原形質膜は、促進された輸送に関与する内在性の膜貫通タンパク質を持っています。これらのタンパク質は総称して輸送タンパク質と呼ばれ、材料のチャネルまたはキャリア自体として機能します。チャネルタンパク質は、細胞内および細胞外の液体にさらされた親水性ドメインと、そのコアを介した親水性チャネルを持ち、溶質が膜層を通過するための水和した開口部を提供します。チャネルを通過することで、極性化合物は、細胞への侵入を遅らせたり防いだりする原形質膜の非極性中央層を回避できます。

アクアポリンは、水が膜を高い速度で通過することを可能にするチャネルタンパク質です。チャネルタンパク質は、常に開いているか、チャネルの開口部が調節されている「ゲート」状態にあります。チャネルタンパク質への特定のイオンの結合は、開口部を制御し得るか、または他のメカニズムまたは物質が関与し得る。一部の組織では、ナトリウムイオンと塩化物イオンが開いたチャネルを自由に通過しますが、他の組織では、通過を可能にするためにゲートを開く必要があります。この例は腎臓で発生し、腎臓では、両方の形態のチャネルが腎尿細管の異なる部分に見られます。神経細胞や筋肉細胞など、電気インパルスの伝達に関与する細胞は、膜内にナトリウム、カリウム、カルシウムのゲートチャネルを持っています。

原形質膜に埋め込まれた別の種類のタンパク質は、キャリアタンパク質です。このタンパク質は物質に結合し、そうすることでそれ自体の形状の変化を引き起こし、結合した分子を細胞の外側から内部に移動します。勾配によっては、マテリアルが反対方向に動く場合があります。各キャリアタンパク質は1つの物質に特異的であり、どの膜にも有限の数のこれらのタンパク質があります。例えば、体が必要とするブドウ糖、水、塩、イオン、アミノ酸は腎臓の一部でろ過されます。この濾液にはブドウ糖が含まれており、腎臓の別の部分に再吸収されます。グルコースのキャリアタンパク質の数は限られているため、キャリアが処理できるタンパク質よりも多くのグルコースが存在すると、余分なものは尿中に体から排泄されます。糖尿病患者では、これは「ブドウ糖を尿中にこぼすこと」と表現されます。グルコース輸送タンパク質(GLUT)と呼ばれる別のキャリアタンパク質群は、体内の原形質膜を通じてグルコースやその他のヘキソース糖を輸送することに関与しています。チャネルタンパク質は、キャリアタンパク質よりもはるかに速く輸送します。

このテキストはOpenstax Biology 2e, Section 5.2 から引用

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