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1、水通道蛋白简介,109中学 赵迎春,2003年诺贝尔化学奖授予了美国科学家彼得阿格雷和罗德里克麦金农，分别表彰他们发现细胞膜水通道，以及对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献。 其中，罗德里克麦金农是因为钾离子通道蛋白结构和机理研究上的贡献获奖,水如何进入细胞？,b. 不同分子通过人工脂双层的渗透系数（cm/s）（引自B. Alberts等）,问题的提出,在人工脂双层的通透性实验中可知，水分子可以以自由扩散的方式穿过脂双层。但是在一些要求高通透性的细胞中水分子的扩散速度是很缓慢的，例如红细胞、肾小管、唾液腺等。 在20世纪50年代到80年代，很多研究红细胞的学者提出在红细胞膜上应该有可以运输
2、水的蛋白。而且用汞的化合物处理红细胞膜可以抑制水的转运，由此推断运输水的蛋白应该是含巯基的蛋白。,水通道蛋白的发现,第一个水通道蛋白的发现和纯化纯属意外收获。1988年，阿格雷的小组在研究Rh抗原的过程中，总有一种28kDa的蛋白质被同时提纯。开始认为是大的多肽的降解产物，后来发现在红细胞膜上这种蛋白非常丰富，大约每个红细胞上有200,000个。而且从结构上分析它应该是一种通道。后来在肾小管中也提取出了这种蛋白。,水通道蛋白的发现,阿格雷小组使用蛙的卵细胞进行这种蛋白的功能测试。 将这种蛋白的mRNA注射到蛙卵细胞中，使其细胞膜上具有这种蛋白。然后将蛙卵放入蒸馏水中，结果卵细胞迅速吸水膨胀破裂。 这个蛋白被命名为水通道蛋白，官方命名为AQP1。 人们又陆续发现了10种水通道蛋白，构成了水通道蛋白家族的主体。,上图：注入水通道蛋白AQP1mRNA的蛙卵细胞在蒸馏水中迅速膨胀 下图：正常蛙卵细胞,水通道蛋白的性质,水通道蛋白家族主要存在于动物和植物中，除一部分水通道蛋白允许少量甘油通过外，其余的水通道蛋白只允许水分子快速通过。AQP1就是一个只存在于哺乳动物体内的特异性的水通道蛋白，它在哺乳动物中的保守性非常好。 水通道蛋白传输水的速率大概是自由扩散的25倍，每秒能通过30亿个水分子。,水通道蛋白的结构,
