水通道蛋白AQP1

水通道蛋白结构水通道蛋白是一类在生物体中起着重要作用的蛋白质。

它们存在于细胞膜上，形成了细胞膜的一种通道，能够允许水分子快速通过细胞膜。

水通道蛋白的发现和研究为我们理解细胞内外液体平衡以及水分运输提供了重要的线索。

水通道蛋白最早是在1980年代被发现的，研究者发现一种叫做水通道蛋白1（Aquaporin-1，简称AQP1）的蛋白质在红细胞膜上表达，能够加速水分子通过细胞膜。

这项发现引起了科学家们的广泛关注，并在接下来的几十年里，研究人员陆续发现了多种水通道蛋白。

水通道蛋白的结构非常特殊，它们由多个亲水性的氨基酸残基组成，形成了一条通道，通道中心是一个疏水性的区域，能够排斥离子和其他溶质，只允许水分子通过。

水通道蛋白的结构使其具有高度选择性和通透性，能够快速而特异地传输水分子。

水通道蛋白的结构在进化过程中发生了一些变化，目前已经发现了多种类型的水通道蛋白。

其中，AQP1是最早被发现的一种，广泛存在于多种细胞类型中，包括红细胞、肾脏和眼睛等。

AQP1的结构由四个相同的亚单位组成，每个亚单位由六个跨膜螺旋组成，形成了一个中央水通道。

除了AQP1之外，还有其他类型的水通道蛋白，如AQP2、AQP3等。

它们在组织和细胞中的分布具有一定的特异性，发挥着不同的生理功能。

例如，AQP2主要存在于肾脏中，调节尿液的浓缩和稀释；AQP3主要存在于皮肤和肠道中，参与水分的吸收和散发。

水通道蛋白的功能不仅仅局限于水分的传输，它们还参与了一系列重要的生理过程。

例如，水通道蛋白在维持细胞内外液体平衡方面发挥着重要作用。

细胞内外液体平衡的失调会导致细胞的肿胀或收缩，影响细胞的正常功能。

水通道蛋白能够调节细胞内外水分的平衡，保持细胞内外环境的稳定。

水通道蛋白还参与了一些特殊细胞功能的实现。

例如，在肾脏中，水通道蛋白能够调节尿液的浓缩和稀释，帮助维持体内水分的平衡。

在眼睛中，水通道蛋白参与了眼内房水的生成和排泄，维持了眼压的稳定。

水通道蛋白的名词解释水通道蛋白是一类存在于生物体细胞膜上的蛋白质，其主要功能是调节细胞内外水分的平衡。

这些蛋白质以其独特的细胞膜通透性，通常被形容为“细胞的水渠”。

尽管细胞膜对水具有一定的渗透性，但水通道蛋白的出现使得水分的跨膜运输变得更加高效和方便。

水通道蛋白主要通过形成一个微小的通道，让水分子直接穿过细胞膜，从而加速细胞内外的水分交换。

水通道蛋白最早被发现于红细胞膜，其中最为著名的是被称为Aquaporin-1（AQP1）的蛋白质。

AQP1被发现能够高效地传输水分子，使其成为研究者们研究水通道蛋白的重要起点。

此后，越来越多的水通道蛋白被发现，它们在各种生物体的细胞膜上广泛存在。

水通道蛋白家族主要包括两类：小分子量蛋白（20～35kDa）和大分子量蛋白（约为50～90kDa）。

小分子量蛋白包括AQP1、AQP2和AQP4等，它们主要负责水分子的传输。

大分子量蛋白则包括AQP0、AQP5和AQP6等，除了与水分交换有关，这些蛋白质还可能参与其他细胞功能的调节。

水通道蛋白在生物体中具有广泛而重要的作用。

例如，在人体内，水通道蛋白在器官和组织中起着维持水分平衡的关键作用。

当体内水分过多或过少时，水通道蛋白能够根据需要调整细胞膜的通透性，控制水分大量吸收或排泄。

这一过程在保持人体内部环境稳定方面非常重要。

此外，水通道蛋白还在植物、昆虫、微生物等生物体中发挥着类似的功能。

在植物体内，水通道蛋白不仅参与了水分的吸收和输送，还对维持细胞渗透稳定性和调节植物生长发育起到了重要作用。

在昆虫和微生物中，水通道蛋白也发挥着类似的水分调节作用，确保它们能够在不同环境下生存和繁衍。

随着科学技术的发展，研究人员对水通道蛋白进行了深入的研究。

他们通过结构生物学、细胞生物学以及分子生物学等多种手段，揭示了水通道蛋白的分子结构和生理功能，并进一步研究了其与疾病之间的关系。

例如，某些疾病，如肾脏功能障碍、肿瘤、水肿等，与水通道蛋白的异常表达或功能失调密切相关。

水通道蛋白水通道蛋白（Aquaporin），又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的蛋白质（内在膜蛋白），在细胞膜上组成“孔道”，可控制水在细胞的进出，就像是“细胞的水泵”一样。

水通道是由约翰霍普金斯大学医学院的美国科学家彼得·阿格雷所发现，他与通过X射线晶体学技术确认钾离子通道结构的洛克斐勒大学霍华休斯医学研究中心的罗德里克·麦金农共同荣获了2003年诺贝尔化学奖。

水分子经过Aquaporin时会形成单一纵列，进入弯曲狭窄的通道内，内部的偶极力与极性会帮助水分子旋转，以适当角度穿越狭窄的通道，因此Aquaporin的蛋白构形为仅能使水分子通过之原因水通道蛋白的发现编辑Agre等(1988)在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时，发现了一个28 kD的疏水性跨膜蛋白，称为形成通道的整合膜蛋白28(channel-forming inte—gral membrane protein，CHIP28)，1991年完成了其cDNA克隆(Verkman，2003)。

但当时并不知道该蛋白的功能，在进行功能鉴定时，将体外转录合成的CHIP28 mDNA 注入非洲爪蟾的卵母细胞中，发现在低渗溶液中，卵母细胞迅速膨胀，并于5 min 内破裂。

为进一步确定其功能，又将其构于蛋白磷脂体内，通过活化能及渗透系数的测定及后来的抑制剂敏感性等研究，证实其为水通道蛋白。

从此确定了细胞膜上存在转运水的特异性通道蛋白，并称CHIP28为Aquaporinl(AQPl)。

水通道蛋白分类编辑AQP0AQP0最初称之为主体内在蛋白(major intrinsic protein，MIP)，在晶状体纤维中细胞中表达丰富，与晶状体的透明度有关．AQpo的突变可能导致晶状体水肿和白内障。

小鼠缺乏AQPO将患先天性白内障[61]。

AQP1AQP1是1988年发现的,开始将这种蛋白称为通道形成整合蛋白(CHIP),是人的红细胞膜的一种主要蛋白。

・综　述・水通道蛋白在肾脏的表达及意义Expression and Means of W ater Channel Protein in K idney常笑雪,黄　鹂摘　要:目的　了解水通道蛋白在肾脏的表达及生理、病理意义,为相关的临床研究提供帮助。

方法　收集国内外相关资料,对水通道蛋白的研究内容进行综述。

结果　肾脏水通道蛋白的类型有AQP1-AQP4、AQP6-AQP8,主要分布在近曲小管、细段和集合管,AQP1-AQP4参与水的重吸收和尿液浓缩.AQP6-AQP8的生理与病理意义不明。

结论　肾脏水通道蛋白的类型较多,提示有重要的生理意义。

关键词:水通道蛋白;肾脏中图分类号:Q73 文献标识码:B 文章编号:1672-688X(2004)03-0236-03 2003年诺贝尔化学奖授予美国科学家彼得、阿格雷和罗德里克、麦金农,以表彰他们在细胞膜通道方面开创性的研究。

阿格雷1988年发现并成功分离出一种细胞膜蛋白并证明这就是科学家孜孜以求的水通道蛋白。

2000年阿格雷公布世界第一张水通道蛋白的高清晰立体照片,照片揭示了这种蛋白的特殊结构只允许水分子通过。

1　水通道蛋白的发现及类型所有组织细胞都允许水以单纯扩散方式通过细胞膜。

早期的生物物理学研究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,很难用单纯扩散来解释。

阿格雷[1]等在分离纯化红细胞膜上的Rh多肽时发现了一个分子量为28K D的疏水性跨膜蛋白,称为形成通道的整合膜蛋白28 (Channel-F orming integral membrane protein,CHIP28)。

1991年完成了其cDNA克隆[2]。

当时不知道该蛋白的功能,对其进行功能鉴定时,将体外转录合成的CHIP28cDNA注入非洲爪蟾的卵母细胞中,发现在低渗溶液中,卵母细胞迅速膨胀,细胞膜水的通透性增加8倍并于5min内破裂[3]为进一步确定其功能,又将其建构于蛋白磷脂体内,通过活化能及渗透系数的测定以及抑制剂敏感性等研究证实该蛋白为水通道蛋白[4]。

AQP-1在原发性青光眼眼组织中的作用摘要】目的通过检测水通道蛋白-1（Aquaporins -1，AQP-1）在原发性青光眼患者小梁和虹膜组织中的表达水平，探讨水通道蛋白-1与房水分泌、排出的关系以及作用机制。

方法实验组（A1）为原发性闭角型青光眼（PACG）患者小梁切除术中留取的小梁、虹膜组织；高眼压对照组（A2）为原发性开角型青光眼（POAG）患者小梁切除术中留取的小梁、虹膜组织；正常眼压对照组（B组）为外伤摘除的正常眼压眼球中切除的小梁、虹膜组织，进行HE染色和免疫组化实验检查，检测出各组的小梁及虹膜组织中AQP-1的表达水平及细胞形态方面的变化，进行比较和分析。

结果（1）HE组中A1组、A2组对比B组中内皮细胞数量减少，纤维结缔组织增生，色素细胞层次减少，基质中血管扩张充血明显，比较差异有显著性意义（P<0.01）。

A1组与A2组的比较无显著性意义（P＞0.05）。

(2）免疫组化中A1组、A2组对比B组中AQP-1的表达减少，A1组与A2组的比较无显著性意义（P＞0.05）。

结论 1. AQP-1在原发性青光眼组小梁组织中表达减少和正常眼球对照组中的表达存在差异。

2. AQP-1与房水的分泌、排出相关，提示AQP-1可能与原发性青光眼发病机理相关。

【关键词】水通道蛋白-1（AQP-1）青光眼小梁网 AQP-1调控【中图分类号】R775.2 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5085（2014）03-0017-02青光眼是位居全球第二位的致盲性眼病，病理性眼压升高是造成原发性青光眼视神经损害的主要危险因素，而眼压的改变与房水的产生、循环有着直接的关系。

水通道蛋白（Aquaporins,AQPS）目前已经证明，参与房水的分泌与重吸收，探讨AQP-1在患者眼部组织中的作用机制有利于寻找相关致病因素，科学地掌握其发生发展规律，对青光眼的诊断、治疗和防盲治盲工作的开展具有积极而深远的意义。

水通道蛋白1、4、5在实验性变应性鼻炎鼻粘膜中的表达和意义的开题报告一、研究背景和意义实验性变应性鼻炎（experimental allergic rhinitis，EAR）是一种常见的过敏性疾病，其主要病理改变发生在鼻粘膜。

目前的研究表明，EAR 发生的主要机制与组织损伤、变态反应、炎症等因素有关，但其具体机制尚不十分清楚。

水通道蛋白（aquaporin，AQP）是一类跨膜蛋白质，具有内在的通透性和选择性，可传递水和一些小分子物质。

在鼻粘膜中，AQP的表达和分布与维持鼻黏膜水分平衡和黏膜保护有密切关系。

目前，关于AQP在EAR鼻粘膜中的表达及其意义的研究还比较少，需要进一步深入探讨。

二、研究内容和方法本研究将选取实验鼻炎模型动物，通过组织学、免疫组化等方法来检测EAR模型鼻粘膜中AQP1、4、5的表达情况，并探讨其与EAR发生的相关性。

1. 建立EAR模型收集健康的SD大鼠（体重250~300g），将其随机分为实验组和对照组。

实验组的大鼠鼻腔内喷洒感兴趣的过敏源，如蛋白质、花粉等；对照组的大鼠鼻腔内喷洒生理盐水。

连续喷洒一周后，进行相应的生理生化指标的检测，并在此基础上确定模型建立成功。

2. 检测EAR鼻粘膜中AQP1、4、5的表达情况收集EAR模型鼻粘膜组织标本，制作石蜡切片。

采用免疫组织化学法对切片染色，并使用显微镜观察和分析AQP1、4、5在鼻粘膜中的分布情况和表达量。

三、预期结果和意义本研究将探讨EAR鼻粘膜中AQP1、4、5的表达和意义，预期结果包括：1. EAR鼻粘膜中AQP1、4、5表达量的变化。

EAR模型鼻粘膜中，AQP1、4、5的表达量是否受到过敏反应的刺激而改变。

2. AQP1、4、5在EAR鼻粘膜中的分布情况。

不同类型的鼻腔上皮细胞和黏液中AQP1、4、5的表达情况。

3. EAR鼻粘膜中AQP1、4、5与EAR发病机制的相关性。

EAR鼻粘膜中AQP1、4、5的表达变化，是否与EAR发生的机制有关。

水通道蛋白的发现及对人体的作用刘彦成（渭南师范学院环境与生命科学系陕西渭南 714000）摘要：水通道蛋白(aquaporin，AQP) 是一种对水专一的通道蛋白。

具有介导水的跨膜转运和调节体内水代谢平衡的功能。

水通道蛋白调节失控与水平衡紊乱等一系列疾病密切相关。

关键词：细胞膜；水通道蛋白（AQP）；跨膜转运；疾病；调节Abstract:The pass of water protein (aquaporin, AQP) is one kind of adding water single-minded channel protein.Has lies between leads the water the cross membrane transportation and the adjustment body domestic waters metabolism balance function.Pass of water protein adjustment out of control and level balance disorder and so on a series of disease close correlation.Key word:Cell membrane pass of water protein (AQP) cross membrane transportation disease adjusts1 水通道蛋白的发现1.1 细胞膜的运输方式细胞是构成生物的基本单位，细胞与细胞之间则是通过细胞膜来沟通和实现基本的生命活动。

细胞膜的主要成分为磷脂和蛋白质，其结构为磷脂双分子层，磷脂双分子层上有糖蛋白，糖蛋白所在一侧为细胞外侧。

物质跨膜运输可分为自图1 细胞膜的立体结构由扩散（不需能量、载体），协助扩散（不需要能量、需载体），主动运输（要能量、需载体）三种。

还有一些大分子物质是通过胞吞、胞吐方式通过细胞膜，它们需要能量、不要载体。

水通道蛋白与泌尿外科疾病很早以前，生理学家就认识到水的跨膜转运除了简单扩散外，还存在某种特殊的水转运机制，并提出了水通道概念。

1991年Agre等［1］首先克隆了相对分子质量为28 000的水通道蛋白(AQP),称为AQP1(aquaporin1)，并证明具有将细胞外的水转运至细胞内的功能。

随后发现了一大家族具有高选择性水通道功能的膜蛋白分子，共有6种，统称为AQP，存在于多种组织细胞的质膜中。

在涉及到水平衡紊乱的疾病中，尤其是在泌尿外科某些疾病，如多囊肾、肾癌、双侧输尿管梗阻后利尿以及结石形成的研究中有重要意义。

一、水通道的分类及在组织中的分布1.AQP1首先被定性为水通道蛋白，称之为CHIP（channel integrated protein），用免疫组化、免疫电镜及分子生物学技术发现AQP1在机体许多组织中有表达，如平滑肌和子宫组织［2］，肾脏的近曲小管和髓襻降支细胞上皮的顶膜及基侧膜。

此外，在涉及水转运的其它组织中亦发现有AQP1显著表达，如角膜的内皮细胞、脉络膜网、肝胆管上皮细胞、胆囊颈内壁、汗腺上皮、支气管和肺泡上皮、唾液腺上皮、结肠、脾脏和毛细血管内皮［3］。

在淋巴管和粘膜下毛细血管的AQP1，能促进吸收的水迅速进入淋巴管和毛细血管床，维持机体的内环境稳定。

2.AQP2是血管加压素调控的水通道蛋白，位于肾集合管的顶质膜上，对尿浓缩起重要作用，在肾外尚未发现有表达，它与AQP1 cDNA有42%的同源性。

该基因突变可产生常染色体隐性遗传病即肾源性尿崩症［4］，表现为血清抗利尿激素水平明显增高，而尿不被浓缩。

它与X连锁的肾源性尿崩症不同，该疾病为抗利尿激素V2受体基因突变所致。

刺激V2受体，肾集合管顶质膜AQP2表达明显增高。

锂剂可以抑制它的表达，因而可以解释锂剂的副作用，这种作用限制了它在治疗精神病中的作用。

3.AQP3是肾脏集合管和胃肠道表达的另一型水通道蛋白，主要分布在集合管的上皮细胞的基侧膜，该部位水的通透性被认为是不可调节的。

- 181 -[22] Harder M J，H öchsmann B，Dopler A，et al.Different Levels ofIncomplete Terminal Pathway Inhibition by Eculizumab and the Clinical Response of PNH Patients[J].Frontiers in Immunology，2019，10：1639.[23] Griffin M，Kulasekararaj A，Gandhi S，et al.Concurrentt re a tm e n t o f a p l a st i c a n e mi a /Pa r o xysmal No ctur nal Hemoglobinuria syndrome with immunosuppressive therapy and eculizumab：a UK experience[J].Haematologica，2018，103（8）：345-347.[24] Liu L，Liu S，Zhang Y，et al.Excellent Outcomes of AllogeneicHematopoietic Stem Cell Transplantation in Patients withParoxysmal Nocturnal Hemoglobinuria：A Single-Center Study[J].Biol Blood Marrow Transplant，2019，25（8）：1544-1549.[25] Soci é G，Caby-Tosi M P，Marantz J L，et al.Eculizumab inparoxysmal nocturnal haemoglobinuria and atypical haemolytic uraemic syndrome：10-year pharmacovigilance analysis[J].British Journal of Haematology，2019：185（2）：297-310.[26] Mcnamara L A，Topaz N，Wang X，et al.High Risk for InvasiveMeningococcal Disease Among Patients Receiving Eculizumab （Soliris）Despite Receipt of Meningococcal Vaccine[J].MMWR Morb Mortal Wkly Rep，2017，66（27）：734-737.（收稿日期：2020-07-16）　（本文编辑：田婧）*基金项目：国家自然科学基金项目（81760890）①青海大学　青海　西宁　810000通信作者：洒玉萍水通道蛋白1、5与肺水肿相关性研究进展*沈慧萍①　麻海英①　洒玉萍①　李永平①【摘要】　肺水肿是临床常见的急危重症之一，是由于各种原因引起肺内液体平衡障碍，从而对机体气体交换产生影响的疾病。