Akvaporin

Akvaporini so proteini v celični membrani, ki regulirajo pretok vode. Torej so nekakšen vodovodni sistem za celice. Akvaporini pripadajo večji družini, imenovani MIP, ki tvorijo pore v membranah bioloških celic. Genetske napake, povezane z akvaporinskimi geni so povezane s številnimi boleznimi. Za odkritje akvaporinov je leta 2003 Peter Agre dobil Nobelovo nagrado.

Struktura akvaporina:

http://img.medscape.com/article/706/193/706193-fig3.jpg

Funkcija

Agre je izjavil, da voda v celici ni na miru, ampak se organizirano premika v in iz nje. Ta proces se poveča pri tkivih, ki imajo akvaporine ali vodne kanale. Akvaporini selektivno prepuščajo vodne molekule v in iz celice, preprečujejo pa prehod ionov in drugih topljencev. Znani tudi kot vodni kanali, so akvaporini integralni proteini v membranskih porah. Nekateri izmed akvaporinov, imenovani akvagliceroporini prepuščajo skozi membrano tudi nenabite molekule kot so glicerol in CO2, amoniak ter sečnino (odvisno od velikosti pore). Toda nikoli pa ne prepuščajo nabitih molekul, kot so protoni (imajo selektivni filter). Torej prisotnost vodnih kanalov poveča membransko prepustnost za vodo. Vsebujejo jih tako bakterije, kot tudi bakterije ter mnogi drugi organizmi kot so rastline, pri katerih so bistveni za transport vode.

Odkritje

V večini celic se voda premika v ter iz celice s pomočjo osmoze. Toda zaradi zelo velike prepustnosti vode nekaterih epitelnih celic, so znanstveniki ugotovili, da morajo v membrani obstajati še dodatni mehanizmi za prenos vode. Tako je leta 1992 Peter Agre naznanil odkritje prvega akvaporina, imenovanega akvaporin-1. Kasneje so z računalniško simulacijo lahko analizirali, kako lahko voda potuje skozi membrano brez prehoda kakršnihkoli majhnih topljencev.

Odkritelj - Peter Agre:

http://malaria.jhsph.edu/bin/z/d/peter_agre2.jpg

Struktura

Akvaporini so sestavljeni iz šestih transmembranskih α-vijačnic z aminskim in karboksilnim koncem - nahajajo se na površini membrane. Vsebujejo pa tudi pet zank, ki se nahajajo znotraj vijačnic. Akvaporini tvorijo v celični membrani tetramere, s tem da se vsak monomer obnaša kot vodni kanal. Različni akvaporini se razlikujejo po peptidnih zaporedjih, kar pomeni, da se velikosti por razlikujejo. Različna velikost por vpliva na to, kakšne molekule lahko prehajajo skozi pore, s tem da skozi majhne pore lahko prehajajo samo majhne molekule, kot je voda.

2-D struktura akvaporina:

http://img2.tfd.com/wiki/a/a3/AQP1.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/be/AQP-channel.png

Akvaporini in bolezni

Agre je izjavil, da bi lahko s pomočjo akvaporinov rešili medicinske probleme, kot so zastajanje tekočin pri boleznih srca ter edem možganov po kapi.

Prehajanje molekul vode skozi vodne kanale

animacija:

http://www.youtube.com/watch?v=XxadMJ9zqpA&NR=1

Viri

http://en.wikipedia.org/wiki/Aquaporin

http://www.bf.uni-lj.si/fileadmin/groups/2711/Gradiva_Vodnik_Predavanja_Bolonja/Vodnik_P_Bolonja_AG-UNI-Fiziologija_rastlin_Voda-2008-09.pdf

Geslo je še v delu