水通道蛋白

水通道蛋白 (aquaporin,AQP)是对水专一的通道蛋白 ,普遍存在于动、植物及微生物中。它所介导的自由水快速被动的跨生物膜转运 ,是水进出细胞的主要途径。1　水通道蛋白的发现长期以来 ,普遍认为细胞内外的水分子是以简单的跨膜扩散方式来透过脂双层膜。后来由于在生物物理学研究中发现红细胞及近端肾小管对渗透压改变引起的水的通透性很高 ,很难单纯以弥散来解释。因此 ,一些学者推测水的跨膜转运除了简单扩散外 ,还存在某种特殊的机制 ,并提出了水通道的概念。1988年 ,Agre等在鉴定人类 Rh血型抗原时 ,偶然在红细胞膜上发现了 1种新的 2…     

水通道

水通道邱俭,陈宜张（第二军医大学生理学教研室,上海２００４３３）关键词水通道,水通道蛋白进出细胞的水转运对细胞稳态是重要的。水通过脂质双层的运动很慢,这是一个单纯扩散过程,活化能高（＞１０ｋｃａｌ／ｍｏｌ）,且对汞化合物不敏感。过去曾认为其他一些细胞...     

水通道的生物学研究

美国约翰·霍普金斯大学生化教授彼得·埃格瑞博士,他被瑞典皇家科学院授予2003年诺贝尔化学奖,以承认他们的实验室在1991年发现的水通道。水通道或称水孔蛋白的发现为这类蛋白的生化学、生理学和遗传学开创了一个黄金时代。 现在已鉴定了10余种哺乳动物水通道,每种都有其特定的组织分布。在肾脏、肺、眼和脑等组织表达多种水通道,构成水转运的网络。已确定水孔蛋白的基本结构是在细胞膜中以四聚体的形式存在。水通道参与许多临床疾病,包括尿崩症到各种形式水肿的病生理学过程。它们可能是治疗水平衡紊乱性疾病的靶。     

水甘油通道蛋白结构和功能与疾病研究进展

水甘油通道蛋白(aquaglyceroporins)属于内在膜蛋白(major intrinsic protein,MIP)家族成员,是既可以运输水分子,又可以运输甘油等小分子物质穿透细胞膜等生理屏障的双功能水通道蛋白(aquaporin,AQP)。研究发现其在人和其他生物的许多脏器中广泛分布,研究表明,其生理状态的改变与许多疾病的发生、发展及预后密切相关。本文从水甘油通道蛋白的基本结构、功能和相关疾病的关系,以及针对甘油水通道蛋白靶向治疗等方面的研究进展进行综述。     

水通道蛋白的基本结构与特异性通透机理

水通道蛋白是一个具有跨膜运输水分子功能的蛋白家族。从1988年Agre等发现水通道蛋白起,目前在不同物种中已经发现了200余种水通道蛋白,其中存在哺乳动物体内的有13种。概述了水通道蛋白的结构、组织特异性分布及特异性通透机理。     

细胞运动中的水通道蛋白 ———细胞迁移及相关生理和病理机制的新视点

细胞迁移 (cell migration) 在机体生命活动中的胚胎发育、免疫防御、损伤修复、血管新生以及肿瘤转移等许多重要生理和病理过程中发挥核心作用 . 越来越多的证据表明,细胞迁移中处于极性分布的细胞膜离子通道和离子转运体可以通过调节细胞体积变化协助细胞的移动 . 然而细胞膜水转运机制在这一过程中的作用尚未阐明 . Saadoun 等 2005 年 4 月发表于《自然》杂志上的一项研究发现细胞膜水通道蛋白在细胞迁移中发挥重要作用 . 为细胞迁移的分子机制增加了新的内容,也为水通道基因功能研究开启了一个新的领域 .     

蚕豆保卫细胞质膜水通道蛋白的鉴定及其在气孔运动中的作用

水通道或水通道蛋白是水分运动的主要通道。以RD2 8cDNA和RD2 8抗体为探针证明了蚕豆 (ViciafabaL .)保卫细胞中存在水通道蛋白 ,并以气孔运动为指标 ,结合抗体和抑制剂处理证明水通道蛋白是水分运动的主要通道。研究表明编码质膜水通道蛋白的RD2 8转录体在叶片保卫细胞、叶肉细胞和维管束中高表达 ,尤以保卫细胞中最多 ;荧光免疫染色和Confocal显微镜观察表明 ,RD2 8抗体反应主要位于保卫细胞质膜。进一步采用RD2 8抗体和水通道蛋白抑制剂———HgCl2 (2 5 μmol L) 处理可抑制壳梭孢素 (FC)、光照诱导的气孔开放和原生质体体积膨胀以及ABA诱导的气孔关闭 ,但这种抑制作用可以被水通道抑制剂的逆转剂 β_巯基乙醇 (ME)逆转。表明蚕豆保卫细胞中存在水通道蛋白并参与蚕豆保卫细胞的运动过程。     

细胞膜上的水通道——2003年诺贝尔化学奖工作介绍

2003年10月8日,瑞典皇家科学院将2003年诺贝尔化学奖授予时为The Johns Hopkins University School of Medicine生物化学系的Peter Agre教授,以表彰他发现细胞膜水通道并证明其功能这一开创性贡献。2006年7月2日~7日第15届世界药理学大会在北京召开,现为Duke University医学中心副主任,细胞生物学系的Peter Agre教授也应邀出席此次大会,并专程到北京大学医学部举办了水通道的专场讲座。为了让更多的研究者能够更充分了解水通道的发现过程、Peter Agre教授的研究工作,以及水通道蛋白的研究进程,特写此文,藉以对读者们今后的工作有所启…     

水通道蛋白在细胞中的调控

水通道蛋白是一个具有跨膜运输水分子功能的蛋白家族．其功能受到细胞精细调控,以维持细胞正常的生理状态,水通道蛋白异常将导致相关疾病的发生。重点介绍水通道蛋白在细胞中的调控机理。     

水通道蛋白的结构与功能研究

水通道蛋白是近年来才被发现的一种转运水分子和某些小分子物质的跨膜蛋白,本文综述了水通道蛋白的分子结构、组织分布及在泌尿、呼吸、消化、神经系统等方面的重要生理学功能。水通道蛋白的研究对阐明某些水代谢疾病的发病机制及为该类疾病提供新的治疗思路具有深远意义。     

水通道的分子生物学研究

水通道是哺乳动物及植物细胞膜上转运水的特异孔道。第一个水通道蛋白即原型分子水通道（２８ｋＤ通道构成整合膜蛋白）的ｃＤＮＡ序列是在１９９１年完成鉴定的。目前从哺乳动物组织中已鉴定出至少五种水通道蛋白,统称为水蛋白（ａｑｕａｐｏｒｉｎ,ＡＱＰ）,均属于主体内在蛋白（ＭＩＰ）家族的成员。水通道介导水依渗透梯度方向运动。不同的水通道蛋白在组织中的分布不同,但多在肾髓质有表达。原型分子水通道蛋白在膜中以四聚体形式存在,每一单体形成一个功能性的水孔道。     

综述与专论: 星形胶质细胞调节性容积减小（RVD）的关键膜蛋白研究进展

星形胶质细胞承担着维持脑部内环境稳态的重要功能,包括维持脑的水电解质平衡。然而,在缺血性脑卒中等多种疾病中,星形胶质细胞会首先出现明显的细胞水肿,进而促进脑水肿的发生,加重脑损伤。调节性容积减小（RVD）是星形胶质细胞面对水肿时快速减小自身部分容积的代偿反应。最新研究进展发现,水通道蛋白（AQP）和体积调节性阴离子通道（VRAC）是RVD过程的关键参与者。VRAC是LRRC8家族成员构成的异多聚体,星形胶质细胞水肿时,VRAC激活,介导阴离子和有机渗透性物质快速向细胞外转运,是RVD的主要驱动力。AQP是一种6次跨膜蛋白,具有选择性的双向水通道,是星形胶质细胞快速水肿的结构基础,同时也是RVD过程中水转移至胞外的“快速通道”。进一步了解VRAC和AQP的结构、功能及其在RVD中发挥的作用,有助于最终解析星形胶质细胞RVD的发生机制并为脑水肿的治疗提供潜在靶点。     

水孔蛋白1的结构与功能

水通道,又称水孔蛋白（ａｑｕａｐｏｒｉｎ,ＡＱＰ）是动植物细胞膜上转运水的特异孔道。ＡＱＰｓ均属主体内在蛋白（ＭＩＰ）家族的成员。ＡＱＰ１是第一个被鉴定的水通道,又称原型分子水通道。它在体内的分布极广,参与多种生理功能,在膜中以四聚体的形式存在,每一单体形成一个功能性的水通道。ＡＱＰ１的表达可受汞、雌激素等多种因子的调节,并发现它与许多病理生理过程有着直接的关系。     

植物水通道的生理生态特性及其参与气孔运动的研究进展

植物水通道对水分运输具有专一性, 能够调节细胞中水分、一些离子和其他小溶质的转运, 因而在植物的生长发育中发挥着重要作用。本文综述了植物水通道的研究进展, 重点介绍了植物水通道的分子特性和生理生态特性及其在植物气孔运动中的作用, 讨论了水通道在气孔振荡中的作用和地位。     

植物水通道的生理生态特性及其参与气孔运动的研究进展

植物水通道对水分运输具有专一性,能够调节细胞中水分、一些离子和其他小溶质的转运,因而在植物的生长发育中发挥着重要作用.本文综述了植物水通道的研究进展,重点介绍了植物水通道的分子特性和生理生态特性及其在植物气孔运动中的作用,讨论了水通道在气孔振荡中的作用和地位.     

蚕豆气孔运动中水通道和离子通道的作用和地位的探讨

 用不同浓度HgCl2、LaCl3和TEACl (Tetraethylammonium chloride)处理蚕豆(Vicia faba)叶片下表皮条,发现HgCl2能显著抑制气孔开闭,Ca2+通道阻塞剂LaCl3或K+通道阻塞剂TEACl处理也都有一定程度的抑制。三者的作用效果HgCl2>>LaCl3>TEACl。用HgCl2+LaCl3、HgCl2+TEACl或HgCl2+LaCl3+TEACl处理,则气孔开闭运动几乎完全被抑制。表明：蚕豆气孔运动中,保卫细胞胀缩主要是水通道直接参与保卫细胞与叶肉细胞间水流的调节引起的,离子通道起间接次要作用,二者共同引起保卫细胞体积变化而导致气孔开闭。     

充血性心力衰竭水潴留的机制--Aquaporin 2水通道蛋白的作用

水潴留是充血性心力衰竭的重要病理生理表现。长期以来人们以专力衰竭时水重吸收增加的肾脏机制所知甚少。Ａｑｕａｐｏｒｉｎ水通道（ＡＱＰ）家族的发现是水通道生物学研究的一个新的里程碑。研究发现充血性心力衰竭时肾脏ＡＱＰ２水通道基因ｍＲＮＡ和蛋白的表达明显上调;ＡＱＰ２的上调主要由血管加压素所介导,Ｖ２受体拮抗剂可显著降低此上调;在充血性心力衰竭时肾脏ＡＱＰ２表达的改变是选择性的,不伴有肾脏ＡＱＰ１和ＡＱ     

肺水通道蛋白1,5与肺损伤的研究进展

正水通道蛋白(AQPs)是一种可快速完成水分子细胞内外跨膜转运的跨膜蛋白家族,对维持细胞内外水平衡有重要作用。肺损伤是临床上常见危重病症,死亡率高。有大量研究证实,水通道蛋白(AQPs)与肺水清除密切相关,其中AQP1,5在肺水转运中尤为重要,这对近年来国内外关于肺内液体跨膜转运及细胞内外环境平衡调节机制的研究及临床肺损伤的认识和治疗具有重要临床意义。作者就肺水通     

蚕豆保卫细胞质膜水通道蛋白的鉴定及其在气孔运动中的作用

水通道或水通道蛋白是水分运动的主要通道.以RD28 cDNA和RD28抗体为探针证明了蚕豆(Vicia fabaL.)保卫细胞中存在水通道蛋白,并以气孔运动为指标,结合抗体和抑制剂处理证明水通道蛋白是水分运动的主要通道.研究表明编码质膜水通道蛋白的RD28转录体在叶片保卫细胞、叶肉细胞和维管束中高表达,尤以保卫细胞中最多;荧光免疫染色和Confocal显微镜观察表明,RD28抗体反应主要位于保卫细胞质膜.进一步采用RD28抗体和水通道蛋白抑制剂--HgCl2 (25μmol/L)处理可抑制壳梭孢素(FC)、光照诱导的气孔开放和原生质体体积膨胀以及ABA诱导的气孔关闭,但这种抑制作用可以被水通道抑制剂的逆转剂β-巯基乙醇(ME)逆转.表明蚕豆保卫细胞中存在水通道蛋白并参与蚕豆保卫细胞的运动过程.     

水通道蛋白4在脑缺血后脑水肿中的作用

脑缺血是由于动脉阻塞或灌注不足导致大脑局部血流减少无法满足代谢需求产生的功能障碍。脑水肿是脑组织间或细胞内液体过度积聚的病理现象,是脑缺血后较为严重的并发症,将会导致颅内压升高,脑组织受压而神经功能受损,甚至死亡。水通道蛋白(aquaporin)是一类分布在细胞膜上的蛋白质家族,目前已发现有13种亚型,主要调节细胞内外水平衡且参与细胞迁移和信号传导等多个生理病理过程。水通道蛋白4(aquaporin-4,AQP4)主要分布在中枢神经系统中星形胶质细胞的终足上,在细胞毒性水肿和血管源性水肿的形成和消除中起双重作用,与脑缺血后脑水肿有密切关系。机体通过转录过程及翻译后修饰等多个水平调节AQP4的表达协调其功能。本文回顾了目前AQP4在脑缺血后作用的最新进展,力图为治疗脑卒中后脑水肿提供新的研究方向。