植物細胞のH＋ポンプ

Proton pump in plant cells

　I．起電性H^＋ポンプ

　1）代謝依存性電位

　植物細胞（ここでは真核性の緑色植物細胞と菌類をいう）の原形質膜電位（外液に対する細胞質の電位）は，動物細胞が示す－80mV前後の値に比べてかなり大きく，－150〜－250mVになることが多い。一方，細胞膜を介してのK^＋の拡散電位は－100〜－180mV程度であり，その差50〜100mVはイオンの不均等分布のみでは説明できない（表1）。Slayman（1965）^37）はアカパンカビの，北里（1968）^16）は車軸藻の膜電位が，CN^－やNaN₃，DNPのような呼吸阻害剤で大きく脱分極することを見出し，植物細胞の膜電位には代謝依存性の成分があることを証明した（図1）。そしてこの成分は能動的にイオンを輸送する起電性イオンポンプにより形成されているものと考えられるようになってきた^42）。呼吸依存性電位の存在は，藻類や菌類から高等植物に至る広範囲の植物細胞において証明されており，いずれの場合も100mV近い大きな値を示すことが多い^7,11,23）。

　一方，緑色植物細胞では，光による膜電位の変化が古くから知られていた（図2）^1,25）。この現象は有効波長や阻害剤の実験から，光合成の関与した起電性ポンプの活性化による膜電位変化と考えられる。