آکواپورین ها (کانال های آبی)

آب از دو طریق از غشای یاخته (سلول) عبور می کند :

1- با انتشار از غشا

2- از طریق کانال های آب (آکوا پورین ها)

آکواپورین ها تقریباً در تمام موجودات زنده وجود دارند ولی دارای گستردگی فراوانی در گیاهان می باشند، و حرکت آب یا دیگر مولکول های کوچک را از خلال غشاها آسان می کنند.

ویژگی های عملکرد اولین آکوا پورین در سال 1992 گزارش شد. اما وجود آنها از قبل مشخص بود زیرا نفوذ پذیری اسمتیک در بعضی یاخته های های اپی تلیال خیلی بیشتر از انتشار ساده بود. یک «آکوا پورین» انسانی عبور آب را تقریبا تا 3 بیلیون مولکول در ثانیه تسهیل می کند.

آکواپورین ها در غشاء یاخته های تمام جانداران ازجمله گیاهان و حشرات حتی در باکتری‌ها وجود دارند. بیش از ده آکواپورین در پستانداران شناسایی شده است که به عنوان کانال انتقال آب در یاخته ها عمل می‌کنند. این کانال‌ها به ویژه در یاخته هایی که باید حجم زیادی از آب را مبادله کنند از اهمیت خاصی برخوردار هستند.

نمونه‌ این یاخته‌ها در بدن انسان یاخته‌های کلیه هستند که روزانه ده‌ها لیتر آب را مبادله می‌کنند. اختلال در عملکرد کانال‌های آب در آن ها به بیماری‌هایی نظیر دیابت بی‌مزه منجر می‌شود که در آن حجم ادرار بیمار به شدت افزایش می یابد.

آکواپورین در گویچه های قرمز(گلبول قرمز) قبل از همه کشف و بیشتر از همه مطالعه شده است.

از نظر ساختاری، آکواپورین ها هومو تترامرهایی هستند که هر مونومر شامل دو همی پور به هم چسبیده است که تشکیل یک کانال آب را می دهند.

آکوا پورین ها الگوهای متفاوتی از گلیکولیزاسیون دارند. تنظیـم فعا لیت بیشتر آن ها از طریق فسفوریلاسیون یک پروتئین کینازA  انجام می شود.

آکواپورین های کلاسیک فقط کانال های آب بوده و به یون ها و مولکول های کوچک دیگر اجازه عبور نمی دهند. تعدادی آکوپورین با نام aquaglycoporins  آب را به همراهی گلیسرول و معدودی دیگر از مولکول های کوچک عبور می دهند.

کانال‌های آب در یاخته‌های عدسی چشم، نقش ثانویه بسیار مهمی را ایفا می‌کنند که نظم بخشیدن و تثبیت یاخته های عدسی از طریق پیوند محکم پروتئین‌ کانال‌های غشایی در سلول‌های مجاور است. سلول‌های فیبری موجود در عدسی چشم باید کاملاً به یکدیگر متصل باشند چون در صورت کوچک‌ترین اختلال در ارتباط بین سلول ها انکسار نور و شفافیت عدسی در آنها، کاهش می‌یابد که به این پدیده کاتاراکت یا آب مروارید گفته می شود.

جهش یک ژن یا تغییر یک آمینواسید می‌تواند باعث از بین رفتن ساختمان و مختل شدن عملکرد پروتئین در غشا شود که می‌تواند به بروز برخی بیماری‌های پوستی نیز منجر شود.  مبتلایان به این بیماری‌ها پوست بسیار خشکی دارند و در برابر تشنگی و تغییرات آب بدنشان، شدیداً حساسند و با مشکلات مختلفی در پوست، چشم و سایر اعضای بدن مواجه می‌شوند.

انگل مالاریا هنگامی که به خون انسان یا سایر جانوران راه می‌یابد در مرحله تولید مثل به جذب مقدار زیادی مواد قندی از داخل یاخته نیاز  دارد که این کار از طریق همین کانال ‌ها انجام می‌شود. البته این کانال‌ها از جهت دیگری هم برای ادامه حیات انگل ضروری هستند و آن وقتی است که انگل در هنگام عبور از کلیه انسان که فشار اسمزی فوق العاده شدیدی دارد باید مقدار آب درون یاخته‌هایش را به سرعت تنظیم کند. در انگل مالاریا کانال‌های آب در غشای یاخته علاوه بر آب، مولکول‌های قندی کوچکی را نیز منتقل می‌کنند که برای انگل بسیار ضروری است. با توجه به شناسایی نقش حیاتی کانال‌های آب و قند در زندگی انگل مالاریا می‌توان با ساخت ترکیبی که بتواند عملکرد این کانال‌ها را مختل کند به دارویی بسیار مؤثر علیه این انگل دست یافت.

با تحقیقات گسترده صورت گرفته ساختمان سه بعدی چندین پروتئین از خانواده آکواپورین‌ها که مربوط به گونه‌هایی از پستانداران و باکتری‌ها هستند مشخص شده است. آکواپورین ها به نوعی استثنایی‌ترین انواع کانال‌های غشایی هستند چرا که ساختار کریستالی سه بعدی چندین عضو این خانواده کاملا مشخص شده است.

منابع:

 http://lms.bums.ac.ir 
https://www.ir-translate.com 

خلاصه شده همراه با اندکی تغییر

انواع آکواپورین ها در یاخته های انسانی

نام	محل	عملکرد
آکواپورین-0	چشم/یاخته های فیبری عدسی گلبول قرمز کلیه/مجاری ابتدایی	تنظیم مایع داخل عدسی حفاظت اسمزی تغلیظ ادرار
آکواپورین-1	چشم/اپیتلیوم مژکی مغز/شبکه کورویید شش/سلولهای اپیتلیال کیسه هوایی	تولید مخاط آبکی تولید CSF
آکواپورین-2	کلیه/مجاری جمع کننده کلیه/مجاری جمع آوری کننده	واسطهADH   باز جذب آب
آکواپورین-3	نای /یاخته های اپیتلیال کلیه/مجاری جمع کننده مغز/ یاخته های اپندیمال	ترشح آب به داخل نای باز جذب آب بالانسCSF
آکواپورین-4	مغز- هیپوتالاموس شش- اپیتلیوم برونش	عمل اسموسنسینگ ترشح مایع برونش
آکواپورین-5	غدد اشکی	تولید اشک
آکواپورین-6	کلیه سلولهای چربی	انتقال چربی به خارج آدیپوسیتها
آکواپورین-7	بیضه و اسپرم
آکواپورین-8	بیضه   لوزالمعده   کبد   دیگر
آکواپورین-9	گلبولهای سفید