細胞の分子生物学 第11章 「小分子の膜輸送と, 膜の電気的性質」

担当：新田
参加者：8名

概要
　細胞は特定の水溶性分子やイオンを運ぶために、特異的な膜輸送タンパクを利用する。膜輸送タンパクには大きく分けて輸送体とチャネルの2種類がある。
　輸送体は特定の溶質を結合し、溶質結合部位を膜の一方の側と他方の側に交互に向ける構造変化を起こして輸送を行う。
　チャネルは膜を横切る小孔を作り、特定の無機イオンを電気的勾配に従って脂質二重層を通過させる。

議論点
イオンチャネルは人工的に作れるのか

・イオンチャネルの持つ機能
1. （無機イオンの）大きさによる選別
2. 向き（一過性、受動輸送）に対する選択性
3. 迅速な輸送（輸送体の10万倍）
4. （水分子を外すことによるエネルギー的な）イオン選択性

・上記の機能を再現するには
1. 特定の大きさの孔を開ける
2. 電圧（水圧など、圧力全般可）をかける
3. 2.の圧力を高くする
4. フィルターの大きさと素材で実現されている（例えばK+チャネル）

・先行研究
金属有機多面体（ロジウム）を利用し、通過する無機イオンを検出する（選別は×）人工イオンチャネルが存在する

・人工のメリット
新特異性チャネルを作ることができる

まとめ
　イオンチャネルの持つ機能を挙げてそれらを再現する方法を議論したところ、タンパク質等を用いることで人工イオンチャネルは作成出来そうという結論になった。評価関数には無機イオンの通過数や選択性を用いれば良さそうだ。

細胞の分子生物学 10章「細胞の内部の構造」

担当：相澤
参加者：7名

概要

10章では、生体膜の構造や機能について述べている。膜は脂質二重膜という構造であり、膜の機能は膜タンパクが担っている。

議題

 細胞内のコンピュータシミュレーションはどれほどの精度で再現可能なのか、パラメーターの決定は如何にして行われるのか

議論内容

・コンピュータシミュレーションの精度について

1995年には300(ps)間のホスファチジルコリン100分子からの原子の位置の計算ができる、またムーアの法則を使うと現在は計算力が4^7倍になっているという予測ができるので、10(ps)で計算できるだろう。

・パラメータの決定の仕方

メインの原子の運動は運動方程式を使って計算できる。原子の質量は既知なので力（結合の強さ）について知りたい。

それぞれについて

原子の結合の強さ➡︎現在はパッケージを使っている。真の値を求めるのはまだできていない。

原子モデルの大きさ➡︎ファンデルワールス力による。

初期位置➡︎ランダムの方がいいが難しいので、整列の状態。

初速度➡︎温度による。

実験系の大きさと温度➡︎観察のしやすさと結果の妥当性の両立による。

まとめ

コンピュータシミュレーションはこれから計算力が上がることで発展があると考えられる。また、パラメータの決定についてはいくつかについて曖昧であるため、基礎研究の発展によって精度が上がると予測される。