昆虫水通道蛋白的研究进展

昆虫水通道蛋白(Aquaporins,AQPs)是一种膜蛋白,它们是昆虫维持体内水分平衡的必要蛋白,有关它们的研究不断深入。因此,本文对昆虫水通道蛋白的最新研究成果进行了概述,旨在引起人们对该类蛋白的兴趣,以便系统了解和研究该类蛋白。目前研究表明:昆虫典型的AQPs是由250-300个氨基酸残基组成,其分子量在23-35 k Da,包含6个疏水性横跨膜区域、两个NPA结构单元(asparagine-proline-alanine)等。系统发育分析发现:已知昆虫AQPs可分为5大类,分别为DRIP、BIB、PRIP、RPIPs和LHIPs。昆虫AQPs除了运送水分子外,还可以运输其他的一些小分子溶质,如尿素、甘油、海藻糖等。它们还具有组织特异性表达特性,可能在昆虫的多个生理活动中起到重要的作用,因此它们的功能仍需进一步研究证实。此外,昆虫AQPs的深入研究还将会给害虫综合治理提供新的思路。     

藻类水通道蛋白的研究进展

目前,大量水通道蛋白已在古菌、细菌、真菌、动物和植物中相继被发现,但对于低等植物——藻类水通道蛋白的研究相对较少。藻类与陆地高等植物在生长环境方面存在较大差异,因此其体内存在的水通道蛋白在功能作用机制方面与高等植物会有不同。所有藻类的生长发育过程都与水分传导息息相关,而藻类水通道蛋白不仅仅是水分运输的通道蛋白,同时还具有其他生理生化功能,是一类多功能蛋白。与植物水通道蛋白相比,藻类水通道蛋白的研究起步较晚。在2004年从莱茵衣藻中得到第一个水通道蛋白后,越来越多的研究者开始对藻类体内存在的水通道蛋白产生关注。近年来,在一些藻类全基因组测序完成的基础之上,研究者对藻类水通道蛋白的探索也有了新的进展。迄今为止,已有8个不同亚族的藻类水通道蛋白被确定出来,而且在近两年内,又有研究者从南极冰藻、条斑紫菜和羊栖菜中发现新的藻类水通道蛋白。综述了当前藻类水通道蛋白的分类和结构特征等方面的研究进展,并结合新发现的几种藻类水通道蛋白,阐述了藻类处于胁迫环境时水通道蛋白的特异性表达和所发挥的生理功能,为后续相关藻类水通道蛋白的研究奠定一定的理论基础。     

水通道蛋白4与脑水肿研究进展

水通道蛋白4(AQP4)是膜水通道蛋白家族的一员,在脑组织中高表达,是控制水进出脑组织的通道。近年来发现,AQP4的功能和表达与脑水肿密切相关。同时脑水肿又是和脑疾病治疗密切相关的病理过程,对两者的研究或许可以为我们带来更多的临床治疗新思路。本文综述了AQP4的结构、表达、调控与功能以及AQP4与脑水肿关系的研究进展。     

植物水通道蛋白生理功能的研究进展

自1992年第一个水通道蛋白AQP1被人们认识以来,从植物中分离得到了大量AQPs基因。AQPs在植物体内形成选择性运输水及一些小分子溶质和气体的膜通道,参与介导多个植物生长发育的生理活动,如细胞伸长、气孔运动、种子发育、开花繁殖和逆境胁迫等。就植物水通道蛋白的生理功能进行概述。     

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…     

水通道蛋白的生理功能 ——水通道基因敲除小鼠表型研究进展

水通道蛋白 (aquaporin, AQP) 是一族细胞膜上选择性高效转运水分子的特异孔道. 自从 Agre 等于 1992 年从红细胞膜发现第一个水通道蛋白 AQP1以来,有关水通道蛋白结构与功能的研究取得了迅速的、系列性的进展 . 已报道的哺乳动物 AQP 家族已有 11 个在蛋白质序列上有同源性成员 (AQP0~AQP10). AQP 在体内各系统组织中广泛表达,除了在与体液分泌和吸收密切相关的多种上皮和内皮细胞高表达外,在一些与体液转运无明显关系的组织细胞如红细胞、白细胞、脂肪细胞和骨骼肌细胞等处也有表达,提示 AQP 可能在多种器官生理和病理中发挥重要作用. 基因打靶技术是研究特定基因在体内生理功能的有力手段. 目前 AQP1、3、4、5 基因敲除和 AQP2 基因点突变的基因敲入小鼠模型 ( 模拟人类常染色体隐性遗传尿崩症 ) 已成功建立并广泛用于表型研究,在 AQP 水通道蛋白生理功能方面获得许多重要进展.     

细胞骨架对水通道蛋白2穿梭的影响

水通道蛋白2(aquaporin2,AQP2)作为肾脏最主要的水通道蛋白,由胞浆穿梭至管腔侧顶端膜上以增加集合管对水的通透性,从而增加肾脏对原尿中水的重吸收。AQP2的穿梭主要有赖于血管加压素的调节及其自身的磷酸化水平。最近越来越多的研究表明,细胞骨架在AQP2穿梭中发挥着重要的作用,本文将就这方面的文献进行总结。     

水通道蛋白7对蛋白激酶B的影响

该文旨在探讨水通道蛋白7(AQP7)在3T3-L1脂肪细胞不同分化阶段的表达以及其对胰岛素信号通路中蛋白激酶B(PKB)的影响。通过培养3T3-L1前体脂肪细胞,诱导分化为成熟的脂肪细胞,用荧光定量PCR、Western blot、酶学方法分析显示,随3T3-L1脂肪细胞分化过程,AQP7与PKB磷酸化水平同步上升,同时培养基中释放的甘油浓度伴随AQP7的表达平行增加。以TNF-α处理分化成熟的脂肪细胞构建胰岛素抵抗模型,AQP7与PKB磷酸化水平均下降,转染高表达AQP7基因的重组腺病毒载体(Ad-AQP7)之后,随着AQP7表达上调,胰岛素刺激下的PKB磷酸化水平提高,并且葡萄糖代谢能力增强。由此可见,AQP7水平随3T3-L1脂肪细胞分化过程逐渐上升,其高表达可能通过增加PKB磷酸化水平改善胰岛素敏感性,提示AQP7可能成为治疗肥胖的一个重要作用靶点。     

水通道蛋白AQP4对肺癌细胞增殖的影响

为了研究水通道蛋白AQP4对肺癌细胞增殖的影响及分子机制,本研究在肺癌细胞A549中,转染AQP4的si RNAs后,采用CCK-8试剂盒检测肿瘤细胞的增殖能力,采用Western blotting方法检测CCND1的蛋白水平,采用Real-time PCR方法检测CCND1的m RNA水平。研究表明,在肺癌细胞A549中,敲降AQP4的表达可以显著抑制肿瘤细胞的增殖能力,同时下调细胞周期蛋白CCND1的m RNA和蛋白水平。因此,AQP4可能成为肺癌治疗的潜在靶点。     

植物水通道蛋白的干旱应答机制研究进展

干旱胁迫是严重影响全球作物生产的非生物胁迫之一,研究植物耐旱机制已成为一个重要领域。水通道蛋白是一类特异、高效转运水及其它小分子底物的膜通道蛋白,在植物中具有丰富的亚型,参与调节植物的水分吸收和运输。近10年来,水通道蛋白在植物不同生理过程中的作用,一直受到研究人员的关注,特别是在非生物胁迫方面,而研究表明水通道蛋白在干旱胁迫下对植物的耐旱性起着至关重要的作用,能维持细胞水分稳态和调控环境胁迫快速响应。水通道蛋白在植物耐旱过程中的调控机制及功能较复杂,而关于其应答机制和不同亚型功能性研究的报道甚少。该文综述了植物水通道蛋白的分类、结构、表达调控和活性调节,分别从植物水通道蛋白响应干旱表达调控机制、水通道蛋白基因表达的时空特异性、水通道蛋白基因的表达与蛋白丰度,水通道蛋白基因的耐旱转化四个方面阐明干旱胁迫下植物水通道蛋白的表达,重点阐述其参与植物干旱胁迫应答的作用机制,并提出水通道蛋白研究的主要方向。     

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     

植物膜水通道蛋白

活细胞含有80%以上的水分,水出入细胞和组织是生命代谢的基本过程。长期以来,普遍认为细胞中的水分子以简单的跨膜扩散方式透过脂双层膜。由于在一些研究中发现,生物膜的渗透水通透系数ｐｆ(Ｏｓｍｏｔｉｃｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ)远远大于其扩散水通透系数ｐｄ(ｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｌｗａｔｅｒｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ),因此一些学者推测水分子并不仅以单一的跨膜扩散方式透过生物膜。但是,许多学者对这一看法持不同意见,他们认为水分子在细胞内或细胞间的跨膜扩散速度足以满…     

水通道蛋白研究动态

水通道蛋白是对水专一的通道蛋白,它普遍存在于动、植物及微生物中,不同水通道蛋白之间具有类似特征.哺乳动物中水通道蛋白主要分为六类,分布于水分代谢活跃的器官中;植物除了质膜上水通道蛋白外,液泡膜也存在着水通道蛋白,它们在植物生长,发育及胁迫适应中起着重要作用.目前有关水通道蛋白的详细的结构和功能信息主要来自对红细胞膜上水通道蛋白的研究,它由同源的四聚体组成,每个单体具有独立的水通道功能,四聚体在膜上分布具有不对称性,在膜内侧四聚体呈伸展状态,在膜外侧形成大的中心空腔.     

水通道蛋白与哮喘

哮喘是全球常见的慢性呼吸道疾病之一,气道炎症细胞积聚、气道慢性炎症和气道高反应性为其三大重要特征。研究发现在哮喘发病过程中,多种炎症细胞、粘膜上皮细胞、肺泡上皮细胞、周围血管内皮细胞等都有水通道蛋白(aquporin,AQP)的异常表达。这些细胞参与哮喘发作时炎症细胞积聚、气道高反应性、粘液异常分泌、肺间质毛细血管通透性改变等多方面反应。AQP在哮喘的发生发展中可能起着重要的作用。在哮喘的诊断方面,除了依据典型的临床症状及支气管激发、舒张实验之外,若AQP在血液嗜酸性粒细胞内或其他组织细胞内的异常表达能作为一种哮喘发病的生化指标,将对哮喘的诊断和防治有突破性的作用。本文就AQP与哮喘的关系进行综述。     

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。     

渗透压对痢疾志贺菌水通道蛋白glpF基因表达的影响

目的探讨细菌水-甘油通道蛋白（GlpF）的生理功能及其对生长繁殖的影响。方法将用简并PCR发现表达水通道蛋白glpF基因的痢疾志贺菌接种于不同渗透压的液体培养基和添加了GlpF功能抑制剂的相应培养基中,培养不同时间后取培养液检测其生长繁殖量,RT-PCR分析其GlpF的表达。结果痢疾志贺菌GlpF的表达随培养基渗透压的改变而变化,在低渗培养基中的表达低于在等渗环境中;在高渗透压的培养基中,其表达显著高于在等渗培养基中。在加入Hg2＋抑制剂抑制GlpF的表达后,在低渗培养基中,未明显影响细菌的生长繁殖,但在较高渗透压的培养基中,细菌的繁殖量显著少于在未加Hg2＋抑制剂的同样渗透压培养基中。结论在非等渗环境中,细菌GlpF的表达对细菌细胞内外水分的调节,维持胞内环境稳定起到重要作用,尤其在高渗透压环境中更为明显。     

植物的水通道蛋白

对近 3年来植物水通道蛋白的特性、特异性表达、水分运输机制、表达调控、在植物水分关系平衡中的作用以及这一领域研究中的有关问题作了介绍与评述     

水通道蛋白与脑部疾病

水通道蛋白是参与跨细胞水转运的膜通道蛋白家族成员,广泛存在于机体组织细胞中,参与水的分泌与吸收。近年来脑部的水通道蛋白成为研究热点。水通道蛋白在脑中的主要生理功能是参与调节脑内渗透压及电解质的平衡,维持脑脊液的分泌及平衡,并与各种脑部疾病的病理过程及其所造成的水肿密切相关。调控水通道蛋白的表达可以减轻各种脑部疾病造成的病理损伤和阻止脑水肿的形成,这为临床治疗脑部疾病提供了新的思路和方法。本文就水通道蛋白与脑部疾病的关系的研究进展作一综述。     

Kisspeptin调控动物机体代谢的研究进展

Kisspeptin是由KISS1基因编码的蛋白产物,是下丘脑GnRH上游的主要调控因子,其不仅在中枢系统调控动物的生殖,而且也可在外周局部影响动物配子发生。然而,最近诸多研究证实Kisspeptin除了在动物繁殖方面起到重要的作用外,还对动物能量平衡、摄食、肥胖以及代谢性疾病等方面起到重要的调节作用。本文就Kisspeptin在中枢神经系统和外周组织器官调控动物机体的代谢进行了详细论述,重点阐明Kisspeptin与外周代谢激素互作对动物机体代谢影响的最新进展,并总结分析了Kisspeptin在调控动物代谢方面所面临的诸多问题,以期充分理解Kisspeptin在调节动物代谢中发挥的作用,为防治动物及人类代谢紊乱性疾病提供新策略。