イオン性受容体とメタボトロピック受容体の主な違いは、イオン性受容体はイオン性のリガンドを結合させ、それによってイオンチャネルを開くという点です。一方、メタボトロピック受容体は、化学物質のリガンドが受容体に結合し、Gタンパク質と結びつくことでカスケード反応を引き起こすことができる。

シグナル伝達と膜輸送は、生物学における重要なプロセスです。どちらも人間の代謝の調節に重要な役割を担っています。ほとんどの代謝経路と膜輸送は、イオン性または化学的リガンドに結合した受容体を通して行われる。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. イオン性受容体とは 3. 代謝性受容体とは 4. イオン性受容体と代謝性受容体の類似点 5. 表形式によるイオン性受容体と代謝性受容体の横比較 6.

イオントロープ受容体は何ですか？

イオンチャネルとも呼ばれるイオンチャネル受容体は、イオン輸送を促進するチャネルタンパク質です。イオンが受容体に結合すると、チャネルタンパク質が開口する。つまり、受容体にイオンが結合することで、イオンチャネルが開かれるのです。

図01：イオン性受容体

イオンチャネルは常に閉じているわけでも、開いているわけでもありません。ただし、通常は閉じた状態である。イオン性受容体にイオンが結合しても、二次分子は活性化されない。したがって、イオン性受容体の作用は長くは続きません。イオン性受容体の活性化に対する応答は、カスケード的な伝達機構には至らない。また、神経伝達にはイオン性受容体が重要な役割を担っています。このほか、ナトリウム・水素トランスポーターやカリウム・トランスポーターなど、膜輸送機構を担う重要な要素もある。

メタボトロピックレセプターは何ですか？

メタボトロピック受容体は、受容体に結合する二次メッセンジャーによってシグナル伝達機構に関与する受容体である。メタボトロピック受容体**は、細胞表面に存在する。メタボトロピック受容体の中で最も本質的な受容体型は、Gタンパク質共役型受容体である。このように、メタボトロピック受容体は、グルタミン酸受容体、ムスカリン性アセチルコリン受容体、5-ヒドロキシトリプタミン受容体などの受容体から構成されています。ほとんどのメタボトロピック受容体は、神経伝達物質のリガンドです。

図02：メタボリックレセプター

メタボトロピック受容体の作用機構は、リガンドとの結合に依存しています。Gタンパク質共役型受容体がリガンドと結合すると、多くの二次分子が活性化され、一連の反応が引き起こされる。メタボトロピック受容体の開口は、多くの分子の活性化を伴うため、長い時間がかかる。その結果、メタボトロピック受容体の作用も安定性が高く、より広範囲に作用するようになりました。

メタボトロピック受容体は様々な機能を持っています；チャネルを開いたり閉じたり、あるいは神経伝達に特異的に関与することができます。

イオノトロピックとメタボトロピックレセプターの共通点

• イオン性受容体とメタボトロピック受容体は、膜受容体の2つのタイプです。
• どちらも神経伝達において重要な役割を担っています。
• これらの受容体は、特定のリガンドに結合する
• その結果、リガンドとの結合に高い特異性**と感度を持つ。

イオノトロピックとメタボトロピックレセプターの違い

イオノトロピック受容体とメタボトロピック受容体の重要な違いは、それぞれの受容体に結合するリガンドの種類です。イオン性リガンドはイオン性受容体に結合し、非イオン性リガンドはメタボトロピック受容体に結合する。いったん結合すると、代謝性受容体はカスケード反応またはシグナル伝達機構を開始します。しかし、イオン性受容体はイオンゲートチャネルを開く。つまり、これがイオノトロピック受容体とメタボトロピック受容体のもうひとつの違いなのです。これらの効果により、この効果の持続性やカバー率も、イオン性受容体とメタボトロピック受容体の間で異なっています。

以下のインフォグラフィックは、イオノトロピック受容体とメタボトロピック受容体の違いをまとめたものです。

概要 - イオノトロピック vs. メタボトロピックレセプター

イオン性受容体とメタボトロピック性受容体は、膜輸送とシグナル伝達のための2種類の受容体です。イオン受容体はK+、Na+、Cl-、Ca2+などのイオン性リガンドを結合します。メタボトロピック受容体は化学受容体やGタンパク質共役型受容体のような非イオン性のリガンドと結合します。これらの受容体は、結合後、シグナル伝達反応などのカスケード反応を開始する。いずれも神経伝達に重要な役割を担っている。しかし、イオン性受容体は開閉するチャネルとして作用するのに対し、メタボトロピック受容体はチャネルではありません。そこで本稿では、イオノトロピック受容体とメタボトロピック受容体の違いについてまとめました。

引用

1 Siberling, Ana Florencia and Richard Benton.化学感覚におけるコール解離と代謝機構：「偶然かデザインか」？" EMBO report, Nature Publishing Group, March 2010, available here.