図は、洞房結節細胞の自発性活動電位に対する自律神経の影響を示したものである。以下の記述のうち、正しいのはどれか。2 つ選べ。

1. 点線から実線への変化は、主にノルアドレナリンのアドレナリン β₁ 受容体刺激によるものである。
2. 点線から実線への変化は、主にアセチルコリンのアセチルコリン M₂ 受容体刺激によるものである。
3. 点線から実線への変化は、心拍数の減少を表している。
4. 閾値からの急速な脱分極 (第 0 相) は、主に細胞内への Ca^2＋ 流入によるものである。
5. 閾値からの急速な脱分極 (第 0 相) は、主に細胞外への Na^＋ 流出によるものである。

　解 説　　　　　

与えられた図において、変化後は、変化前と比べて波の幅が狭まっています。これは「波の周期が短くなっている」と読み取れます。洞房結節の興奮周期が短くなる → 心拍数増加 → 心臓が激しく動く　ということです。

選択肢 1,2 ですが
β₁ 受容体刺激は、心臓が激しく動くという反応と符号します。一方、M₂ 受容体刺激は、心臓がゆっくり動くようになる反応です。従って、選択肢 1 は妥当です。選択肢 2 は誤りです。（参考　生化学まとめ　自律神経系）。

選択肢 3 ですが
点線から実線への変化は、心拍数の「増加」を表しています。減少ではありません。選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4,5 ですが
洞房結節なので、Ca²⁺、及び K⁺ のみが電位の変化に関与することが特徴です。（102-111)。従って、選択肢 4 は妥当です。選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 1,4 です。

図は、アンジオテンシンⅡの生成経路とアンジオテンシンⅡによる血圧調節の概要を示したものである。この図の内容に関する記述のうち、正しいのはどれか。1つ選べ。

1. アンジオテンシノーゲンを分泌する組織 1 は、心臓である。
2. アンジオテンシノーゲンを限定分解する酵素 A は、腎臓の糸球体を流れる血液量が上昇した時に分泌量が増加する。
3. アンジオテンシンⅠを限定分解する酵素 B は、肺の毛細血管などに多く存在する。
4. アンジオテンシンⅡが作用する組織 2 は、副腎皮質網状層である。
5. ホルモン C は、腎臓の遠位尿細管での Na^＋ の再吸収を抑える。

　解 説　　　　　

選択肢 1 ですが
アンジオテンシノーゲンを産生、分泌するのは、主に肝臓です。他には脂肪細胞があげられますが、心臓ではありません。選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 ですが
アンジオテンシノーゲンを限定分解する酵素 A とは、レニンです。レニンーアンジオテンシン系は、血圧上昇を引き起こす系です。

レニン分泌量が増加とは、レニンーアンジオテンシン系の活性化、血圧上昇方向です。そうであれば、系が活性化されるのは、血圧が低下している時と考えられます。糸球体に注目すれば、糸球体を流れる血液量が「少なくなった時」に、「おやっ、血圧下がってる？」として系を活性化しようとして、レニン分泌量が増加すると考えられます。従って、選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 は妥当です。
酵素 B は ACE（angiotensin-converting enzyme） です。

選択肢 4,5 ですが
アンギオテンシンⅡは、副腎皮質球状層に作用し、アルドステロン分泌を促進します。この結果、遠位尿細管における再吸収促進 → 抗利尿 → 循環血液量増加 → 血圧上昇 という流れを引き起こします。「副腎皮質網状層」ではありません。また、「再吸収を抑える」ではありません。選択肢 4,5 は誤りです。

以上より、正解は 3 です。

参考　生化学まとめ　主な生理活性ペプチド（アンギオテンシン、ブラジキニンなど）の役割

血小板に関わる分子についての記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. セロトニンは、血管の損傷部位で活性化された血小板から放出される。
2. セロトニンは、血小板のホスホジエステラーゼを活性化して、血小板凝集を抑制する。
3. アデノシン二リン酸 (ADP) は、血小板内のイノシトール三リン酸 (IP₃) 量を増加させ、血小板凝集を促進する。
4. トロンボキサン A2 は、血小板内の Ca^2＋ 濃度を上昇させ、血小板凝集を促進する。
5. プロスタグランジン I₂ は、血小板内のサイクリック AMP (cAMP) 量を減少させ、血小板凝集を促進する。

　解 説　　　　　

選択肢 1 は妥当です。
血小板の活性化によって ADP やセロトニンが放出されます。

選択肢 2 ですが
抗血小板薬である シロスタゾールの作用機序（参考 102-37）を思い出せば、確実に判断できるのではないでしょうか。シロスタゾールはホスホジエステラーゼ阻害薬です。

従って、ホスホジエステラーゼ「活性化」は、血小板凝集「促進」方向に作用します。血小板凝集「抑制」ではありません。従って、選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 ですが
血小板の ADP 受容体の１つであり、クロピドグレルの作用点でもある P2Y12 受容体が、Gi タンパク質共役型であることが基礎知識です。（100-254255）。Gi タンパク質であれば、IP3 増加ではないと判断できると思われます。（参考　生化学まとめ　細胞膜受容体からGタンパク系を介しての情報伝達経路）。選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4 は妥当です。
トロンボキサン A2 → 血小板凝集促進　は基礎知識です。（参考　生化学まとめ　代表的なエイコサノイドとその生理的意義（生理活性））。この機会に「血小板内の Ca^2＋ 濃度を上昇させ」という部分もまとめておさえるとよいです。

選択肢 5 ですが
ペラプロストの作用機序を思い出せば、明らかに誤りです。ベラプロスト（プロサイリン）は、PGI₂ 製剤です。IP 受容体に作用し、cAMP 濃度を上昇させます。（99-162)。「減少」ではありません。選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 1,4 です。

糖新生に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. 乳酸、脂肪酸、ロイシン、グルタミン酸などからグルコースを生合成する代謝経路である。
2. 主に骨格筋で起こる反応である。
3. 律速酵素であるホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)は、ピルビン酸からホスホエノールピルビン酸を生成する。
4. 糖新生の中間体であるホスホエノールピルビン酸の生成には、GTPが必要である。
5. グルカゴン刺激により、PEPCK遺伝子の発現が亢進する。

　解 説　　　　　

糖新生とは
グルコース補給不足の環境において、肝臓のグリコーゲン貯蔵もなくなった時などに、乳酸、アミノ酸、オキサロ酢酸といった「糖質以外」からグルコースを合成することです。

糖新生の経路は、基本的には解糖系の逆経路です。解糖系において３つの不可逆反応がありますが、糖新生においてこの経路については迂回経路を経て進行する　という点が重要なポイントです。糖新生は主に肝臓、及び量は相対的に少ないですが腎臓でも行われます。（参考　生化学まとめ　糖新生）。

選択肢 1 ですが
解糖系の逆なので、炭素数が小さい物質から大きいものを合成する反応　といえます。従って、炭素数がグルコースよりも基本的に大きい化合物である「脂肪酸」は違うのではないか、と判断できるのではないでしょうか。選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 ですが
糖新生は、主に肝臓、及び量は相対的に少ないですが腎臓で行われます。骨格筋ではありません。選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 ですが
ピルビン酸はまず、ピルビン酸カルボキシラーゼにより、オキサロ酢酸になります。そして、PEPCK により、オキサロ酢酸 → ホスホエノールピルビン酸（PEP) が合成されます。「ピルビン酸から」ではなく「オキサロ酢酸から」が妥当です。選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4,5 は妥当です。
ピルビン酸から、活性化されたピルビン酸ともいえる オキサロ酢酸への変換において、GTP が必要です。また、グルカゴンによる血中グルコース濃度上昇は、グリコーゲン分解 及び 糖新生促進によるものです。糖新生促進について、具体的には PEPCK 遺伝子発現促進などを介します。

以上より、正解は 4,5 です。

薬物 A に感受性のある培養細胞を用いて、その細胞内の代謝調節タンパク質 B について調べることにした。

操作の流れを図1に示す。培地に薬物Aを添加して細胞を1時間培養した後、培地を除去してから細胞を回収した。細胞を破砕し、低速度の遠心操作で核画分を分離回収した。さらに高速度の遠心操作で、核を除いた細胞の膜画分を分離回収した。

また、対照として、培地に薬物Aを添加しなかった細胞についても同様の操作を行った。

ドデシル硫酸ナトリウムを用いたポリアクリルアミド電気泳動(SDS-PAGE)にて、核画分及び膜画分中のタンパク質を分離し、タンパク質Bに対するポリクローナル抗体を用いてウエスタンブロットを行った。

SDS-PAGEは、還元剤(2-メルカプトエタノール)を添加した条件と添加しない条件の2通りの方法で行ったところ、図2に示す結果を得た。

以上の実験とその結果から推測される記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. タンパク質Bは、核膜に局在するタンパク質である。
2. タンパク質Bは、分子間ジスルフィド結合を持つ。
3. タンパク質Bから生じた約30kDaのタンパク質は、核内に移行する。
4. タンパク質Bは、薬物Aで刺激された細胞内で3つに切断される。
5. タンパク質Bの分子量は、約50kDaである。

　解 説　　　　　

図１　さらっと書いていますが
クリーンベンチがある細胞培養室へ行き
培養後　電動ピペットで ギュイーンと培地捨てて、剥離液とかチューって入れて、顕微鏡で確認したら　「・・・ん？　何もいないぞ。。えっ、せんぱーい！」とかあわてたり、そのせいで今日の予定がすべてふっとんだり・・・など、いろんな悲しい（楽しい？）思い出が浮かぶ　生物系研究室の学生もいるのではないでしょうか。

図２ですが
SDSーPAGE で　分子量に基づき分離し、ポリクローナル抗体でウエスタンブロットしているので、要するに、タンパク質 B がバンドとして現れます。

図２　の薬物 A を添加していない　レーン１とレーン２　に注目します。すると、タンパク質 B は膜画分に存在していることがわかります。また、還元剤を添加すると、２つに切断されているようです。還元剤添加で切断　ということから S-S 結合（ジスルフィド結合）の存在が示唆されます。（１）

還元剤を添加していない、図２のレーン３，４より、薬物 A を添加すると、核画分にタンパク質 B が存在しています。これは核画分への移行を推測できる結果です。（２）。（（１），（２）について　イメージは下図）。

このため、薬物 A を添加し、還元剤も投与した場合
レーン３に 30kDa、レーン４に 20kDa,50kDa という結果となると考えられます。このイメージにもとづき、各選択肢を検討します。

選択肢 1 ですが
タンパク質 B は　膜の局在すると考えられます。選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2,3 は妥当です。

選択肢 4 ですが
薬物 A で刺激され　２つに切断されると考えられます。３つではありません。選択肢 4 は誤りです。

選択肢 5 ですが
タンパク質 B の分子量は 100 kDa と推測されます。選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 2,3 です。

テロメアに関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. テロメアは、染色体の末端に存在し、特定の DNA 塩基配列の繰り返し構造を含む。
2. テロメアを開始点として DNA が複製される。
3. 生殖細胞系列の分裂時には、テロメアは短縮する。
4. 多くのがん細胞で、テロメアを伸長させるテロメラーゼが発現している。
5. テロメア伸長の鋳型として、tRNA が利用される。

　解 説　　　　　

選択肢 1 は妥当です。
染色体末端構造は、テロメアと呼ばれます。繰り返し塩基配列が実体です。細胞分裂の際、短くなります。（103-13)。

選択肢 2 ですが
真核生物の複製開始点は多数あるのですが、テロメアは複製の末端であり、開始点ではありません。選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 ですが
テロメアが短縮するのは体細胞分裂です。精子や卵子を生み出す生殖細胞は、テロメラーゼというテロメアを伸長させる酵素を有しており、短縮しません。選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4 は妥当です。
がん細胞が無制限に増殖できることと関連づけて覚えておくとよいです。（参考　生化学まとめ　正常細胞とがん細胞）。

選択肢 5 ですが
テロメア伸長の鋳型として使われるのは RNA です。アミノ酸と結合している tRNA ではありません。選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 1,4 です。

図は、単量体で作用する酵素のヒト遺伝子構造を示したものである。5 つのエキソンを順に数字で表し、矢印 A、B は、頻度が高い 2 種類の遺伝子多型 A、B のそれぞれの位置を示す。

多型 A はプロモーター領域に、多型 B は翻訳領域に存在する。この遺伝子は常染色体上に存在し、多型 A のヘテロ接合体では、野生型ホモ接合体と比べて、この酵素の活性がほぼ半分になる。

多型 B のヘテロ接合体では、酵素活性が野生型ホモ接合体の約 3/4 になる。

この多型に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. 多型 A は、この酵素の mRNA 量に影響する。
2. 多型 B は、サイレント変異である。
3. 多型 A ヘテロ接合体と多型 B ヘテロ接合体の夫婦からは、多型 A と多型 B を両方もつ子が生まれる可能性がある。
4. 多型 B の遺伝子産物のアミノ酸配列は、野生型と同一である。
5. 多型 B は、逆転写酵素を用い、第 2 エクソン内の配列に対する RT – PCR で判定できる。

　解 説　　　　　

選択肢 1 は妥当です。
プロモーター領域の変異だから、転写開始への影響であり、mRNA 量に影響すると考えられます。（ほぼ同趣旨 105-115 選択肢 2）

選択肢 2 ですが
サイレント変異とは、DNA の塩基配列が変わったけれど、指定するアミノ酸が同じため、できあがるタンパク質が同じような変異のことです。酵素活性が変化しており、サイレント変異ではないと考えられます。選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3 は妥当です。
野生型の遺伝子を A、多型 を含む場合の遺伝子をそれぞれ A’、A” と表した場合において、「AA’ の父」と 「AA” の母」がいて、「父から A’、母から A” を受け取り A’A” になる」ということは、当然ありえます。

選択肢 4 ですが
エキソン部分の変異なので、アミノ酸配列を変える可能性が大きいです。その上、酵素活性が変化しており、野生型とアミノ酸配列が異なり、その結果タンパク質の立体構造が変化し、活性に違いが出ていると考えられます。選択肢 4 は誤りです。

選択肢 5 ですが
多型 B は 第１エクソン領域の塩基配列の違いなので、第２エクソン内の配列に対する RT-PCR ではなく、第１エクソン領域内の配列に対する RT – PCR で判定できます。選択肢 5 は誤りです。

ちなみに、そもそも リアルタイムPCR は
PCR による 核酸増速量が蛍光強度としてわかるだけ（参考例　106-113) だから、多型の判定なんてできるのか？という疑問があるかもしれません。ところがこれができるんです。塩基の違いを蛍光に反映させる仕組みにより、一塩基の違いも RT – PCR で判定できます。

以上より、正解は 1,3 です。

ヒトの免疫系の組織と細胞に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. 骨髄では、造血幹細胞が分裂している。
2. 胸腺では、B細胞が正の選択と負の選択を受け、形質細胞へと分化する。
3. リンパ節では、高内皮細静脈から移行したT細胞が、樹状細胞に対して抗原提示をする。
4. 肝臓では、老化した赤血球が除去される一方で、血液中の抗原に対する免疫応答が行われる。
5. 小腸のパイエル板では、上皮層のM細胞を介して取り込まれた抗原に対する免疫応答が行われる。

　解 説　　　　　

選択肢 2 ~ 4 を切りたい。
選択肢 1 は、本番だと「骨髄、造血幹細胞　よさそう！でも、分裂って言われると・・・あれ、なんか不安になってきた・・・」といった状況は十分考えられます。そこで、確実に 2 ~ 4 を誤りと判断したい問題です。

選択肢 1 は妥当です。

選択肢 2 ですが
胸腺で成熟を受けるのは T 細胞です。B 細胞は 骨髄で成熟を受け、分化します。選択肢 2 は誤りです。（類題 103-14)。

選択肢 3 ですが
抗原掲示を行うのは、MHC クラスⅡ分子が発現している 樹状細胞 や マクロファージ や B 細胞です。（105-118 選択肢 4）。T 細胞は、抗原掲示を受ける側です。選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4 ですが
老化した赤血球は、脾臓で破壊されます。肝臓ではありません。選択肢 4 は誤りです。（参考　生化学まとめ　骨髄、脾臓、胸腺の機能と構造）。

選択肢 5 は妥当です。

以上より、正解は 1,5 です。

図は、ヒト免疫グロブリン G (IgG) の構造を模式的に示したものである。領域 A ～ 領域 E で示した IgG の部分構造に関する記述のうち、正しいのはどれか。2 つ選べ。

1. 領域 A は、個体ごとに決められた一定のアミノ酸配列を示す。
2. 領域 B で、N – 結合型の糖鎖修飾がなされている。
3. 領域 C では、2 本の H 鎖がシステイン残基間で共有結合している。
4. 領域 D は、マクロファージの細胞膜上の受容体に結合する。
5. 領域 E により、IgG のサブクラスが決定される。

　解 説　　　　　

選択肢 1,5 は確実に誤り
選択肢 2 ~ 4 は悩ましいのですが、選択肢 3,4 を正しい　
と判断したい問題です。

選択肢 1 ですが
領域 A は可変部と呼ばれる領域です。可変部は様々な抗原に対応する多様性を有する領域です。「個体ごとに決められた一定のアミノ酸配列を示す」わけではありません。選択肢 1 は誤りです。

選択肢 2 ですが
免疫グロブリンの糖鎖修飾部位は、重鎖 Fc 部分です。本問の模式図では D に対応します。領域 B ではありません。選択肢 2 は誤りです。

選択肢 3,4 は妥当です。
S-S 結合なので、システイン残基間で　共有結合　になります。
マクロファージなど 様々な細胞で発現している Fc 受容体と呼ばれる受容体と 領域 D が結合します。（参考　104-116 選択肢 2）。

選択肢 5 ですが
サブクラス（IgG,IgM などの違い）が決定されるのは、本文の模式図でいえば D です。E ではありません。選択肢 5 は誤りです。

以上より、正解は 3,4 です。
類題 104-15,97-119

細菌の細胞表面構造に関する記述のうち、正しいのはどれか。2つ選べ。

1. グラム陽性細菌には、タイコ酸やリポタイコ酸が結合した厚いペプチドグリカン層が、細胞膜の内側に存在する。
2. グラム陰性細菌には、細胞膜(内膜)の外側に薄いペプチドグリカン層があり、さらにその外側には内毒素であるリポ多糖を含む外膜が存在する。
3. 淋菌などナイセリア属菌には、ミコール酸と呼ばれる長鎖脂肪酸を多量に含んだ厚い脂質層が存在する。
4. マイコプラズマには、ペプチドグリカンや細胞膜が存在しない。
5. 肺炎球菌には、多糖を主成分とする莢膜が存在する。

　解 説　　　　　

選択肢 1 ですが
ペプチドグリカンは、細胞膜の外側に存在します。内側ではないので、選択肢 1 は誤りです。（98-220 選択肢 3）。

選択肢 2 は妥当です。
ペプチドグリカン層は、グラム陽性、陰性細菌　両方に共通ですが、陰性の方が薄い　という対応も　しっかりおさえておきましょう。

選択肢 3 ですが
ミコール酸は、結核菌が菌体の最外周部に持っている　分子量の大きな脂肪酸の総称です。淋菌ではありません。選択肢 3 は誤りです。

選択肢 4 ですが
マイコプラズマに存在しないのは 細胞壁です。細胞「膜」は存在します。ちなみに、細胞壁の主成分がペプチドグリカンです。選択肢 4 は誤りです。

選択肢 5 は妥当です。
（参考　グリフィスの実験　肺炎球菌についての問題　100-118）。

以上より、正解は 2,5 です。