生体の科学72巻6号

2021年12月発行

特集 新組織学シリーズⅡ：骨格筋—今後の研究の発展に向けて Ⅰ．骨格筋収縮研究の多様な側面

筋小胞体カルシウムポンプの構造とイオン輸送機構

著者： 豊島近¹

所属機関： ¹東京大学定量生命科学研究所

ページ範囲：P.505 - P.509

　骨格筋の筋原線維は袋状の構造体に取り囲まれている。この袋状構造体は筋小胞体と呼ばれ，Ca^2＋の貯蔵庫である。筋収縮の際にはこの貯蔵庫からCa^2＋放出チャネルを通じてCa^2＋が放出され，弛緩の際にはCa^2＋ポンプ〔sarco（endo）plasmic reticulum calcium ATPase；SERCA〕がCa^2＋を小胞体内腔に汲み上げ，筋細胞中のCa^2＋濃度をサブμMまで下げる。このようなCa^2＋による筋収縮の制御は，「Ca^2＋が生体反応を制御する」というCa^2＋説の最も顕著な例であるが，江橋による「筋肉の弛緩因子は断片化された筋小胞体であり，弛緩は膜にあるATPaseによってCa^2＋が輸送されるために起こる」との発見^1）がCa^2＋説の嚆矢となった（https：//brh.co.jp/s_library/interview/ 12/）ことは，今や科学の歴史に埋もれかかっているように感じられる。筆者は2000年に最初の結晶構造決定に成功して以来^2），集中してCa^2＋ポンプの構造解析に取り組んできた。その結果，反応サイクルほぼ全体をカバーする14の中間体（うち4つは未発表）の構造決定に成功し（図1），輸送メカニズムの大略は理解できるようなった。ごく簡単に言えば，イオンポンプはミクロの手押しポンプのように働くのである（ただしレバーを押すのはATPではない）^3）。本稿では，Ca^2＋ポンプの分子構造とイオン輸送メカニズムに関し，ごくごく大まかに述べてみたい。

参考文献

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