細胞膜 機能

細胞膜

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2019/05/02 08:34 UTC 版)

機能

細胞膜の詳細な図解。
細胞膜を通過する物質拡散。Plasma membrane: 細胞膜、Water soluble molecules: 水溶性分子、Fat soluble molecules: 脂溶性分子。

細胞膜は、細胞質を取り囲んでおり、細胞内の構成要素を細胞外の環境から物理的に分離している。また、細胞膜は細胞骨格の足場となって細胞を形づくり、細胞外マトリックスや他の細胞に接着し、まとまって組織を形成する。菌類細菌、ほとんどの古細菌、そして植物細胞壁も持っており、細胞の機械的な支持を行うとともに、巨大な分子の通過を防いでいる。

細胞膜には選択的透過性があり、細胞への出入りを調節し、生存に必要な物質の輸送を促進している。膜を越える物質移動は、細胞からのエネルギー入力なしに起こる「受動輸送」と、輸送のために細胞がエネルギーを消費する必要がある「能動輸送」のいずれかによって行われる。また、膜は細胞内外の電位差 (膜電位) を保っている。細胞膜は選択的フィルターとして働き、特定のものだけが細胞へ出入りするようになっている。細胞は、生体膜が関与する輸送メカニズムとして次のようなものを利用する。

  1. 受動的な浸透拡散: 二酸化炭素 (CO2) や酸素 (O2) などのいくつかの物質は、拡散によって細胞膜を通過することができ、これは受動的な輸送プロセスである。膜は特定の物質やイオンに対する障壁として働くため、膜の両側では異なった濃度となる。拡散は、低分子やイオンが高濃度側から低濃度側へ自由に移動するときに起こる。このプロセスはエネルギーを必要とせず、膜の両側で作り出された濃度勾配によって推進されるため、受動輸送であると考えられる[23]。半透膜を挟んだ濃度勾配は、水の浸透流を引き起こす。生体における浸透は溶媒の半透膜の通過を伴うが、溶媒は濃度勾配に従って移動しエネルギーを必要としないため、同様に受動的である。細胞内の溶媒は水が最も一般的であるが、他の液体や超臨界流体、ガスであることも可能である[24]
  2. 膜貫通チャネル輸送体: 膜貫通タンパク質は、分子の膜通過のために膜の両側で機能する[25]アミノ酸のような栄養素は細胞へ入る必要があり、特定の代謝産物は細胞から出て行く必要がある。このような分子は、アクアポリンのようなタンパク質チャネルを受動的に通過して促進拡散されるか、膜貫通輸送体によって膜を越えて汲み上げられる。タンパク質チャネルは透過酵素 (permease) とも呼ばれ、通常は極めて特異性が高く、限られた種類の化学物質だけ (1種類の物質に限られることも多い) を認識して輸送する。膜貫通タンパク質の他の例としては細胞表面の受容体があり、シグナル伝達物質を利用して細胞間のコミュニケーションを行う[25]
  3. エンドサイトーシス: エンドサイトーシスは、細胞が分子を包み込んで吸収するプロセスである。細胞膜は陥入 (invagination) と呼ばれる、内側への小さな変形を作り出し、輸送される物質がそこへ捕捉される。この陥入は細胞膜の外側に位置するタンパク質によって引き起こされ、それらは受容体のように機能して窪みへ集合し、細胞膜の内側へのタンパク質や脂質の蓄積を促進する[26]。その後、変形部は細胞の内側へくびれて膜から切り離され、捕捉された物質を内側に含む小胞が作り出される。エンドサイトーシスは、固形の粒子を取り込んだり (食作用)、低分子やイオン (飲作用)、高分子を取り込む経路である。エンドサイトーシスはエネルギーを必要とし、そのため能動輸送の一形態である。
  4. エキソサイトーシス: 陥入や小胞形成によって細胞に物質が取り込まれるのと同じように、小胞の膜は細胞膜と融合し、内容物を外部へ排出することができる。これがエキソサイトーシスのプロセスである。エキソサイトーシスは、エンドサイトーシスによって取り込まれた物質の未消化残留物を除去したり、ホルモン酵素のような物質を分泌したり、物質を細胞の障壁を越えて輸送したりといった目的で、さまざまな細胞で行われる。エキソサイトーシスのプロセスでは、未消化残留物を含む食胞やゴルジ体から出芽した分泌小胞は、まず細胞骨格によって細胞内部から表面へ移動し、小胞の膜と細胞膜が接触するようになる。2つの脂質二重層の脂質分子は互いに組み替えられ、2つの膜は融合する。膜の融合によって通り道が形成され、小胞はその内容物を細胞外へ廃棄する。



  1. ^ Kimball's Biology pages Archived 2009-01-25 at the Wayback Machine., Cell Membranes
  2. ^ Singleton P (1999). Bacteria in Biology, Biotechnology and Medicine (5th ed.). New York: Wiley. ISBN 978-0-471-98880-9. 
  3. ^ a b c d e f g h Molecular Biology of the Cell (4th ed.). New York: Garland Science. (2002). ISBN 978-0-8153-3218-3. オリジナルの2017-12-20時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21054/?term=Molecular%20Biology%20of%20the%20Cell. 
  4. ^ Budin, Itay; Devaraj, Neal K. (December 29, 2011). “Membrane Assembly Driven by a Biomimetic Coupling Reaction”. Journal of the American Chemical Society 134 (2): 751–753. doi:10.1021/ja2076873. PMC: 3262119. PMID 22239722. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3262119/. 
  5. ^ Staff (2012年1月25日). “Chemists Synthesize Artificial Cell Membrane”. ScienceDaily. 2012年1月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年2月18日閲覧。
  6. ^ Staff (2012年1月26日). “Chemists create artificial cell membrane”. kurzweilai.net. 2012年2月26日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年2月18日閲覧。
  7. ^ a b c d e f Lombard, Jonathan (2014-12-19). “Once upon a time the cell membranes: 175 years of cell boundary research”. Biology Direct 9: 32. doi:10.1186/s13062-014-0032-7. ISSN 1745-6150. PMC: 4304622. PMID 25522740. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4304622/. 
  8. ^ Leray, C. Chronological history of lipid center. Cyberlipid Center. Last updated on 11 November 2017. link Archived 2017-10-13 at the Wayback Machine..
  9. ^ Gorter, E.; Grendel, F. (1925). “On bimolecular layers of lipoids on the chromocytes of the blood”. J. Exp. Med. 41 (4): 439–443. doi:10.1084/jem.41.4.439. PMC: 2130960. PMID 19868999. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2130960/. 
  10. ^ S J Singer and G L Nicolson."The fluid mosaic model of the structure of cell membranes." Science. (1972) 175. 720-731.
  11. ^ Noutsi, Pakiza; Gratton, Enrico; Chaieb, Sahraoui (2016-06-30). “Assessment of Membrane Fluidity Fluctuations during Cellular Development Reveals Time and Cell Type Specificity”. PLoS ONE 11 (6): e0158313. doi:10.1371/journal.pone.0158313. ISSN 1932-6203. PMC: 4928918. PMID 27362860. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4928918/. 
  12. ^ a b c “Biomembranes: Structural Organization and Basic Functions”. Molecular Cell Biology (4th ed.). New York: Scientific American Books. (2000). ISBN 978-0-7167-3136-8. オリジナルの2018-06-05時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21583/. 
  13. ^ a b c d e Cooper, Geoffrey M. (2000). “Structure of the Plasma Membrane” (英語). The Cell: A Molecular Approach. オリジナルの2017-09-19時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9898/. 
  14. ^ Abbott, Sarah K.; Else, Paul L.; Atkins, Taleitha A.; Hulbert, A. J. (2012-5). “Fatty acid composition of membrane bilayers: importance of diet polyunsaturated fat balance”. Biochimica Et Biophysica Acta 1818 (5): 1309–1317. doi:10.1016/j.bbamem.2012.01.011. ISSN 0006-3002. PMID 22285120. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22285120. 
  15. ^ Sinensky, M. (1974-2). “Homeoviscous adaptation--a homeostatic process that regulates the viscosity of membrane lipids in Escherichia coli”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 71 (2): 522–525. ISSN 0027-8424. PMC: PMC388039. PMID 4360948. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/4360948. 
  16. ^ William,, Stillwell,. An introduction to biological membranes : composition, structure and function (Second edition ed.). London. ISBN 9780444637901. OCLC 953455850. https://www.worldcat.org/oclc/953455850. 
  17. ^ a b Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (2000). “Biomembranes: Structural Organization and Basic Functions” (英語). Molecular Cell Biology. オリジナルの2018-06-05時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21583/. 
  18. ^ Mendez, Roberto; Banerjee, Santanu (2017). “Sonication-Based Basic Protocol for Liposome Synthesis”. Methods in Molecular Biology (Clifton, N.J.) 1609: 255–260. doi:10.1007/978-1-4939-6996-8_21. ISSN 1940-6029. PMID 28660588. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28660588. 
  19. ^ a b Brandley, B. K.; Schnaar, R. L. (July 1986). “Cell-surface carbohydrates in cell recognition and response”. Journal of Leukocyte Biology 40 (1): 97–111. doi:10.1002/jlb.40.1.97. ISSN 0741-5400. PMID 3011937. 
  20. ^ Bruce,, Alberts, (2002). Molecular biology of the cell. Johnson, Alexander,, Lewis, Julian,, Raff, Martin,, Roberts, Keith,, Walter, Peter, (4th ed ed.). New York: Garland Science. ISBN 0815332181. OCLC 48122761. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26941/. 
  21. ^ Membrane Structure (SWF)”. Davidson College (2002年). 2007年1月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年1月11日閲覧。
  22. ^ Lodish, Harvey; Berk, Arnold; Zipursky, S. Lawrence; Matsudaira, Paul; Baltimore, David; Darnell, James (2000). “Post-Translational Modifications and Quality Control in the Rough ER” (英語). Molecular Cell Biology. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK21741/. 
  23. ^ Cooper, Geoffrey M. (2000). “Transport of Small Molecules” (英語). The Cell: A Molecular Approach. オリジナルの2018-06-05時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9847/. 
  24. ^ Kramer, Eric M.; Myers, David R. (2013). “Osmosis is not driven by water dilution”. Trends in Plant Science 18 (4): 195–197. doi:10.1016/j.tplants.2012.12.001. PMID 23298880. オリジナルの2017-09-12時点によるアーカイブ。. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S136013851200252X. 
  25. ^ a b Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). “Membrane Proteins” (英語). Molecular Biology of the Cell. オリジナルの2018-06-05時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26878/. 
  26. ^ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). “Transport into the Cell from the Plasma Membrane: Endocytosis” (英語). Molecular Biology of the Cell. オリジナルの2018-06-05時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26870/. 
  27. ^ Salton, Milton R. J.; Kim, Kwang-Shin (1996). Baron, Samuel. ed. Medical Microbiology (4th ed.). Galveston (TX): University of Texas Medical Branch at Galveston. ISBN 978-0963117212. PMID 21413343. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK8477/. 
  28. ^ Mishra, Nagendra N.; Liu, George Y.; Yeaman, Michael R.; Nast, Cynthia C.; Proctor, Richard A.; McKinnell, James; Bayer, Arnold S. (February 2011). “Carotenoid-Related Alteration of Cell Membrane Fluidity Impacts Staphylococcus aureus Susceptibility to Host Defense Peptides”. Antimicrobial Agents and Chemotherapy 55 (2): 526–531. doi:10.1128/AAC.00680-10. ISSN 0066-4804. PMC: 3028772. PMID 21115796. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3028772/. 
  29. ^ Alexander, C.; Rietschel, E. T. (2001). “Bacterial lipopolysaccharides and innate immunity”. Journal of Endotoxin Research 7 (3): 167–202. doi:10.1177/09680519010070030101. ISSN 0968-0519. PMID 11581570. 
  30. ^ YashRoy, R.C. (1999). “A structural model for virulence organellae of gram negative organisms with reference to Salmonella pathogenicity in chicken ileum”. Indian Journal of Poultry Science 34 (2): 213–219. オリジナルの2014-11-07時点によるアーカイブ。. https://www.researchgate.net/publication/230856732. 
  31. ^ a b Saier, Milton H. (2013). “Microcompartments and Protein Machines in Prokaryotes”. Journal of Molecular Microbiology and Biotechnology 23 (4–5): 243–269. doi:10.1159/000351625. ISSN 1464-1801. PMC: 3832201. PMID 23920489. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3832201/. 
  32. ^ “The fluid mosaic model of the structure of cell membranes”. Science 175 (4023): 720–31. (Feb 1972). doi:10.1126/science.175.4023.720. PMID 4333397. オリジナルの2009-02-08時点によるアーカイブ。. http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/175/4023/720. 
  33. ^ Kusumi, Akihiro; Shirai, Yuki M.; Koyama-Honda, Ikuko; Suzuki, Kenichi G. N.; Fujiwara, Takahiro K. (2010-05-03). “Hierarchical organization of the plasma membrane: investigations by single-molecule tracking vs. fluorescence correlation spectroscopy”. FEBS letters 584 (9): 1814–1823. doi:10.1016/j.febslet.2010.02.047. ISSN 1873-3468. PMID 20178787. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20178787. 
  34. ^ Hankins, Hannah M.; Baldridge, Ryan D.; Xu, Peng; Graham, Todd R. (2015-1). “Role of flippases, scramblases and transfer proteins in phosphatidylserine subcellular distribution”. Traffic (Copenhagen, Denmark) 16 (1): 35–47. doi:10.1111/tra.12233. ISSN 1600-0854. PMC: PMC4275391. PMID 25284293. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25284293. 
  35. ^ Albers, S. V.; van de Vossenberg, J. L.; Driessen, A. J.; Konings, W. N. (2000-09-01). “Adaptations of the archaeal cell membrane to heat stress”. Frontiers in Bioscience: A Journal and Virtual Library 5: D813–820. ISSN 1093-9946. PMID 10966867. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10966867. 
  36. ^ “Mediation, Modulation and Consequences of Membrane-Cytoskeleton Interactions”. Annual Review of Biophysics 37: 65–95. (2008). doi:10.1146/annurev.biophys.37.032807.125912. PMID 18573073. 
  37. ^ Whatley, Jean M.; John, P.; Whatley, F. R. (1979-04-11). “From Extracellular to Intracellular: The Establishment of Mitochondria and Chloroplasts” (英語). Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 204 (1155): 165–187. doi:10.1098/rspb.1979.0020. ISSN 0962-8452. PMID 36620. オリジナルの2017-11-07時点によるアーカイブ。. http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/204/1155/165. 
  38. ^ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). “The Structure and Function of DNA” (英語). Molecular Biology of the Cell. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26821/. 
  39. ^ Alberts, Bruce; Johnson, Alexander; Lewis, Julian; Raff, Martin; Roberts, Keith; Walter, Peter (2002). “The Transport of Molecules between the Nucleus and the Cytosol” (英語). Molecular Biology of the Cell. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26932/. 
  40. ^ Cooper, Geoffrey M. (2000). “The Endoplasmic Reticulum” (英語). The Cell: A Molecular Approach. オリジナルの2017-10-03時点によるアーカイブ。. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK9889/. 
  41. ^ Xu, Haijiao; Su, Weiheng; Cai, Mingjun; Jiang, Junguang; Zeng, Xianlu; Wang, Hongda (2013-04-16). “The Asymmetrical Structure of Golgi Apparatus Membranes Revealed by In situ Atomic Force Microscope”. PLOS ONE 8 (4): e61596. doi:10.1371/journal.pone.0061596. ISSN 1932-6203. PMC: 3628984. PMID 23613878. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3628984/. 





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