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電位依存性イオンチャネルの開閉とS4チャージの移動

（上図）電位依存性チャネルの開閉に伴う電荷の移動の模式図。脱分極に伴い電荷は細胞内側から細胞外側へ移動する。Open/Closedのステートモデルにおいて、+e電荷を与えると化学平衡は質量作用の法則で右に遷移する。

（下図）S4の細胞膜電場内での移動の模式図。上下方向の移動だけでなく回転を伴う事が知られている。細胞膜の脂質分子と親水性残基で構成されるS4の間には水分子が陥入し、実効膜電位は短く収束している。このような電場環境では、S4は上下方向の移動よりも回転することが膜を超えた電荷の移動を実現するためには有効に働く。

電位センサーの作動原理の構造基盤は完全に解明されておらず種々のモデルが提唱されている。上図はS4とS3が一塊となって移動するpaddleモデルを参考にした模式図。S4に焦点を絞った下図はS4が回転移動するrotational shiftモデルの模式図。