【12】能動輸送～ポンプ
細胞膜などの生体膜において、濃度勾配に逆らう（濃度の低い方から高い方への）物質の移動を「能動輸送」という。能動輸送は、膜内外の濃度差が拡大する現象なので、それぞれの物質だけが通過できる”仕掛け（ポンプ）”を用意した上で、エネルギー（ATP）が必要になる。
ふつう細胞膜をはさんで、ナトリウムイオンは外側に、カリウムイオンは内側に多い。細胞膜に埋め込まれた“ナトリウムポンプ”によって、ナトリウムイオンは細胞外へ、カリウムイオンは細胞内へ“選択的”に輸送されているためで、細胞が消費するATPのうちほぼ3分の1が、この”能動輸送”のために費やされている。
ナトリウムポンプを構成するタンパク質は、リン酸と結合（リン酸化＝やる気スイッチON！）すると立体構造が変化して“細胞外”に開口し、リン酸を放出（脱リン酸化)すると再び“細胞内”に開口する。ATPを分解することに注目すると、“ナトリウムポンプ”はATPase（ATP分解酵素）でもあるわけで、“ナトリウム−カリウムイATPアーぜ”と呼んでもよい。
【補足】
- 選択的透過性（細胞膜／生体膜が、特定の物質だけを通過させる性質。濃度勾配にしたがう受動輸送と、濃度勾配に逆らう能動輸送がある。）
- 能動輸送（細胞膜／生体膜を介した物質の移動のうち、濃度勾配に逆らうもの。エネルギーを必要とする。）
- ポンプ（特定の物質だけを、濃度勾配に逆らって輸送する”仕掛け”）
- ナトリウムポンプ（ナトリウムイオンを細胞外に、カリウムイオンを細胞内に輸送する”仕掛け”）
- ナトリウム‐カリウムATPアーゼ（ATP分解酵素。ATPを分解して生じるエネルギーを使って、ナトリウムイオンを細胞外に、カリウムイオンを細胞内に輸送する”ナトリウムポンプ”としての機能を兼ねた膜タンパク。）
【参考資料】
- 吉里勝利（2018）.『改訂 高等学校 生物基礎』.第一学習社
- 浅島 誠（2019）.『改訂 生物基礎』.東京書籍
- 吉里勝利（2018）.『スクエア最新図説生物neo』.第一学習社
- 浜島書店編集部（2018）.『ニューステージ新生物図表』.浜島書店
