[坎贝尔生物学 第181页练习题] アクアポリンは細胞膜を介した迅速な水輸送に不可欠です。本文によると、アクアポリンはヒドロニウムイオン（H3O+）を排除しますが、グリセ...

アクアポリンは細胞膜を介した迅速な水輸送に不可欠です。本文によると、アクアポリンはヒドロニウムイオン（H3O+）を排除しますが、グリセロール（三炭素アルコール）と水（H2O）の通過は許可します。これは、H3O+がグリセロールよりも水にサイズが近いにもかかわらずです。この選択的透過性の最も可能性の高い根拠は何ですか？

  • A: アクアポリンは主に分子の正確なサイズに基づいて分子を選択し、H3O+よりも小さい分子のみを通過させます。
  • B: アクアポリンチャネルの疎水性内部はH3O+のような帯電イオンを反発し、水やグリセロールのような非帯電極性分子の通過を許可します。
  • C: アクアポリンには水とグリセロールの特定の結合部位がありますが、H3O+の結合部位はありません。
  • D: この選択性は、主にH3O+輸送に必要なエネルギー投資に起因し、アクアポリンはそのエネルギーを提供しません。

Explanation

本文は、脂質二重層の疎水性内部が帯電分子を阻害することを示唆しています。アクアポリンは親水性チャネルを形成するにもかかわらず、高度に選択的です。H3O+のような帯電イオンを排除する一方で、より大きな非帯電極性分子（水、グリセロール）の通過を許可することは、チャネル内部の特性が電荷を反発するように設計されていることを示唆しています。これはおそらく、孔を裏打ちする特定のTアミノ酸残基が帯電種と好ましくない相互作用をすることで、非帯電極性分子のみが通過できるようにするためです。