Akwaporyny

Akwaporyny (AQP, z ang. aquaporin) to integralne białka błonowe, które tworzą kanały umożliwiające transport wody, jak również niektórych innych cząsteczek o zbliżonych rozmiarach, takich jak glicerol, przez półprzepuszczalne błony komórkowe organizmów żywych.

Historia

Wielokrotne badania, mające na celu identyfikację kanałów odpowiedzialnych za transport wody, zakończyły się sukcesem dopiero w 1992 roku, kiedy to amerykański naukowiec Peter Agre po raz pierwszy zdefiniował białko błonowe erytrocytów jako kanał transportujący cząsteczki wody. Na początku białko to określano jako CHannel-forming Integral Membrane Protein 28 (w skrócie CHIP 28), a później nadano mu nazwę akwaporyna 1 (AQP1). Odkrycie akwaporyn przyniosło Peterowi Agre Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii w 2003 roku, którą otrzymał wspólnie z Roderickiem MacKinnonem, który prowadził badania nad strukturą i funkcjonowaniem kanałów potasowych.

Budowa

Białka akwaporynowe składają się z sześciu transbłonowych segmentów alfa-helikalnych. Średnica poru wynosi 0,3 nm, co oznacza, że w jego świetle zmieści się dokładnie jedna cząsteczka wody.

Akwaporyny występujące u ssaków mają postać tetramerów, które składają się z czterech monomerycznych jednostek o masie cząsteczkowej 28 kDa, z których każda pełni funkcję kanału dla cząsteczek wody.

Funkcja

Akwaporynowe kanały transportujące wodę są obecne w wielu komórkach ludzkiego organizmu. Spotyka się je również w pewnych komórkach bakteryjnych oraz komórkach roślinnych, gdzie znajdują się zarówno w błonie plazmatycznej, jak i w tonoplastach.

Porównanie akwaporyn

Do tej pory (stan na 2008 rok) zidentyfikowano 13 akwaporyn, które podzielono na dwie kategorie w zależności od ich przepuszczalności: tylko dla wody (np. AQP1) lub dla wody oraz innych cząsteczek, takich jak glicerol (np. AQP3). Druga grupa bywa określana jako akwagliceroporyny.

Genetycznie uwarunkowane defekty metaboliczne akwaporyn

W przypadku genetycznie uwarunkowanego defektu AQP2 (akwaporyny-2), zlokalizowanej w komórkach nerkowych cewek zbiorczych, dochodzi do wystąpienia nerkowej moczówki prostej, co skutkuje brakiem zdolności nerek do zagęszczania moczu w odpowiedzi na wydzielanie hormonu antydiuretycznego.