水通道蛋白

Agre等(1988)在分離純化紅細胞膜上的Rh多肽時，發現了一個28kDa的疏水性跨膜蛋白，稱為形成通道的整合膜蛋白28(channel-forming integral membrane protein，CHIP28)，1991年完成了其cDNA克隆(Verkman，2003)。但當時並不知道該蛋白的功能，在進行功能鑑定時，將體外轉錄合成的CHIP28 mRNA注入非洲爪蟾的卵母細胞中，發現在低滲溶液中，卵母細胞迅速膨脹，並於5min內破裂。為進一步確定其功能，又將其構於蛋白磷脂體內，通過活化能及滲透係數的測定及後來的抑制劑敏感性等研究，證實其為水通道蛋白。從此確定了細胞膜上存在轉運水的特異性通道蛋白，並稱CHIP28為Aquaporinl(AQPl)。

AQP0最初稱之為主體內在蛋白(major intrinsic protein，MIP)，在晶狀體纖維中細胞中表達豐富，與晶狀體的透明度有關。AQP0的突變可能導致晶狀體水腫和白內障。小鼠缺乏AQP0將患先天性白內障。

AQP1是1988年發現的,開始將這種蛋白稱為通道形成整合蛋白(CHIP),是人的紅細胞膜的一種主要蛋白。它可以使紅細胞快速膨脹和收縮以適應細胞間滲透性的變化。AQP1蛋白也存在於其他組織的細胞中。AQP1及它的同系物能夠讓水自由通過(不必結合),但是不允許離子或是其他的小分子(包括蛋白質)通過。

AQP1是由四個相同的亞基構成,每個亞基的相對分子質量為28kDa,每個亞基有六個跨膜結構域，在跨膜結構域2與3、5與6之間有一個環狀結構,是水通過的通道。另外，AQP1的氨基端和羧基端的氨基酸序列是嚴格對稱的,因此,同源跨膜區(1,4、2,5、3,6)在質膜的脂雙層中的方向相反。AQP1對水的通透性受氯化汞的可逆性抑制,對汞的敏感位點是結構域5與6之間的189位的半胱氨酸。其他幾種AQP1與腎功能有關。

Peter Agre教授因發現水通道蛋白獲得2003年諾貝爾化學獎

AQPl在質膜中以四聚體的形式存在，每個單體都由6個貫穿膜兩面的長α螺旋構成基本骨架，其間還有兩個嵌入但不貫穿膜的短α螺旋[4]。每個單體蛋白的中空部分都形成具有高度選擇性的通道，只允許水分子跨膜運輸而不允許帶電質子或其他離子通過，在功能上都可以作為一個獨立水通道。

哺乳類動物中的水通道蛋白

已知哺乳類動物體內的水通道蛋白有十三種，其中六種位於腎臟，但科學家對於其他水通道蛋白的存在仍有疑慮。最受關注的幾項水通道蛋白比較如下：