情報伝達物質と受容体（細胞膜の受容体・細胞内の受容体）、イオンチャネル型・酵素型・G タンパク質共役型受容体とセカンドメッセンジャー（cAMP など）のはたらきについて、正しい記述を選べる
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多細胞生物の細胞は、ホルモンや神経伝達物質などの情報伝達物質を使って互いに情報をやりとりしています。情報を受け取る細胞には、特定の情報伝達物質とだけ結合するタンパク質（受容体）があります。この技能では、受容体が細胞膜にある場合と細胞内にある場合のちがい、細胞膜の受容体の 3 つの型（イオンチャネル型・酵素型・G タンパク質共役型）のはたらき、セカンドメッセンジャー（cAMP など）の役割を整理し、正しい記述を選べるようになります。
情報伝達物質が細胞に情報を伝えるには、まず受容体に結合しなければなりません。受容体はタンパク質で、その立体構造（結合部位の形）に合う情報伝達物質だけが結合します。だから、同じホルモンが血液で全身に運ばれても、そのホルモンの受容体をもつ細胞（標的細胞）だけが反応します。
受容体がどこにあるかは、情報伝達物質が細胞膜を通れるかどうかで決まります。細胞膜の中央はリン脂質の水をはじく層なので、ステロイドホルモンのように脂質に溶けやすい物質は細胞膜を通り抜けて細胞内に入り、細胞質や核にある受容体（細胞内の受容体）と結合します。結合したものは DNA にはたらきかけて、特定の遺伝子の発現（その遺伝子をもとにタンパク質がつくられること）を調節します。一方、ペプチドホルモン（インスリンなど）やアドレナリン、神経伝達物質などの水に溶けやすい物質は細胞膜を通れないので、細胞膜にある受容体の外側の部分に結合し、物質そのものは細胞内に入らずに情報だけを中へ伝えます。
細胞膜の受容体は、情報を中へ伝えるしかたで 3 つに分けられます。イオンチャネル型受容体は、受容体そのものがイオンの通り道（チャネル）になっていて、情報伝達物質が結合すると形が変わってチャネルが開き、特定のイオンが通ります。酵素型受容体は、情報伝達物質が結合すると、受容体の細胞内側の部分が酵素としてはたらき始めます。G タンパク質共役型受容体は、情報伝達物質が結合すると細胞膜の内側にある G タンパク質というタンパク質を活性化し、G タンパク質が別の酵素（アデニル酸シクラーゼなど）を活性化します。この酵素が ATP から cAMP（サイクリック AMP）をつくり、cAMP が細胞内でさらに別の酵素などを活性化して反応を引き起こします。このように、細胞外からの情報（ファーストメッセンジャー）を受けて細胞内でつくられ、情報を中継する物質をセカンドメッセンジャーといいます。1 個の受容体からたくさんの cAMP がつくられるので、情報は細胞内で増幅されて伝わります。
情報伝達物質が、脂質に溶けやすく細胞膜を通れる物質（ステロイドホルモンなど）か、水に溶けやすく通れない物質（ペプチドホルモン・アドレナリン・神経伝達物質など）かを確認する
細胞膜を通れる物質は細胞内の受容体に結合して遺伝子の発現を調節し、通れない物質は細胞膜の受容体に結合する、と照らし合わせる
細胞膜の受容体の型を見分ける：結合するとチャネルが開く（イオンチャネル型）、受容体自身が酵素としてはたらく（酵素型）、G タンパク質を活性化する（G タンパク質共役型）
G タンパク質共役型では、G タンパク質 → 酵素の活性化 → ATP から cAMP がつくられる → cAMP（セカンドメッセンジャー）が細胞内で酵素などを活性化、の流れと照らし合わせる
情報伝達物質・受容体の場所・型・セカンドメッセンジャーの組合せがずれていない記述を選ぶ
細胞間の情報伝達と受容体についての記述として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア ステロイドホルモンは細胞膜を通過できないので、細胞膜にある受容体に結合する。
イ イオンチャネル型受容体では、情報伝達物質が結合するとチャネルが開き、特定のイオンが細胞膜を通過する。
ウ G タンパク質共役型受容体では、受容体に結合した情報伝達物質そのものが細胞内に入り、セカンドメッセンジャーとしてはたらく。
エ cAMP は細胞外に分泌され、ほかの細胞の受容体に結合して情報を伝える。
【手順 1】アのステロイドホルモンは脂質に溶けやすく、細胞膜を通過できる物質である。
【手順 2】細胞膜を通過できるステロイドホルモンは、細胞内の受容体に結合する。アは誤り。
【手順 3】イのイオンチャネル型受容体は、情報伝達物質が結合すると形が変わってチャネルが開き、特定のイオンが通る。イは正しい。
【手順 4】G タンパク質共役型受容体では、情報伝達物質は細胞膜の受容体に結合するだけで細胞内には入らない。受容体が G タンパク質を活性化し、活性化された酵素が細胞内で ATP から cAMP をつくり、この cAMP がセカンドメッセンジャーとしてはたらく。ウは誤り。また cAMP は細胞内で情報を中継する物質であり、細胞外に分泌されてほかの細胞に情報を伝えるものではない。エは誤り。
【手順 5】よって正しいものはイ。
答え: イ
ステロイドホルモンも細胞膜の受容体に結合するとしてしまう誤り。正しくはステロイドホルモンは脂質に溶けやすく細胞膜を通過し、細胞内の受容体に結合して遺伝子の発現を調節する
水に溶けやすいホルモン（ペプチドホルモン・アドレナリンなど）が細胞内に入ってはたらくとしてしまう誤り。正しくはこれらは細胞膜を通れず、細胞膜の受容体に結合して情報だけを細胞内に伝える
cAMP を細胞外から来る情報伝達物質（ファーストメッセンジャー）と取り違える誤り。正しくは cAMP は、G タンパク質に活性化された酵素が細胞内で ATP からつくるセカンドメッセンジャーで、細胞内で情報を中継する
受容体は特定の物質を選ばず、どんな情報伝達物質とも結合するとしてしまう誤り。正しくは受容体はタンパク質で、その立体構造に合う特定の情報伝達物質とだけ結合するので、受容体をもつ標的細胞だけが反応する
この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。