的水通道蛋白，也被称为水通道是通过生物膜去蛋白性分子。它们负责介导水快速有效地流入和流出细胞，防止水与磷脂双层的典型疏水部分相互作用。
这些蛋白质类似于桶状，具有非常特殊的分子结构，主要由螺旋组成。它们广泛分布在不同的谱系中，包括从小型微生物到丰富的动植物。
资料来源：玛丽亚·奎扎达·阿兰达（MaríaQuezada Aranda），来自Wikimedia Commons
历史的角度
有了生理学和溶质通过膜（主动和被动）移动的机制的基本知识，我们可以猜测水的传输不是问题，通过简单的扩散进入和离开细胞。
这个想法已经存在了很多年。但是，一些研究人员发现了某些水传输通道的存在，因为在某些对水具有高渗透性的细胞类型中（例如肾脏），扩散不是解释传输的充分机制。水。
医生和研究员Peter Agre于1992年在处理红细胞膜时发现了这些蛋白质通道。由于这一发现，他（与他的同事们一起）获得了2003年的诺贝尔奖。这第一款水通道蛋白被称为“水通道蛋白1”。
结构体
水通道蛋白的形状让人联想到沙漏，两个对称的两半彼此相对。这种结构穿过细胞的双脂质膜。
应该提到的是，水通道蛋白的形状非常特殊，与任何其他类型的跨膜蛋白都不相似。
氨基酸序列主要是极性的。跨膜蛋白的特征是具有富含α螺旋片段的片段。但是，水通道蛋白缺乏这样的区域。
由于使用了当前的技术，孔蛋白的结构得到了详细说明：它们是24至30 KDa的单体，由六个螺旋段组成，两个螺旋段围绕细胞质并通过小孔连接。
这些单体以四个单元为一组组装，尽管每个单元可以独立发挥作用。在小螺旋中，有一些保守的图案，包括NPA。
在哺乳动物（AQP4）中发现的某些水通道蛋白中，发生更高的聚集，形成超分子等价的晶体排列。
为了运输水，与常见的球状蛋白质相反，蛋白质的内部为极性，外部为非极性。
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特征
水通道蛋白的作用是响应渗透梯度而介导水向细胞内的运输。它不需要任何额外的力或泵送：水通过水通道蛋白介导的渗透作用进入和离开细胞。一些变体还带有甘油分子。
为了进行这种运输并实质上增加对水的渗透性，细胞膜上填充有水通道蛋白分子，其密度为10,000平方微米。
在动物中的功能
水的运输对生物至关重要。让我们以肾脏的特定示例为例：它们每天必须过滤大量的水。如果此过程无法正确进行，后果将是致命的。
除尿液浓缩外，水通道蛋白还参与一般体液的体内稳态，脑功能，腺体分泌，皮肤水合作用，男性生育能力，视力，听力-仅举几个过程生物。
在小鼠中进行的实验中，得出的结论是它们也参与细胞迁移，而这一作用与水运输相去甚远。
植物的功能
水通道蛋白在植物界中大部分是多样化的。在这些生物体中，至关重要的过程（例如汗液，繁殖，新陈代谢）介导。
另外，它们在环境条件不是最佳的环境中作为适应机制也起着重要作用。
在微生物中的功能
尽管水通道蛋白存在于微生物中，但尚未发现特定功能。
主要有两个原因：微生物的高表面积体积比意味着快速的渗透平衡（不需要水通道蛋白），而且对微生物缺失的研究并未产生清晰的表型。
然而，据推测，水通道蛋白可提供一些保护，以防止连续的冷冻和解冻事件，从而在低温下维持水在膜中的渗透性。
种类
水通道蛋白分子在植物和动物以及较不复杂的生物体的各个谱系中都为人所知，它们彼此非常相似-我们假定它们在进化中就已出现。
在植物中发现了大约50种不同的分子，而哺乳动物只有13种，分布在各种组织中，例如肾脏，肺，外分泌腺和与消化有关的器官的上皮和内皮组织。
但是，水通道蛋白也可以在与体内流体运输没有明显和直接关系的组织中表达，例如在中枢神经系统的星形胶质细胞和眼睛的某些区域（例如角膜和睫状上皮）中。
甚至在真菌，细菌（例如大肠杆菌）的膜和细胞器（例如叶绿体和线粒体）的膜中也存在水通道蛋白。
与水通道蛋白有关的医学病理学
在肾细胞中存在水通道蛋白2序列缺陷的患者中，他们必须喝20升以上的水以保持水分。在这些医疗情况下，尿液浓度不足。
相反的情况也导致了一个有趣的临床情况：水通道蛋白2的过量生产导致患者体内积存过多的液体。
在怀孕期间，水通道蛋白的合成增加。这个事实解释了准妈妈中常见的积水现象。同样，水通道蛋白2的缺乏与某种类型的糖尿病的发展有关。
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