH+（プロトン）を胃の内部へと輸送することで、胃の内部をpH1という強い酸性環境にしています。これは消化にとって重要であり、胃潰瘍の原因にもなるため、胃酸抑制剤のターゲットとされています。”
参考文献
- 石川統; 黒岩常祥; 塩見正衛 ほか 編『生物学辞典』東京化学同人、2010年。ISBN 978-4-8079-0735-9。
- 酒井秀樹 著「第53章 胃」、本間研一; 大森治紀; 大橋俊夫 ほか 編『標準生理学』（9版）医学書院、2019年。 ISBN 978-4-260-03429-6。
プロトンポンプ
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プロトンポンプは、膜の内外にプロトン勾配を作り出すプロセスである。プロトンは物理的に膜を通り抜けることができ、この現象はミトコンドリアの複合体I及びIVで見られる。同様の作用は、電子が反対側に動くことによっても作り出される。その結果、プロトンが細胞質側から消え、ペリプラズム側に現れたように見える。ミトコンドリアの複合体IIIはこの2つ目の型のプロトンポンプで、キノン（Qサイクル）によって仲介される。 全てではないが脱水素酵素の一部もプロトンポンプである。オキシダーゼやレダクターゼのほとんどはプロトンポンプであるが、違うものもある。シトクロムbc1は、全てではないが多くの細菌で見られるプロトンポンプである（大腸菌では見られない）。その名前が示す通り、細菌のbc1は、ミトコンドリアのbc1（複合体III）に似ている。 プロトンポンプは、電子伝達プロセスの中心であり、膜の内外での電気化学的勾配を作り、ATP合成酵素がATPを合成できるようにする。
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