水通道蛋白

位于细胞膜上的蛋白质

水通道蛋白（Aquaporin），又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的蛋白质（内在膜蛋白），在细胞膜上组成“孔道”，可控制水在细胞的进出，就像是“细胞的水泵”一样。

水通道蛋白的发现

Agre等(1988)在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时，发现了一个28kDa的疏水性跨膜蛋白，称为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)。但当时并不知道该蛋白的功能，在进行功能鉴定时，将体外转录合成的CHIP28 mRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中，发现在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，并于5min内破裂。为进一步确定其功能，又将其构于蛋白磷脂体内，通过活化能及渗透系数的测定及后来的抑制剂敏感性等研究，证实其为水通道蛋白。从此确定了细胞膜上存在转运水的特异性通道蛋白，并称CHIP28为Aquaporinl(AQPl)。

水通道蛋白分类

AQP0

AQP0最初称之为主体内在蛋白(major intrinsic protein，MIP)，在晶状体纤维中细胞中表达丰富，与晶状体的透明度有关。AQP0的突变可能导致晶状体水肿和白内障。小鼠缺乏AQP0将患先天性白内障。

AQP1

AQP1是1988年发现的,开始将这种蛋白称为通道形成整合蛋白(CHIP),是人的红细胞膜的一种主要蛋白。它可以使红细胞快速膨胀和收缩以适应细胞间渗透性的变化。AQP1蛋白也存在于其他组织的细胞中。AQP1及它的同系物能够让水自由通过(不必结合),但是不允许离子或是其他的小分子(包括蛋白质)通过。

AQP1是由四个相同的亚基构成,每个亚基的相对分子质量为28kDa,每个亚基有六个跨膜结构域，在跨膜结构域2与3、5与6之间有一个环状结构,是水通过的通道。另外，AQP1的氨基端和羧基端的氨基酸序列是严格对称的,因此,同源跨膜区(1,4、2,5、3,6)在质膜的脂双层中的方向相反。AQP1对水的通透性受氯化汞的可逆性抑制,对汞的敏感位点是结构域5与6之间的189位的半胱氨酸。其他几种AQP1与肾功能有关。

Peter Agre教授因发现水通道蛋白获得2003年诺贝尔化学奖

AQPl在质膜中以四聚体的形式存在，每个单体都由6个贯穿膜两面的长α螺旋构成基本骨架，其间还有两个嵌入但不贯穿膜的短α螺旋[4]。每个单体蛋白的中空部分都形成具有高度选择性的通道，只允许水分子跨膜运输而不允许带电质子或其他离子通过，在功能上都可以作为一个独立水通道。

存在位置

哺乳类动物中的水通道蛋白

已知哺乳类动物体内的水通道蛋白有十三种，其中六种位于肾脏，但科学家对于其他水通道蛋白的存在仍有疑虑。最受关注的几项水通道蛋白比较如下：

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