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水通道蛋白
鎖定
- 中文名
- 水通道蛋白
- 外文名
- Aquaporin
- 別 名
- 水孔蛋白
- 發現者
- 彼得·阿格雷
水通道蛋白水通道蛋白的發現
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)。
水通道蛋白水通道蛋白分類
水通道蛋白AQP0
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。
水通道蛋白AQP1
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。
水通道蛋白存在位置
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:
種類 | 位置 | 功能 |
---|---|---|
水通道蛋白1 | 水分再吸收 | |
水通道蛋白2 | 腎臟(apically) ICTCCTOMCDIMCD | 對抗利尿激素 作出重吸收反應 |
水通道蛋白3 | 腎臟(basolaterally) medullary collecting duct | 水分再吸收 |
水通道蛋白4 | 腎臟(basolaterally) medullary collecting duct | 水分再吸收 |
- 參考資料
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- 1. 25.4 Microscopic Anatomy of the Kidney .Anatomy and Physiology | OpenStax[引用日期2021-09-05]