内向き整流性カリウムチャネルの整流特性の分子機構

Molecular mechanism of rectification of the inwardly rectifying K channel

　ある種のカリウム（K）チャネルは，内向きにKイオンを通しやすいが外向きには通しにくい特性をもつ。この性質は内向き整流特性，あるいは異常整流特性とよばれる。後者の命名は骨格筋で初めてこの性質を明らかにしたKatz^1）によるもので，細胞内K濃度が細胞外K濃度より約30倍高いことから予測されるのとは逆という意味で，また脱分極により活性化し活動電位の再分極を促す“正常な”K透過性（これは遅延整流性とよばれる）と対比させる意味で，異常整流特性と名づけたのである。

　内向き整流特性の成因について，従来，三通りの考察がなされてきた。1）個々のチャネルの電流-電圧関係そのものが内向きに整流している。イオンがチャネルポア（穴）を通過する過程は水溶液中での拡散現象とは異なり，いくつかのエネルギー障壁をこえて起きると考えられ，エネルギー障壁が細胞膜内外に関し非対称に存在すると，整流特性が生じる。個々のチャネルの電流-電圧関係は直線であるが，2）電位依存性のチャネル開閉機構が存在し，脱分極に際しチャネルを閉ざす，3）あるいは細胞内陽イオンが脱分極時チャネルポアに入りこむが外側の障壁を乗り越えることができず，Kイオンの通過を妨げる結果，内向き整流が生じる。