能動輸送と群転位との主な違いは、能動輸送では媒質から取り込まれた分子をそのまま放出することである。

しかし、それとは対照的に、媒質から取り込まれた分子は、輸送の過程で修飾を受ける。

さらに、能動輸送はATPや電気化学的勾配による化学エネルギーを使って輸送するのに対し、群転位は有機化合物によるエネルギーを使って分子を輸送する。

能動輸送と群転位は、細胞膜を通して培地中の異なる分子を細胞質内に取り込む2種類の膜輸送機構です。

一般に、群転座は能動輸送の一種である。

主な対象分野

1. 能動輸送とは
        – 定義、メカニズム、重要性
2. グループトランスロケーションとは
        – 定義、メカニズム、重要性
3. 能動輸送とグループ転座の共通点
        – 共通点の概要
4. 能動輸送と基転移の違いとは？
        – 主な違いの比較

この記事の重要な単語

能動輸送、ATP、グループトランスロケーション、一次能動輸送、PTSシステム、二次能動輸送

アクティブ・トランスポートとは

能動輸送とは、エネルギーを利用して、濃度勾配に逆らって細胞膜を越えて分子を輸送する機構です。

一般に、膜貫通型のキャリアータンパク質が活性輸送に関与している。

また、細胞内には一次輸送と二次輸送の2種類の活性輸送機構が存在する。

一次有効輸送量

一次活性輸送では、代謝エネルギーであるATPを利用して、膜を越えて分子を輸送する。

したがって、一次能動輸送で分子を輸送するキャリアータンパク質は、必ずATPアーゼと結合している。

一次能動輸送の最も一般的な例は、ナトリウム-カリウムポンプであり、3個のNa+イオンを細胞内に移動させ、2個のK+イオンを細胞外に移動させる。

このように、ナトリウム・カリウムポンプは細胞電位の維持に役立っている。

：図1 ナトリウム・カリウムポンプ

二次的なアクティブ輸送

一方、二次活性輸送は、細胞膜の両側にあるイオンの電気化学的勾配を利用して、分子を輸送するものです。

つまり、ある種の分子をその濃度勾配を利用して輸送する際に放出されるエネルギーを利用して、別の種の分子をその濃度勾配に逆らって輸送するのです。

したがって、二次的な能動輸送に関与する膜貫通タンパク質は共輸送体です。

基本的に共輸送体には、シンポータとアンチポータの2種類があります。

このうち、symporterは両分子を同じ方向に輸送する。

また、ナトリウム・グルコース共輸送体は、シンポーターの一種です。

 一方、反輸送体は、2種類の分子を反対方向に輸送する。

ここでは、ナトリウム-カルシウム交換体がアンチポーターの一例です。

このほか、グラム陰性菌のABC（ATP-binding cassette）システムは、菌体内部の基質特異的な結合タンパク質を利用して分子を輸送している。

グループトランスロケーションとは

群転座は、ATP以外のエネルギーに富む有機化合物をエネルギー源とするユニークな能動輸送です。

しかし、群転座によって輸送される分子は化学修飾を受けるため、他の共輸送体やABCシステムとは異なる。

一般に、このようなグループトランスロケーションの代表的な例として、バクテリアのリン酸転移酵素（PTS）系が挙げられる。

ここでは、エネルギーに富んだ分子であるホスホエノールピルビン酸（PEP）をエネルギー源としながら、糖を取り込む役割を担っている。

通常は、細胞膜の酵素を利用した多成分系です。

：図3 バクテリアのPTSシステム

さらに、細胞膜を通過した後、輸送された分子はグループトランスロケーションで修飾される。

通常、PTSシステムでは、リン酸基がPEPから輸送する糖に転移される。

また、転座する糖には、グルコース、フルクトース、マンノース、セロビオースなどがあります。

アクティブトランスポーテーションとグループトランスロケーションの類似性

• 能動輸送と群転座は、膜輸送機構の2つのプロセスです。
• この2つは、細胞膜を通して媒質から細胞質へ分子を輸送する役割を担っている。
• また、輸送体タンパク質の助けを借りて、細胞エネルギーを使用することにより、濃度勾配に逆らって分子を輸送する。
• いずれの機構も、栄養分やその他のイオンを細胞内に取り込むために重要です。

アクティブ輸送とグループ移動の違い

定義

能動輸送とは、イオンや分子が細胞膜を通過して、より濃度の高い領域へ移動することを指し、酵素に助けられ、エネルギーを必要とする。

一方、群転位とは、バクテリアの膜を介した糖の輸送に広く用いられている機構で、おそらく一部の高等細胞の膜を介したものです。

トランスポータータンパク質の種類

能動輸送の輸送タンパク質は、アンチポーター、シンポーター、ATP結合カセットシステム、グループトランスロケーションの4種類に分類される。

一方、集団移動にはリン酸基転移酵素（PTS）系などの細胞膜の酵素が関与している。

エネルギーの種類

能動輸送はATPや電気化学的勾配のエネルギーを用い、群転位はPEPなどの高エネルギー化合物の分解を利用する。

輸送される分子の種類

グルコース、アミノ酸、イオンなどを細胞質内へ運ぶ能動輸送と、グルコース、マンノース、フルクトース、セロビオースなど多くの糖を細菌内へ運ぶグループトランスロケーションがあります。

修正点

能動輸送では、媒質から取り込まれた分子がそのまま放出されるが、媒質から取り込まれた分子は輸送の過程で修飾される。

結論

能動輸送は膜輸送機構の一種で、イオン、グルコース、アミノ酸などを細胞膜を通して細胞内に移動させる。

一次能動輸送ではATPを、二次能動輸送では電気化学的勾配を利用する。

一方、群転流は能動輸送の一種で、主に細菌においてPEPのエネルギーを使って糖を輸送する。

しかし、能動輸送もグループトランスロケーションも、濃度勾配に逆らって細胞質内へ分子を移動させる。

したがって、能動輸送と群転座の主な違いは、輸送されるエネルギーの種類、機構、分子の種類です。