2005年06月16日

生体膜1 膜の構造

細胞の膜が何で出来ているかご存知ですか?

実は脂質です。

脂質とは脂肪酸(※)とグリセリン(グリセロール)(※)の化合物です。

細胞膜を形成している脂質の多くがリン脂質です。(以下、簡単のため、膜はリン脂質だと考えます)

リン脂質は2本の脂肪酸とグリセリン、リン酸+αで出来ています。

通常2本の脂肪酸のうち、一本は曲がっています。

ホスファチジルコリン.jpg

リン脂質は複数種類あり膜によって組成が異なります。この図は有名なリン脂質の一つであるホスファチジルコリンで、リン脂質(ホスファチド)にコリンという化合物がついたものです。


まぁでも、こんなことは今回はあんまり重要じゃありません。(なら書くなって感じですが・・・)


重要なのは、細胞の膜や細胞内小器官の膜は全て脂質の二重膜になっているということです。

リン脂質の“頭”(リン酸+α)は親水性なのですが、“2本のしっぽ”(脂肪酸)は疎水性です。

生体内は水分が多いので、疎水性の部分が向かい合う形で疎水部分を隠して2枚1組で並んでいます。

この並びの形成はごく自然なもので、容易にでき、比較的丈夫で、しかも、破れてもすぐに直るため、生物は生体膜に脂質を利用しているのだと考えられます。

「二重層」と聞くと作るのが面倒くさそうですが、実際は簡単に出来るのです。ただの水の中に入れるだけでも二重層になるそうです。

そして、生物がこの脂質の二重膜を生体膜に利用した大きな理由がもう一つあります。

『流動性』です。

細胞膜.jpg


細胞膜はこんな感じなのですが、見たら分かるとおり、リン脂質同士は互いに独立していて、その間に強い結合はなく、流動的、つまり、リン脂質は動いているのです。

しかも、結構速いです。

膜の脂質の組成にもよりますが、小さな細菌くらいであれば、2秒で一周します。



先ほど“破れても直る”と言ったのはこの流動性があるためです。開いてもすぐ閉じるのです。



また、この図にある“たんぱく質”(膜タンパク)なども動いています。

先ほどは“膜は脂質でできている”と堂々といいましたが、実際は、たんぱく質は質量が大きいので、質量計算では半分近くが膜タンパクになります。

この膜タンパクも「外部の情報・刺激を細胞内に伝える」などの極めて重要な機能を持っています。しかも、種類も豊富で、私たちのDNAが作り出すたんぱく質の30%が膜たんぱく質だと言われています。

でも、それはまた別の機会に紹介したいと思います。



生体膜を構成する脂質は(リン脂質以外も含め)数千種類あります。

しかも、それぞれの膜で組成が異なります。

更に、細胞の内側と外側でも脂質の組成が異なります。


これだけ他種多様な膜が存在していると言うことから、膜というものが単なる境界ではないことは明らかです・・・とはいっても、実際どのような機能があるのかはあまりよく分かっていません。

まぁそれでも分かっている範囲で数回に分けて生体膜について書いて行きたいと思います。




※脂肪酸とグリセリン
脂肪酸は長い炭化水素の鎖を持つカルボン酸です。(つまり、脂肪酸はカルボン酸の一種です)

カルボン酸は“カルボン”+“酸”で、炭素(カーボン)の酸です。酢酸などがカルボン酸です。(カルボン酸の基本構造は後であります)

化学結合を説明する際にはよく“手”を使いますね。
炭素Cは4本の手、酸素Oは2本の手、水素Hは1本の手をもっていると考えます。

炭化水素とは基本的に炭素同士がお互いに手を結んで並んでいて、その残りの手に水素がついたものです。

この端っこにCOOHが付いた物がカルボン酸で、炭化水素が長いもの(COOHのCも含め炭素4つ以上)だと脂肪酸です。



一方、グリセリンはアルコールの一種です。

アルコールとは炭化水素にOHがついたものです。

グリセリンはOHが三つついたアルコールで、構造は下の図です。一応説明しますが、Cは省略されていて、角の部分がCを示します。ここにはCが3つ略されています。

グリセリン.jpg

グリセリンは保湿成分としても有名で、化粧品などに利用されていますね。


posted by new_world at 12:40| Comment(4) | TrackBack(1) | 生命の科学 | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
この記事へのコメント
まったく関係ないことなんですけど、
さっき書き込みしようと思ったら
勝手にどんどんnewworldさんのページが
次から次へと開いていって大変でした。。。
何か変なことになってたらごめんなさい<(_ _*)>
Posted by マチルダ。 at 2005年06月16日 14:41
何ででしょうね・・・よくわかりません。
Posted by new_world at 2005年06月16日 20:55
たびたび私のブログにお越しくださりありがとうございます。
弊社は吉田神社の鳥居の南約50m位のところにあります。お気軽にお立ち寄りください。
Posted by MI-taku at 2005年06月16日 20:59
いえいえ、こちらこそお越し下さり有難う御座います。

住宅系の会社ですか?あまり縁がないですね・・・。
何かあれば立ち寄らせていただきますね。
Posted by new_world at 2005年06月17日 03:48
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