細胞質基質

細胞質基質（さいぼうしつきしつ、英: cytoplasmic matrix）は、細胞を構成する主要な部分であり、細胞質から細胞内小器官（核、ミトコンドリア、小胞体など）を取り除いた残りの部分を指します。この部分は、細胞質ゾル（英: cytosol）、サイトゾル（英: cytosol）、細胞質マトリックス、細胞礎質など、さまざまな名称で呼ばれることがあります。かつては「透明質」や「可溶性部分」などとも呼ばれていましたが、その後の分析技術の発展により、この部分にも多様な構造や機能が存在することが明らかになったため、これらの呼称は適切とは言えなくなっています。

細胞質基質は、細胞内の流動性成分であり、遠心分離法によって細胞破砕液から上清画分として回収されます。その主成分は水であり、そこに酵素タンパク質などの可溶性タンパク質が分散しています。さらに、アミノ酸、脂肪酸などの有機酸、糖、核酸塩基、さまざまなタンパク質などが溶質として含まれており、複雑なコロイドを形成しています。細胞質基質は、細胞内部の流体として、細胞骨格の働きによって原形質流動を引き起こし、細胞内の物質輸送、細胞小器官の配置、細胞間伝達信号の細胞内伝達など、多岐にわたる役割を果たしています。

原核細胞においては、ほとんどすべての生化学反応が細胞質基質中で行われます。これに対し、真核細胞では、特定の機能に特化した細胞内小器官が大きな反応の場となるため、細胞質基質は細胞の基本的な代謝機能の場としての役割が強くなります。具体的には、以下の様な代謝経路が細胞質基質で進行します。

糖代謝: 解糖系やペントースリン酸経路といった、グルコースを分解してエネルギーを得たり、五炭糖を生成したりする経路です。
糖新生: グルコース以外の物質からグルコースを合成する経路です。
脂肪酸のβ酸化: 脂肪酸を分解してエネルギーを得る経路です。
脂肪酸合成: アセチルCoAなどの基質から脂肪酸を合成する経路です。
アミノ酸の合成と代謝: タンパク質の構成要素であるアミノ酸の合成、分解、変換に関わる経路です。
ヌクレオチド合成: DNAやRNAの構成要素であるヌクレオチドを合成する経路です。
* タンパク質合成: リボソームによってmRNAの遺伝情報をもとにタンパク質を合成する経路です。

このように、細胞質基質は細胞の生命維持に不可欠な、様々な代謝反応が行われる場であり、細胞内での物質輸送や信号伝達においても重要な役割を担う、極めて重要な細胞構成要素であると言えるでしょう。

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