Aquaporins 기능, 구조 및 유형



그 수족관, 또한 수로로 알려져 있으며 생물학적 막을 가로 지르는 단백질 성질의 분자입니다. 그들은 세포가 들어오고 나가는 물의 신속하고 효율적인 흐름을 매개하여 물이 인지질 이중층의 전형적인 소수성 부분과 상호 작용하는 것을 방지합니다..

이 단백질들은 배럴과 비슷하며 주로 나선으로 구성된 매우 특정한 분자 구조를 가지고 있습니다. 그들은 작은 미생물에서부터 동물과 식물에 이르기까지 다양한 계통에서 광범위하게 분포되어 있으며, 이들은 풍부합니다.

색인

  • 1 역사적인 관점
  • 2 구조
  • 3 함수
    • 3.1 동물의 기능
    • 3.2 식물의 기능
    • 3.3 미생물에서의 기능
  • 4 가지 유형
  • 수족관과 관련된 5 가지 의학 병리
  • 6 참고 문헌

역사적인 관점

생리 막 (능동 및 수동)을 통해 용질 이동 메커니즘에 대한 기본적인 이해, 우리는 물 수송 문제없고, 간단한 확산 세포에서 감지 할 수 있었다.

이 아이디어는 수년간 처리되었습니다. 그러나, 일부 연구자들은 확산은 전송을 설명하기에 충분한 정도로 메커니즘은 없다 (예를 들면, 신장 됨) 물에 높은 투과성을 가진 특정 세포 유형에 있기 때문에, 어떤 채널 해상 차량의 존재를 엿볼 물.

의사이자 연구원 인 Peter Agre은 1992 년에 적혈구 막을 연구하면서 이러한 단백질 채널을 발견했습니다. 이 발견 덕분에 그는 2003 년 노벨상을 동료들과 함께 수상했습니다.이 첫 번째 아쿠아 포린은 "Aquaporin 1".

구조

아쿠아 포린의 모양은 두 개의 대칭 반쪽이 반대 방향으로 향하게되어 모래 시계와 유사합니다. 이 구조는 세포의 이중 지질막을 가로 지른다..

아쿠아 포린 형태는 매우 특이하며 막을 통과하는 다른 유형의 단백질과 닮아 있지 않다는 것을 언급 할 필요가 있습니다.

아미노산 서열은 주로 극성이다. 막 횡단 단백질은 α 헬리컬 세그먼트가 풍부한 세그먼트를 갖는 것을 특징으로합니다. 그러나, 아쿠아 포린은 그러한 부위가 부족합니다.

현재의 기술을 이용 덕분에, 그것을 상세하게 포린의 구조를 명확히 할 수있다 : 단량체 세포질 주변 여섯 helicoids segmentes 개의 작은 세그먼트들로 이루어진 24 KDa의 30 내지있는 작은 구멍으로 연결되어.

이들 단량체는 각각 독립적으로 작용할 수 있지만, 4 개의 단위의 그룹으로 조립된다. 작은 프로펠러에는 NPA를 포함하여 보존 된 일부 모티프가 있습니다..

포유류 (AQP4)에서 발견되는 일부 아쿠아 포린에서는 초분자 결정 배열을 형성하는 높은 응집체가 발생한다.

물을 운반하기 위해 단백질의 내부는 극성이고 외부는 일반적인 구형 단백질과는 반대로 무극성이다..

기능들

아쿠아 포린 (aquaporins)의 기능은 삼투압의 변화에 ​​반응하여 세포 내부로의 물의 수송을 중재하는 것입니다. 어떤 유형의 추가적인 힘이나 펌핑이 필요하지 않습니다. 물은 삼투압에 의해 세포 안으로 들어오고 물 분자를 빠져 나갑니다. 일부 변이체에는 글리세롤 분자도 포함됩니다.

이 수송을 수행하고 실질적으로 투수 성을 증가시키기 위해, 세포막은 10,000 평방 마이크로 미터의 밀도 순서로 아쿠아 포린 분자가 풍부하다.

동물의 기능

물의 운송은 유기체에게 필수적입니다. 유익한 신장의 예를 들어 봅시다 : 매일 엄청난 양의 물을 여과해야합니다. 이 프로세스가 올바르게 수행되지 않으면 그 결과는 치명적입니다.

소변의 농도 외에, 아쿠아 포린은 일부 공정을 언급 단지 청각, 신체 뇌 기능의 땀샘의 분비, 피부 수분의 유체, 남성 불임, 비전의 전반적인 항상성에 관여 생물학의.

마우스에서 수행 된 실험에서, 이들은 또한 세포 이동에 참여한다는 결론을 얻었는데, 이것은 물 수송으로부터 멀리 떨어진 역할이다.

식물의 기능

Aquaporins는 식물 왕국에서 대부분 다양합니다. 이러한 유기체에서 땀, 재생산, 신진 대사와 같은 중요한 과정을 중재합니다..

또한 환경 조건이 최적이 아닌 환경에서 적응 메커니즘으로 중요한 역할을합니다.

미생물의 기능

미생물에 아쿠아 포린이 존재하지만 특정 기능은 아직 발견되지 않았습니다.

주로 두 가지 이유로 : 미생물의 표면 부피 비율이 높으면 빠른 삼투 평형 (aquaporin을 필요로하지 않음)을 가정하고 미생물 결실에 대한 연구가 명확한 표현형을 산출하지 못했다.

그러나, aquaporins은 연속적인 동결 및 해동 현상에 대해 약간의 보호를 제공 할 수 있으며 저온에서 막의 수분 투과성을 유지할 수 있다고 추측됩니다.

유형

Aquaporin 분자는 식물과 동물, 덜 복잡한 생물체에서 다양한 계통으로 알려져 있으며, 이들은 서로 매우 흡사합니다. 우리는 그 때 그들이 진화 초기에 나타났다 고 가정합니다.

포유 동물은 단지 13을 보유하는 반면 소화 설비에 관한 내피 상피 조직 및 신장, 폐, 외분비샘 및 기관을 포함하는 다양한 조직에 분포하여, 약 50 가지의 분자에서 발견.

그러나, 아쿠아 포린은 성상 세포에서와 같이 중추 신경계 및 각막 및 모양체 상피 세포와 같은 눈의 특정 영역에서, 본체 내의 유체의 수송과 명백한 직접 연결되지 않은 조직에서 발현되고.

곰팡이 막, 박테리아의 아쿠아 포린이 있습니다 ( 대장균) 및 엽록체 및 미토콘드리아와 같은 세포 기관의 세포막.

수족관과 관련된 의학 병리학

신장 세포에 존재하는 아쿠아 포린 2의 순서에 결함이있는 환자는 수분을 유지하기 위해 20 리터 이상의 물을 섭취해야합니다. 이러한 의학적 경우에는 적절한 소변 농도가 없습니다.

그 반대의 경우도 흥미로운 임상 사례가됩니다 : 과량의 aquaporin 2의 생산은 환자에게 과도한 체액 체류를 유발합니다.

임신 기간 중에는 아쿠아 포린의 합성이 증가합니다. 이 사실은 미래의 엄마들에게 흔히 나타나는 수분 보유력을 설명합니다. 유사하게, aquaporin 2의 부재는 특정 유형의 당뇨병의 출현과 관련이 있습니다.

참고 문헌

  1. Brown, D. (2017). 수로 (Aquaporins) 발견. 영양과 대사의 연대기, 70(Suppl 1), 37-42.
  2. Campbell A, N., & Reece, J. B. (2005). 생물학. 편집 Panamericana Medical.
  3. Lodish, H. (2005). 세포 및 분자 생물학. 편집 Panamericana Medical.
  4. Park, W., Scheffler, B.E., Bauer, P.J., & Campbell, B.T. (2010). 아쿠아 포린 유전자 군의 확인과 고지대에서의 발현고시 피움 hirsutum L.). BMC 식물 생물학, 10(1), 142.
  5. Pelagalli, A., Squillacioti, C., Mirabella, N., & Meli, R. (2016). 건강과 질병의 수증기 : 다른 종의 굿을 집중적으로 다룬 개요. 분자 과학 국제 학회지, 17(8), 1213.
  6. Sadava, D., & Purves, W.H. (2009). 생명 : 생물학. 편집 Panamericana Medical.
  7. Verkman, A. S. (2012). 임상 약에있는 Aquaporins. 약의 연례 검토, 63, 303-316.
  8. Verkman, A. S., & Mitra, A. K. (2000). 아쿠아 포린 수로의 구조와 기능. 미국 생리학 저널 - 생리학 저널, 278(1), F13-F28.
  9. Verkman, A.S. (2013). 수증기. 현재 생물학, 23 (2), R52-5.