AQUAPORINELE AQUAPORINELE (canalele de transport (canalele de transport

pentru apă)pentru apă)

A elaborat : Grosu CristinaA elaborat : Grosu CristinaA controlat : Rotaru LudmilaA controlat : Rotaru Ludmila

Aquaporina (AQPs)

Plan Plan

Definitia aquaporineiDefinitia aquaporinei IstoricIstoric Clasificarea aquaporinei,localizarea si Clasificarea aquaporinei,localizarea si

rolul functional.rolul functional. Structura chimicaStructura chimica Importanţa aquaporineiImportanţa aquaporinei Modele grafice de aquaporineModele grafice de aquaporine Bibliografie Bibliografie

Scopul

Familiarizarea cu localizarea, structura şi importanţa

aquaporinei pentru viaţa omului. Evidenţierea funcţiilor

aquaporinelor în procesul vital al organizmului.

ArgumentArgument

Ca importanţă pentru viaţa omului, Ca importanţă pentru viaţa omului, apa se situează pe locul doi, imediat apa se situează pe locul doi, imediat după după aer – a fost leagănul vieţii şi este – a fost leagănul vieţii şi este o resursă fundamentală pentru o resursă fundamentală pentru aceasta. Lichid “banal”, pe care nu îl aceasta. Lichid “banal”, pe care nu îl preţuim destul, apa este transportorul preţuim destul, apa este transportorul principal din organism - care aduce din principal din organism - care aduce din mediul extern în celule substanţele mediul extern în celule substanţele nutritive cu care se încarcă, asigură nutritive cu care se încarcă, asigură umiditatea unor zone ale organismului umiditatea unor zone ale organismului ca alveolele pulmonare, indispensabile ca alveolele pulmonare, indispensabile respiraţiei etc. respiraţiei etc.

Definiție:Definiție: Aqoaporina Aqoaporina este:este: uun membru al unei familii de n membru al unei familii de

proteine transmembranare de proteine transmembranare de canal găsite în membranele canal găsite în membranele epiteliale care servesc pentru a epiteliale care servesc pentru a reglementa circulația apei în reglementa circulația apei în țesuturi transepithelial implicate în țesuturi transepithelial implicate în homeostazia lichid organism. homeostazia lichid organism.

[L aqua, apă, + Porus, canal, [L aqua, apă, + Porus, canal, porilor, +-in] porilor, +-in]

IstoricIstoric

Au fost identificate 13 tipuri de Au fost identificate 13 tipuri de aquaporine îaquaporine înn membranele membranele celulelor umane, membri ai unei celulelor umane, membri ai unei familii de proteine majore familii de proteine majore intrinseci de membrană care intrinseci de membrană care transportă apa în şi din celulă, transportă apa în şi din celulă, prevenind trecerea ionilor şi altor prevenind trecerea ionilor şi altor substanţe.substanţe.

Prima aquaporină descoperită a Prima aquaporină descoperită a fost AQP1 din membrana fost AQP1 din membrana eritrocitului, a cărei eritrocitului, a cărei existenţă a fost raportată de existenţă a fost raportată de profesorul dr Gheorghe profesorul dr Gheorghe Benga de la UMF “Iuliu Benga de la UMF “Iuliu Hatieganu” din Cluj-Napoca, Hatieganu” din Cluj-Napoca, în 1986în 1986

Din motive tehnice Din motive tehnice şi lipsa şi lipsa de fonduri nu a dus pînă la de fonduri nu a dus pînă la capăt cercetărilecapăt cercetările

.Peter Agre este cel care izolează .Peter Agre este cel care izolează şi caracterizează această şi caracterizează această proteină cu funcţie de proteină cu funcţie de transport al apei, după ce transport al apei, după ce mult timp a fost suspectat un mult timp a fost suspectat un mecanizm adiţional de mecanizm adiţional de transport al apei care ar transport al apei care ar explica permeabilitatea mare explica permeabilitatea mare pentru apă a membranelor pentru apă a membranelor unor tipuri de celule, unor tipuri de celule, permeabilitate care nu poate permeabilitate care nu poate fi explicată prin simpla fi explicată prin simpla osmoză.Pentru activitatea sa osmoză.Pentru activitatea sa de caracterizare şi de caracterizare şi demonstrare a existenţei demonstrare a existenţei aquaporinelor, Peter Agre aquaporinelor, Peter Agre primeşte premiul Nobel în primeşte premiul Nobel în 2003.2003.

Familiaaquaporinelor

AquaporinelePropriu-zise

Aquaglicoproteinele

Transportă apaTransportă apa

şi glucoza

Aquaporinele Aquaporinele

Localizare Rolul

Membranele tuturor celulelor din corpul uman

Creşterea, dezvoltarea şi menţinerea sănătăţii organismului

Aquaporina Localizare(membrane)

Rolul

Aquaporin 0 Membrana globului ocular Membrana celulelor roşii Membrana Rinichi lor

Balansa lichiduluiProtecţie osmoticăConcentraţia de urină

Aquaporin 1 Membrana globului ocular

Membrana creier ului

Producţia epiteliului ciliar de umoarea apoasăProducţia lichidului cefalorahidian

Aquaporin 2 Membranar inichilor (se găseşte în ductul colector principal al rinichilor) şi este controlată de vasopresina

Conduce colectarea hormonului antidiuretic

Aquaporin 3 Membrana rinichilor (răspunzătoare de reabsorbţia apei la nivelul ductelor colectoare medulare din rinichi)Membrana traheei

Colectarea conductelor de apă în sînge

Secreţia celulelor de apă în trahee

Aquaporina Localizare(membrane

)

Rolul

Aquaporin 4 Membrana rinichilorMenbrana creierului

Membrana bronhiilor

Colectarea conductei de apăEchilibrul fluidelor celulelor ependemareSecreţia de lichid a epiteliului

Aquaporin 5 Membrana glandei salivare

Membrana glandaei lacrimogene

Producţia glandei de salivă

Producţia glandei de lacrimi

Aquaporin 6 Membrana rinichilor

Permeabilitate foarte redusă

Aquaporin 7 Membrana celule lor adipoase Membrana testicululuiSperma

Transportul glicerolului din adipocite

Aquaporin 8 Membrana testiculului Membrana pancreasului Membrana Ficatului

Aquaporin 9 Membrana leucocitelor

AQP 3 - colectarea nivelul tubilor, epiderma, tratament respirator și digestiv

AQP 4 - Membrana perivascular astrocite, ochi, urechi, dureri musculare stomac scheletului, și nivelul tubilor Colecționari

AQP 5 - corneea, glandele salivare seroase, glandele sudoripare și celulele epiteliale plămân

AQP 6 - Colecționari nivelul tubilor

AQP 7 - adipocite, testicule și rinichi

AQP 8 - Rinichii, ficatul și testiculele

AQP 9 - leucocite hepatice și

FPA 10 - intestine ductules eferente și epididimului

AQP 1, 2, 3, 4, 6 , 7 e 8

AQP 4

AQP 0, 1, 4, 5

AQP 3

AQP 3, 5

AQP 3, 10

AQP 1,4

AQP 4

AQP 4

AQP 0, 3,7, 8, 9, 10

AQP 9

IStructura chimică

Aquaporinele sunt formate din 6 domenii -alfa-helicale transmembranare care determină 5 bucle interhelicale (A-E) care formează domeniile extracelulare şi citosolice ale proteinei.

II

Buclele B şi E sunt bucle hidrofobe care conţin un motiv înalt conservat Ans-Pro-Ala (NPA) care prin suprapunere în porţiunea centrală hibrofoba a bistratului lipidic, formează una din cele două constricţii ale aquaporinei în formă de clepsidră.

III

Cealaltă constricţie, mai îngustă, este filtrul selectiv ar/R (aromatic/Arg), care slăbeşte legăturile de H dintre moleculele de apă, permiţînd acestora să traverseze porul îngust al aquaporinelor şi să interacţioneze cu resturile de arginină încărcate pozitiv, care în acelaşi timp opresc trecerea protonilor prin această proteină-canal.

În dependenţă de structură şi funcţie

se deosebesc

AQP specifice doarpentru apă şi

AquagliceropolineleAQGP

Pentru apă şi alte molecule mici

AQP sunt foarte importante în AQP sunt foarte importante în menţinerea unui gradient pH menţinerea unui gradient pH membranar deoarece nu permit membranar deoarece nu permit transportul ionului de hidroniu transportul ionului de hidroniu HH33OO

Pe lîngă apă, unele aquaporine Pe lîngă apă, unele aquaporine transportă CO transportă CO 22, glicerol, uree, , glicerol, uree, purine, pirimidine, nucleozide şi purine, pirimidine, nucleozide şi acizi monocarbocsiliciacizi monocarbocsilici

Modele graficeModele grafice

Bibliografie Bibliografie

SimonicSimonică Eugeniu “Membranele ă Eugeniu “Membranele biologice”biologice”

““Membrana celulară.Structura Membrana celulară.Structura moleculară şi funcţiile moleculară şi funcţiile membranelor celulare”membranelor celulare”

Ioan CriIoan Crişan “Calitatea apei şan “Calitatea apei defineşte calitatea vieţii”defineşte calitatea vieţii”