水通道蛋白研究进展

蒲春霞

【摘要】水通道蛋白广泛存在于生物体中的各组织部位,影响着生物机体水代谢的过程,随着分子生物学技术的进步,对水通道蛋白的基础研究已经比较深入和成熟.对水通道蛋白的研究情况进行概要综述,目的在于利用水通道蛋白研究的基础成果,阐释临床水代谢障碍类疾病的发病机理及提供可能的解决思路.

【期刊名称】成都大学学报（自然科学版）

【年(卷),期】2010(029)002

【总页数】3

【关键词】水通道蛋白;水代谢;研究进展

0 引言

水通道蛋白(aquaporin,AQPs),最初由Agre等于1988年偶然在红细胞膜上发现,称为形成通道的整合膜蛋白28(CHIP),1991年,研究人员完成其cDNA克隆并进一步确定其为细胞膜上转运水的特异性通道蛋白,并称CHIP 28为AQP1.此后,又陆续从哺乳动物组织中鉴定出 9种水通道蛋白

(AQP2～AQP10).目前,人们所发现的水通道蛋白均属晶体纤维中的主要内源性蛋白(major intrinsic protein, MIP)家族,后经证明MIP亦有弱的水通道活性,被命名为AQP0.这些相继发现的专一性运输水的通道蛋白被统称为AQPs[1,2].

1 水通道蛋白的结构与分布

水通道蛋白分子的一级结构由2个分别位于肽链两侧的重复部分构成,各自拥有天冬酰胺—脯氨酸—丙氨酸(Asn-Pro-Ala,NPA)特征性序列,呈180°中心对称排列.每个分子包括6个跨膜区域和5个环(A、B、C、D、E),其中：B、D环及羧基、氨基末端均在胞内,A、C、E环定位于质膜外侧.B、E环显著疏水,E、B环的任何变异都会引起水通道活性的下降; A环有N-连接糖基化位点;E环NPA序列前的半胱氨酸是水通道蛋白的汞抑制部位[3].

水通道的立体结构资料主要来源于AQP1的分子结构研究.AQP1在质膜中形成4聚体.在4个单体的中空部分含有独立的孔道,每一个孔道的大小约为一个单水分子,直径318A.孔道中间部位的正电荷阻止带电荷的质子和其他离子通过[3,4].

水通道蛋白普遍存在于微生物、植物及动物界.例如,在啮齿类动物体内陆续发现的多种水通道蛋白具体分布如下：AQP0分布于眼睛的晶状体,AQP1分布于血管、肾近曲小管、眼睛和耳朵,AQP2分布于肾脏,AQP3分布于肾脏、呼吸、消化器官;AQP4分布于脑星形胶质细胞、眼、耳、骨骼肌、胃壁细胞和肾集合小管,AQP5分布于分泌性腺体,如唾液腺、泪腺、汗腺等,AQP6分布于肾集合小管细胞