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Aquaporina y la exclusión de $ H ^ + $

Aquaporina y la exclusión de $ H ^ + $


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Como leo en mi libro de texto, las acuaporinas excluyen $ H ^ + $ cuando absorben agua, pero ¿de dónde viene este $ H ^ + $? Además, ¿es $ H_3O ^ + $ un líquido que se parece al agua normal?


No importa de dónde venga $ H ^ + $ en el contexto de esta información. El libro de texto solo dice que la acuaporina es permeable a $ H_2O $ pero no a $ H_3O ^ + $ (ni, presumiblemente, a $ OH ^ - $).

En cualquier solución acuosa, especialmente en presencia de ácidos, algunas de las moléculas serán $ H_3O ^ + $. El pH te dice cuántos. Realmente no tiene sentido pensar en cómo se vería una solución de $ H_3O ^ + $.


La electrostática de los canales de acuaporina y acuagliceroporina se correlaciona con su selectividad de transporte

Las acuaporinas son proteínas de canal homotetraméricas, que permiten la difusión de agua y pequeños solutos a través de las membranas biológicas. Según su función de transporte, las acuaporinas se pueden dividir en "acuaporinas ortodoxas", que permiten el flujo únicamente de moléculas de agua, y "acuagliceroporinas", que facilitan la difusión de glicerol y otros pequeños solutos además del agua. La contribución de los residuos individuales en el poro a la selectividad de las acuaporinas y acuagliceroporinas ortodoxas aún no se comprende completamente. Para obtener información sobre la selectividad de las acuaporinas, nos centramos en la variación de secuencia y la electrostática de sus canales. El potencial electrostático continuo de Poisson-Boltzmann a lo largo del canal se calculó y comparó para diez estructuras tridimensionales que son representantes de diferentes subfamilias de acuaporinas, y un panel de mutantes caracterizados funcionalmente, para los cuales se podrían derivar modelos tridimensionales de alta precisión. . Curiosamente, se pudieron identificar perfiles electrostáticos específicos asociados con la principal selectividad al agua o al glicerol. En particular: (I) acuaporinas ortodoxas mostraron un potencial electrostático máximo distintivo en el lado periplásmico del canal alrededor del sitio de constricción aromático / Arg (ar / R) (ii) acuaporina-0 (AQP0), una acuaporina de mamífero con una permeabilidad al agua considerablemente baja, tenía un mínimo profundo adicional en el lado citoplásmico (iii) las acuagliceroporinas mostraron un potencial bastante plano a lo largo del canal y (iv) el protozoo bifuncional PfAQP tenía un perfil totalmente negativo inusual. La evaluación de la electrostática de los mutantes, junto con un análisis de secuencia minucioso de los residuos del revestimiento de los poros de acuaporina, arrojó luz sobre la contribución de residuos específicos a la electrostática de los canales y posiblemente a su selectividad.

Las acuaporinas son proteínas de canal homotetraméricas y cada monómero define un solo poro que parece haber evolucionado para el paso selectivo de agua y glicerol, aunque recientemente se ha demostrado que varias otras moléculas pequeñas se difunden a través de acuaporinas específicas (revisado en (1)). Descubiertos en todos los dominios de la vida, desde bacterias hasta mamíferos, con pocas excepciones, todos se caracterizan por dos motivos de secuencia de Asn-Pro-Ala (NPA) conservados. Los motivos de NPA conservados se encuentran, con las dos cadenas laterales de Asn apuntando hacia el poro, al final de dos mitades de hélices que se encuentran en el medio del canal de permeación, donde forman una constricción. Otra constricción más estrecha, conocida como filtro de selectividad aromático / Arg (ar / R), se encuentra en el lado periplásmico del canal y está formada por cuatro residuos que incluyen residuos aromáticos y un Arg ampliamente conservado.

Las acuaporinas se han agrupado mediante análisis filogenéticos en aproximadamente 30 subfamilias principales, caracterizadas por su selectividad y eficiencia de transporte específicas, fuente, localización y función fisiológica (2). De acuerdo con su principal selectividad de transporte, las subfamilias de acuaporinas se pueden clasificar en acuaporinas "ortodoxas", que son principalmente canales de agua, y acuagliceroporinas, que además permiten el tránsito de pequeños compuestos orgánicos como glicerol y urea. El número de subfamilias de acuaporinas por especie es extremadamente variable. En mamíferos y plantas superiores se encuentran varias acuaporinas ortodoxas y canales de glicerol (3, 4). Los genomas de levadura pueden codificar una o dos acuaporinas ortodoxas y canales de glicerol o una sola acuaporina ortodoxa, como la Aqy1 de Pichia pastoris (5). Escherichia coli tiene dos acuaporinas, el ortodoxo AqpZ (6) y el canal de glicerol GlpF (7), mientras que en los genomas de arqueas solo se encuentra un gen de acuaporinas como máximo, como el AqpM en el Methanothermobacter marburgensis, que parece ser mucho más permeable al glicerol que al agua (8). Curiosamente, en el protozoo Plasmodium falciparum una sola acuaporina bifuncional, PfAQP, es capaz de conducir tanto agua como glicerol a altas tasas (9).

Desde su descubrimiento a principios de la década de 1990 (10), se han realizado muchos esfuerzos para caracterizar el mecanismo de selectividad de las diferentes subfamilias de acuaporinas y explicar la exclusión de protones, que se espera que se desplacen rápidamente a través de la red de enlaces de hidrógeno de las moléculas de agua de acuerdo con el mecanismo de Grotthuss. Impulsados ​​por la elucidación de las primeras estructuras tridimensionales experimentales de acuaporina-1 (AQP1) (11, 12) y el facilitador de glicerol GlpF (13), valiosos estudios computacionales han aportado importantes conocimientos sobre la dinámica y la energía del agua y el glicerol. conducción en acuaporinas (14, 15). Se ha demostrado que las regiones de constricción NPA y ar / R actúan como filtros, y se ha demostrado que las moléculas de agua cruzan el canal en una sola fila orientadas en direcciones opuestas en las dos mitades del canal, con sus átomos de hidrógeno apuntando hacia la salida más cercana. . La conclusión de las simulaciones extensivas de dinámica molecular / mecánica cuántica es que los efectos electrostáticos, tanto de los dipolos opuestos de las dos mitades de las hélices en el medio del canal como de los residuos del revestimiento del canal (especialmente el Arg del sitio Ar / R), dominan la orientación del agua observada en los canales de acuaporinas (revisado en (16)). La interrupción de la red de enlaces H debido a la orientación bipolar del agua, los efectos electrostáticos y la penalización por energía libre de deshidratación de iones se han planteado como hipótesis en varios artículos para restringir el transporte de protones (15-19). Los cálculos explícitos del perfil de energía libre de permeación de protones del canal para AQP1 de tipo salvaje (20) y el doble mutante AQP1 conductor de protones H180A / R195V (21) han demostrado de manera concluyente que todos estos efectos son importantes en diversos grados, con la electrostática de la la región del filtro de selectividad (especialmente el residuo R195) y los dipolos de hélice opuestos son los más importantes.

En cuanto a la selectividad para agua o glicerol, un estudio comparativo de dinámica molecular dirigida del E. coli AqpZ y GlpF, una acuaporina ortodoxa y un canal de glicerol respectivamente, abordaron directamente el problema, siendo el resultado principal que las barreras de energía contra la permeación de glicerol en la AqpZ ortodoxa son de naturaleza estérica, debido a su tamaño de poro más estrecho en comparación con GlpF, especialmente en el filtro de selectividad ar / R pero también en general a lo largo del canal (22). Por lo tanto, los solutos grandes se excluyen estéricamente en las acuaporinas ortodoxas. Más recientemente, Hub & amp de Groot aplicaron la dinámica molecular (MD) para determinar las barreras de permeación de agua, glicerol, amoníaco y otros pequeños solutos neutros a través de AQP1 humano y E. coli GlpF, como representantes de todas las acuaporinas y canales de glicerol, con el objetivo de obtener una imagen unificadora de la selectividad de las acuaporinas. De manera muy interesante, encontraron que la hidrofobicidad de los solutos pequeños está notablemente anticorrelacionada con su permeabilidad en el AQP1 ortodoxo pero no en el canal de glicerol GlpF (23). Esto sugiere que el transporte de solutos es impulsado en AQP1 por características electrostáticas y requiere una exploración exhaustiva de la composición de aminoácidos y las características electrostáticas de los diferentes canales de acuaporina.

Actualmente, se encuentran disponibles representantes experimentales de estructura tridimensional de diez subfamilias de acuaporinas diferentes, que incluyen canales de agua y glicerol, el AQP0 de baja conductancia de agua y el PfAQP bifuncional. Esta variedad de estructuras de acuaporinas representa un recurso valioso para comprender las relaciones estructura-función dentro de esta familia de proteínas. De hecho, a pesar de la gran cantidad de información proveniente tanto de estudios computacionales como del enfoque efectivo basado en la caracterización funcional in vitro de mutantes de acuaporina diana (revisada en (24)), hasta la fecha la contribución de los residuos individuales en el canal al poro la selectividad no se comprende completamente. Para contribuir y explicar la diferente selectividad fisiológica de la gran familia duplicada de acuaporinas, aquí nos centramos en la variación de secuencia de sus canales y la electrostática relativa. En particular, se calculó y comparó el potencial electrostático a lo largo de los canales para las diez estructuras de acuaporina representativas y una serie de mutantes caracterizados funcionalmente (25, 26) para los que se pudieron derivar modelos tridimensionales de alta precisión. Aunque los efectos electrostáticos son solo uno de los factores que contribuyen a la barrera energética para la difusión de agua / soluto a través de los canales de acuaporinas, aquí mostramos que perfiles electrostáticos específicos están asociados con las dos funciones principales de transporte de las acuaporinas (es decir, agua y / o glicerol) y , sobre la base de un análisis exhaustivo de la secuencia y la estructura, puede iluminar el papel de los residuos individuales del revestimiento de los poros y de la "segunda capa" en la afectación de la electrostática del canal y posiblemente de la selectividad.

Por lo tanto, los perfiles electrostáticos de los canales de acuaporina son potencialmente predictivos de la selectividad de nuevas acuaporinas no caracterizadas y pueden usarse para ayudar al diseño de mutantes de acuaporina únicos.


La familia de los canales de agua

Mucho antes de que se supiera nada de su función, el MIP (= AQP0) del cristalino del ojo fue secuenciado (para una revisión de la historia, ver Ref. 5). Luego, AQP1 se clonó y clasificó con algunas secuencias relacionadas de proteínas de canal sospechosas, seguido de la demostración real de que es un canal de agua (10). Con el consiguiente aumento espectacular de secuencias similares que se encuentran en muchos organismos, estas proteínas se conocieron como la familia MIP. Sin embargo, el uso de la designación MIP es problemático, porque una búsqueda en cualquiera de las bases de datos de secuencia y estructura populares para la palabra clave "MIP" también produce proteínas no relacionadas con las acuaporinas, como la peptidasa intermedia mitocondrial y el potenciador de la infectividad de macrófagos. Se sugiere un cambio de nombre de la familia a "familia de acuaporinas" o "familia AQP" y se utiliza en esta revisión.

La posterior explosión en el número de secuencias obtenidas para organismos de la mayoría de los taxones principales sugiere que la familia AQP está formada por proteínas antiguas que son importantes para la vida. Por el alcance y la variedad de secuencias de la familia AQP, la impresión es que los homólogos ocurren en la mayoría de los organismos y en la mayoría de los tipos de células. En algunos organismos bien estudiados como ratas, humanos y Arabidopsis thaliana, se han encontrado varias isoformas de AQP con especificidades y distribuciones algo diferentes. ¿Cuál es el significado de estas similitudes y diferencias para la estructura y función?

El rápido aumento en el número de secuencias no se complementa con suficientes estudios fisiológicos y funcionales, lo que resulta en una confusión de esquemas de nomenclatura y clasificaciones. Los nombres dados a las secuencias son específicos del laboratorio y están fuertemente influenciados por cuestiones históricas. Por tanto, existe la necesidad de desarrollar una nomenclatura coherente basada en la función, la ubicación celular y la similitud de secuencia. Agre (1) inició este esfuerzo estableciendo un esquema de nomenclatura consistente para los AQP de mamíferos. En esta sección, se analizan las secuencias disponibles para establecer relaciones y examinar características posiblemente asociadas con la función, lo que lleva a propuestas de clasificación y nomenclatura.

El análisis filogenético mostró subdivisiones de la familia de las acuaporinas que coinciden en su mayoría con las dadas por Park y Saier (8) (Fig. 1, Tabla 1). Algunas subfamilias y agrupaciones dentro de subfamilias están superpobladas con miembros muy similares [como las subfamilias de la proteína intrínseca tonoplast (TIP) y la proteína intrínseca de la membrana plasmática (PIP)], mientras que otras presentan solo secuencias únicas (como la secuencia única para las arqueas, AQParc ). La ausencia total de secuencias de muchos otros grupos taxonómicos apoya aún más la anticipación de una complejidad aún mayor en la familia.

Tabla 1. Clasificación de las secuencias de la familia de las acuaporinas basadas en la filogenia en 2 grupos, 16 subfamilias y 46 tipos

FIGURA 1. El análisis filogenético de la familia de acuaporinas (AQP) sugiere una clasificación en dos grupos [AQP y proteína similar al facilitador de glicerol (GLP)], 16 subfamilias y 46 tipos. Los tipos se consideran representativos de toda la familia de 160 secuencias obtenidas de Genbank, SWISS-PROT, EMBL y las bases de datos del genoma.

Entre las 160 secuencias disponibles, muchas parecen ser variantes menores de diferentes especies (como AQP2) o diferentes tejidos (como los de Arabidopsis thaliana), lo que da lugar a una sobrerrepresentación de algunos tipos de secuencias. Para comparar las secuencias sin sobrerrepresentación, solo se usó más una secuencia de un tipo en la alineación y el análisis. Un tipo se define como un conjunto de secuencias con una divergencia filogenética de & lt13%. Esta definición fue diseñada para mantener las diversas isoformas de mamíferos en la subfamilia AQP0 como tipos distintos, como se indica en Agre (1).

Estas secuencias de tipo para la familia AQP se clasificaron en grupos y subfamilias (siguiendo la Ref. 8). Las subfamilias se asignaron mediante inspección visual de los árboles filogenéticos más consistentes (el consenso que se muestra en la Figura 1) y se pueden definir en función de los principales grupos taxonómicos (por ejemplo, animales, plantas, levaduras, bacterias, arqueas). Las subfamilias muestran divergencias de secuencia entre 13 y 35%.

El análisis filogenético reveló una sugerente dicotomía, con dos grupos claros de subfamilias [Fig. 1 también evidente en el trabajo de Park y Saier (8)]. Además, la arquea aquaporina (AQParc) se posiciona como una secuencia intermedia entre estos grupos, lo que sugiere una divergencia muy antigua. La divergencia filogenética para los dos grupos es

43%, no mucho más alto que para las subfamilias. Sugerimos que estos grupos se denominen AQP y grupos de proteínas similares al facilitador de glicerol (GLP) (Fig. 1).

Es bien sabido por los datos fisiológicos que algunos miembros de la familia AQP tienen una especificidad muy alta por el agua, mientras que otros también permiten el paso de compuestos no iónicos más grandes como el glicerol y la urea. Por tanto, es tentador asociar esta aparente distinción funcional con los grupos filogenéticos. Que esta imagen es demasiado simple se enfatiza por la ausencia de secuencias de plantas en el grupo GLP, mientras que algunas proteínas como AQP0 también transportan glicerol (7). Por lo tanto, es poco probable que los dos grupos representen distinciones funcionales estrictas. Además, mientras que el diseño fundamental aparentemente permaneció inalterado a través de la evolución (6 hélices alrededor de 2 bucles centrales, ver más abajo), la diversidad funcional basada en cambios sutiles puede haberse desarrollado varias veces y en diferentes grupos taxonómicos.


Estructura y función de las acuaporinas.

La abrumadora mayoría de los estudios publicados sobre la estructura y función de AQP se centran en vertebrados e incluso más específicamente en humanos, por lo que es a estos a quienes buscamos una comprensión básica de la función de AQP. Estas comparaciones son válidas en la medida en que la estructura de AQP parece estar muy conservada incluso entre reinos (Bansal y Sankararamakrishnan, 2007). Los AQP conocidos consisten en seis hélices que atraviesan la membrana (TM1 a 6) separadas por cinco bucles (A – E Fig. 1). Los bucles B y E son muy simétricos y contienen los motivos canónicos Asn-Pro-Ala (NPA). Tanto el extremo N como el extremo C de la proteína son intracelulares. El modelo clásico de "reloj de arena" (Jung et al., 1994) (Fig. 2) ilustra el plegado de TM1–3 y TM4–6 para formar un poro simétrico. Los bucles B y E forman dos mitades de hélices que se pliegan en el poro desde lados opuestos, alineando sus respectivas regiones NPA. Las prolinas interactúan de modo que las dos espárragos cargados positivamente forman una pared del poro. Esta región es una de las dos constricciones principales y le da al AQP su impermeabilidad iónica.

Estructura primaria de AQP1 humana. Los seis dominios transmembrana se muestran a medida que se insertan en la membrana con los cinco bucles de conexión (A-E) que los unen. Se muestran los motivos NPA (Asn-Pro-Ala) en los bucles B y E, así como la cisteína 189 y la alanina 73, que son los sitios primarios y secundarios para la inhibición del mercurio. Según Agre et al. (Agre et al., 1993). Para mas detalles, vea el texto.

Estructura primaria de AQP1 humana. Los seis dominios transmembrana se muestran a medida que se insertan en la membrana con los cinco bucles de conexión (A-E) que los unen. Se muestran los motivos NPA (Asn-Pro-Ala) en los bucles B y E, así como la cisteína 189 y la alanina 73, que son los sitios primarios y secundarios para la inhibición del mercurio. Según Agre et al. (Agre et al., 1993). Para mas detalles, vea el texto.

Los protones son tres veces más móviles en solución acuosa que las propias moléculas de agua, por lo que cualquier poro acuoso debería ser un canal de protones altamente conductor. Sin embargo, este no es el caso de los AQP, y la razón son los motivos NPA conservados. Las dos asparaginas se unen por hidrógeno con el oxígeno del agua, girándolo en ángulo recto con el poro e interrumpiendo el enlace de hidrógeno de las moléculas de agua que llenan el poro. El transporte de protones a lo largo de las cadenas de agua requiere una orientación uniforme de las moléculas de agua unidas a H, lo que permite la reorientación durante la transferencia de protones. Esta orientación forzada de la molécula de agua que llena la región estrecha del poro por los pares de asparaginas es suficiente para interrumpir completamente el movimiento de los protones a lo largo de la cadena de agua, haciendo que el canal sea impermeable a los protones (Chakrabarti et al., 2004 Fu y Lu, 2007 Tajkhorshid et al. al., 2002). La mayoría de los AQP también son inhibidos de forma reversible por el Hg 2+, y la inhibición se alivia con el agente reductor β-mercaptoetanol. El Hg 2+ interactúa principalmente con el residuo de cisteína ubicado cerca del motivo NPA en el bucle E y, en segundo lugar, con la alanina del bucle B, los cuales se acercan mucho al plegado del hemipore. Esto bloquea eficazmente el agua del poro.

El modelo de reloj de arena para el plegado de AQP1 humano. Los seis dominios transmembrana constan de dos repeticiones en tándem y se pliegan para formar el poro central de transporte de agua. El bucle de conexión citoplásmico B y el bucle extracelular E, que contienen los motivos NPA, se pliegan hacia adentro para encontrarse en el centro del poro, formando el filtro de protones primario. C, Cys189 A, Ala73. Después de Jung et al. (Jung et al., 1994).

El modelo de reloj de arena para el plegado de AQP1 humano. Los seis dominios transmembrana constan de dos repeticiones en tándem y se pliegan para formar el poro central de transporte de agua. El bucle de conexión citoplásmico B y el bucle extracelular E, que contienen los motivos NPA, se pliegan hacia adentro para encontrarse en el centro del poro, formando el filtro de protones primario. C, Cys189 A, Ala73. Después de Jung et al. (Jung et al., 1994).

La segunda constricción principal y el filtro de selectividad principal se encuentran 8Å (1 Å≈0,1 nm) más cerca de la cara extracelular que el filtro de protones. Esta es la región aromática / arginina (ar / R) y está formada por un residuo de cada uno de TM2 y TM5 y dos residuos del bucle E. Las cadenas laterales aromáticas de la fenilalanina fuerzan a las moléculas de agua a formar enlaces de hidrógeno con arginina e histidina. Estos residuos se conservan tanto en los AQP como en las acuagliceroporinas (GLP), que permiten el paso tanto de agua como de solutos de bajo peso molecular como el glicerol. Este filtro tiene un diámetro de ∼3.0 Å, un poco menos (hasta 2.8 Å) en los AQP estrictos, un poco más en los GLP. Las interacciones hidrofóbicas son esenciales para la selectividad. El residuo de histidina (His180 en AQP1) está altamente conservado en AQP estrictos y normalmente se reemplaza por glicina en GLP para relajar la interacción estérica con la cadena de alquilo de glicerol (Chen et al., 2006).

Dentro de la membrana, los AQP forman homotetrámeros y en tejidos con altas densidades de AQP pueden aparecer como matrices ortogonales (Verkman y Mitra, 2000). La razón de la formación del tetrámero funcional no está clara ya que cada subunidad contiene su propio poro de agua y el poro central del tetrámero es impermeable al agua. La explicación más plausible es que los AQP cumplen múltiples funciones dentro de la membrana. Por ejemplo, se ha informado que AQP1 es un canal iónico controlado por nucleótidos cíclicos (Anthony et al., 2000) y el CO2 vía de permeabilidad en eritrocitos (Endeward et al., 2006). No es descabellado sugerir que estas funciones podrían ser manejadas por el poro central dejando intacta la función de transporte de agua de los monómeros, pero faltan datos definitivos en este punto.

Otra característica importante de los AQP sería la distinción entre componentes constitutivos y regulados. En el conducto colector de vertebrados, por ejemplo, AQP3 es un componente constitutivo de las membranas basolaterales, proporcionando un alto constante H2O permeabilidad entre la célula y el ECF. La membrana apical, por supuesto, tiene una permeabilidad variable regulada principalmente por la vasopresina arginina. Aquí AQP2 se retiene en vesículas hasta que se recibe la señal endocrina y luego se inserta en la membrana apical para promover H2O reabsorción del conducto colector. AQP2 también contiene una secuencia consenso que permite que sea fosforilada por una proteína quinasa dependiente de cAMP. La fosforilación parece promover la inserción de AQP2 en la membrana, en lugar de alterar su permeabilidad intrínseca (Lande et al., 1996 Valenti et al., 2005).

Para demostrar de manera inequívoca que un AQP es más que una secuencia de genes homólogos, de los cuales hay muchos, es necesario demostrar que efectivamente tiene un papel fisiológico. Esto se puede hacer inyectando la proteína purificada en liposomas o inyectando el ARNm apropiado en Xenopus ovocitos. En cualquiera de los sistemas, el volumen se puede medir fácilmente microscópicamente y los cambios de volumen que siguen a un desafío osmótico se correlacionan directamente con el grado de permeabilidad conferido por el AQP putativo. También se pueden usar diferentes osmolitos para distinguir entre AQP, GLP y canales iónicos.


Aquaporina y la exclusión de $ H ^ + $ - Biología

El agua atraviesa las membranas celulares por dos rutas: por difusión a través de la bicapa lipídica y a través de canales de agua llamados acuaporinas. La caracterización funcional de la primera acuaporina se informó en 1992, pero se sospechaba que existían canales de agua mucho antes de ese momento, porque la permeabilidad osmótica de algunos tipos de células epiteliales era demasiado grande para ser explicada por simple difusión a través de la membrana plasmática.

Un solo canal de acuaporina-1 humana facilita el transporte de agua a una velocidad de aproximadamente 3 mil millones de moléculas de agua por segundo. Tal transporte parece ser bidireccional, de acuerdo con el gradiente osmótico predominante.

Las acuaporinas clásicas transportan agua libre de solutos a través de las membranas celulares; parecen ser canales de agua exclusivos y no penetran en las membranas a iones u otras moléculas pequeñas. Algunas acuaporinas, conocidas como acuagliceroporinas, transportan agua más glicerol y algunas otras moléculas pequeñas.

La familia de las acuaporinas

Hasta la fecha se han identificado más de 10 acuaporinas de mamíferos diferentes y se sospecha que existen miembros adicionales. Se han aislado proteínas de los canales de agua estrechamente relacionadas de plantas, insectos y bacterias. La acuaporina-1 de los glóbulos rojos humanos fue la primera en ser descubierta y probablemente la mejor estudiada.

Los gráficos de hidrofobicidad de sus secuencias de aminoácidos predicen que las acuaporinas tienen seis segmentos que atraviesan la membrana, como se muestra en el modelo de acuaporina-1 a la derecha.

Según estudios con acuaporina-1, parece que existen acuaporinas en la membrana plasmática como homotetrameros. Cada monómero de acuaporina contiene dos semiporos, que se pliegan para formar un canal de agua.

Diferentes acuaporinas tienen diferentes patrones de glicosilación. En el caso de la acuaporina-1, la cadena principal del péptido tiene aproximadamente 28 kDa y las formas glicosiladas tienen una masa de 40 a 60 kDa. La mayoría de las acuaporinas tienen un motivo de fosforilación de proteína quinasa A en uno de los bucles citoplásmicos, y se sospecha que la fosforilación diferencial tiene una función reguladora de la molécula.

Patrones de expresión de acuaporina

Cada una de las acuaporinas tiene un patrón de expresión esencialmente único entre los tejidos y durante el desarrollo. En la siguiente tabla se presenta un resumen de estos atributos y algunas de las funciones potenciales o conocidas importantes:


Principales lugares de expresión Comentarios
Acuaporina-0 Ojo: células de fibra del cristalino Equilibrio de fluidos dentro de la lente
Acuaporina-1 las células rojas de la sangre Protección osmótica
Riñón: túbulo proximal Concentración de orina
Ojo: epitelio ciliar Producción de humor acuoso Cerebro: plexo coriod Producción de líquido cefalorraquídeo Pulmón: células epiteliales alveolares Estado de hidratación alveolar
Acuaporina-2 Riñón: conductos colectores Media la actividad de la hormona antidiurética
Aquaporina-3 * Riñón: conductos colectores Reabsorción de agua en sangre
Tráquea: células epiteliales Secreción de agua en la tráquea.
Acuaporina-4 Riñón: conductos colectores Reabsorción de agua
Cerebro: células ependimarias Balance de líquidos del LCR
Cerebro: hipotálamo ¿Función osmosensora?
Pulmón: epitelio bronquial Secreción de líquido bronquial
Acuaporina-5 Glándulas salivales Producción de saliva
Glándulas lagrimales Producción de lágrimas
Aquaporina-6 Riñón ¿Función de muy baja permeabilidad al agua?
Aquaporina-7 * Células grasas Transporta el glicerol fuera de los adipocitos.
Testículos y esperma
Acuaporina-8 Testículos, páncreas, hígado, otros
Aquaporina-9 * Leucocitos
* una acuagliceroporina

Debe quedar claro que las acuaporinas están muy distribuidas y también que las diferentes acuaporinas tienen diferentes especialidades funcionalmente importantes.

Varias características interesantes e importantes del transporte de agua mediado por acuaporinas se ilustran en las células principales que recubren los conductos colectores del riñón. El agua que fluye a través de estos conductos puede continuar y ser evacuada en la orina o reabsorberse a través del epitelio y volver a la sangre. La reabsorción es esencialmente nula a menos que las células epiteliales vean la hormona antidiurética, que estimula fuertemente la reabsorción de agua. Las células de los conductos colectores expresan al menos dos acuaporinas:

  • La acuaporina-2 se sintetiza pero, en ausencia de la hormona antidiurética, reside en un conjunto de vesículas de membrana dentro del citoplasma. La unión de la hormona antidiurética a su receptor en la célula no solo estimula la transcripción del gen de la acuaporina-2, sino que hace que la reserva intracelular de acuaporina-2 se inserte en la membrana apical. La célula ahora puede absorber agua de manera eficiente del lumen del conducto.
  • La acuaporina-3 se expresa constitutivamente en la membrana basolateral de la célula. Cuando el agua fluye hacia la célula a través de los canales de acuaporina-2, puede salir rápidamente de la célula a través de los canales de acuaporina-3 y fluir hacia la sangre.

Acuaporinas y enfermedad

Teniendo en cuenta la importancia del transporte de agua en una miríada de procesos fisiológicos, es de esperar que las lesiones en los genes de las acuaporinas o la disfunción adquirida en las acuaporinas puedan causar o contribuir a varios estados patológicos. La búsqueda de tales conexiones aún es temprana, pero se han identificado dos claros ejemplos de enfermedades como resultado de la deficiencia de acuaporinas:

  • Las mutaciones en el gen de la acuaporina-2 causan diabetes insípida nefrogénica hereditaria en humanos.
  • Los ratones homocigotos para inactivar mutaciones en el gen de la acuaporina-0 desarrollan cataratas congénitas.
  • La obesidad de inicio en la edad adulta se desarrolla en ratones homocigotos para inactivar mutaciones en el gen de la acuaporina-7, presumiblemente debido a la ineficacia en el transporte de glicerol desde las reservas de triglicéridos hidrolizados.

Se ha identificado a un pequeño número de personas con deficiencia grave o total de acuaporina-1. Curiosamente, no parecen estar clínicamente afectados, pero no se han examinado en condiciones de privación de agua. Los ratones con deleciones dirigidas en acuaporina-1 también parecen normales y saludables a menos que tengan restricción de líquidos, en cuyo caso se vuelven severamente hiperosmolares.


Discusión

Tríada conservada.

La comparación con otras estructuras AQP eucariotas (Tabla S1) muestra que los extremos N y C de AQP5 tienen una conformación similar a los de AQP0 (5, 6) y AQP1 (8) (Fig. S5A), en contraste con la conformación observada en SoPIP21 (Fig. S5B). Aunque el bucle D, que gobierna la compuerta de SoPIP21, adopta una conformación abierta en AQP5, la estructura de la tríada altamente conservada Glu-4, Ser-83, Arg-86 (19) de AQP5 imita la tríada correspondiente de SoPIP21 (12) (Glu-31, Ser-115, Arg-118 Fig.2 A y B), una disposición que es única para las estructuras de AQP de mamíferos reportadas hasta ahora (4-8). En SoPIP21, esta región tiene interacciones de enlace de hidrógeno mediadas por agua que anclan el bucle D al bucle B y mantienen el AQP de la planta en su conformación cerrada (Fig.2B) (12). También se observan interacciones de enlace de hidrógeno directo y mediadas por agua para los residuos correspondientes en AQP5, pero en este caso estas interacciones son con Ile-239 y Gly-241 de la hélice α C-terminal (Fig.2B) anclando esta hélice al bucle B. Curiosamente, se ha sugerido que AQP4, que carece del Glu conservado de la tríada, está controlado por la fosforilación de Ser-111 (26), que corresponde a Ser-83 de AQP5. El Ser-111 fosforilado en AQP4 podría sustituir al Glu, permitiendo una interacción similar entre el bucle B y el extremo C como se observa para AQP5 (Fig. S5).

Comparación estructural de los sitios conservados identificados en AQP5. (A) Descripción general de la mitad citoplásmica de AQP5 en representación de dibujos animados con residuos coloreados de acuerdo con la numeración de secuencia donde los extremos N y C son azul y rojo, respectivamente. Los residuos distantes en secuencia, resaltados por la diferencia de color, forman interacciones clave (casillas B y C), que se muestran en detalle en B y C. También se encuadra un sitio de fosforilación putativo en el extremo C terminal y se muestran las cadenas laterales de Ser-231 y Ser-233. (B Izquierda) Zoom de ventana para el cuadro B en A mostrando las interacciones de la cadena principal y la cadena lateral responsables de anclar los terminales N (azul) y C (rojo) a la hélice 3 (verde) con 2FobsFcalc mapa de densidad (malla azul contorneada a 1,2 σ). (Brillante) Misma vista para SoPIP21 destacando cómo los residuos conservados anclan el bucle D. (C Izquierda) Zoom de ventana para el cuadro C en A mostrando las interacciones de la columna vertebral y la cadena lateral responsables de anclar el terminal C (rojo) al bucle D (amarillo) con 2FobsFcalc mapa de densidad (malla azul contorneada a 1,2 σ). (C Derecha) Misma vista para AQP1 y AQP0 destacando los residuos conservados. (D) Comparación de la conformación del bucle D en AQP5 (amarillo) y AQP4 (azul).

Un lípido ocluye el poro central AQP5.

Desde que se obtuvieron las primeras estructuras de AQP (7, 15), un papel de transporte potencial para el poro central putativo (Fig.1A, ○) a lo largo del eje de pseudosimetría del tetrámero AQP se ha debatido. Both experimental and theoretical studies have suggested the permeation of ions (32–34) and gas molecules (35–37) through the central pore of plant and mammalian AQPs. These ideas, however, are controversial because there is no apparent physiological role for AQP-mediated ion or gas transport in mammals (38), and CO2 has high permeability through the lipid bilayer (39).

Because AQP5 crystallized in a space group lacking fourfold symmetry (Fig. S2), the axis along the center of the AQP tetramer does not coincide with a fourfold crystallographic axis hence, the electron density does not become distorted by the effects of crystallographic symmetry. Fig. 3A shows the 2FobsFcalc composite omit electron density map along the central pore. Significant and continuous electron density which stretches two thirds of the way through the membrane is clearly visible, and structural features suggest a lipid head group near the cytosolic surface. Phosphatidylserine, which is present in both human and P. pastoris membranes (40), provides an optimal fit to this excess electron density.

Lipid blocking the putative central pore of the AQP5 tetramer. (A) Overview of the tetramer, viewed parallel to the membrane, showing continuous excess electron density in the composite omit map (green mesh contoured at 1.2 σ), at the center of the tetramer. (B) Identical to A but showing the profile of the central pore calculated by HOLE. Red and green zones identify constricted and open regions, respectively. (C) Final refined model for the lipid with 2FobsFcalc map (blue mesh contoured at 0.9 σ). Positive (light green) and negative (red) peaks in the FobsFcalc map are also shown (contoured at 2.8 and −2.8 σ, respectively). (D) HOLE representation of the profile of the central pores of HsAQP5 (blue) compared with BtAQP1 (green), OaAQP0 (purple), and EcAQPZ (orange). Side chains constricting the pores are shown for two opposite protomers in each case. Lipid molecules found in the central pores of AQP5 (phosphatidylserine, PSF) and AQPZ (phosphatidylethanolamine, PEE) are also shown in beige and gray, respectively.

Fig. 3C shows the final lipid model and refined 2FobsFcalc y FobsFcalc electron density maps. The lipid head group is orientated by a network of hydrogen bonds to the backbone oxygen atoms of Arg-154 and Thr-155. The second chain of the lipid rests on the base of loop D (Gly-159 and Val-158 of the A and C protomers, respectively) and is disordered near its terminus. These interactions disrupt the perfect symmetry of the AQP tetramer and explain why AQP5 crystallized in a space group lacking fourfold symmetry. Calculation of the profile of the central pore shows that AQP5 contains a cavity that is significantly constricted near the extracellular surface (Fig. 3B, red zone). The lipid perfectly fills this cavity and occludes the central pore.

The situation is similar for the 3.2-Å structure of EcAQPZ (Fig. 3D, orange), for which a carbon chain of 14 atoms was built (14) from the periplasmic side of the membrane. In contrast, the profiles of the central pores of AQP0 (5, 6) and AQP1 (8), neither of which has been reported to contain lipids, show several highly constricted regions (Fig. 3D). In particular, Leu-167 of AQP5, which lies near the center of the membrane, corresponds to Phe-166 and Phe-176 in AQP0 and AQP1, respectively, and these bulky residues would prevent lipid insertion. Another constriction site in AQP0 and AQP1 lies near the cytosolic entrance to the central pore (Fig. 3D) and is created by a highly conserved glycine of loop D (Fig. S6A). In AQP5, this loop is anchored to helix 2 of the neighboring protomer via an extended hydrogen bond network (Fig. S7), and loop D adopts a slightly different conformation when compared with other mammalian AQPs, which helps to accommodate the lipid. It seems unlikely that this lipid plays an essential structural role in stabilizing the AQP5 tetramer because most AQPs have been crystallized in the absence of a lipid within the central pore. Rather, a possible functional role for the lipid seems to be to occlude the pore and thereby prevent the transport of gas molecules or ions. These findings are consistent with the observations that deletion of AQP5 in rats leads to significantly reduced water permeability but does not affect CO2 transport in the lung (38).

Trafficking of AQP5.

It is established that chemical stimulation can induce the translocation of AQP5 from intracellular storage sites to the apical membrane (22–24). This is also true for AQP2, its closest paralog, which migrates to the plasma membrane on vasopressin stimulation, enhancing water resorption (2). A key event that signals AQP2 trafficking is the phosphorylation of a C-terminal site, Ser-256, by protein kinase A (41). Green fluorescent protein fusion studies have also implied that interference with the C terminus disturbs the trafficking patterns of both AQP2 (42) and AQP5 (24).

HsAQP5 contains several consensus phosphorylation sites (Fig. S6B) Ser-152 and Ser-156 (27, 43) in loop D and Thr-259 (24) in the C terminus have been discussed elsewhere, although no site has been unambiguously identified as essential for trafficking. Electron density for HsAQP5 extended as far as Pro-245 although this was further than any previous mammalian AQP structure, it did not allow the Thr-259 and Thr-263 phosphorylation sites to be observed. Thr-259 has been of particular interest because it is analogous to Ser-256 of AQP2 (41). However, the T259A mutation displayed a trafficking phenotype indistinguishable from that of wild-type AQP5 (24), and the Thr-263 site is not conserved in rat, mouse, or sheep, implying that these sites might not be essential for trafficking. Two other consensus phosphorylation sites, Ser-231 and Ser-233, are found near the C terminus of AQP5. The site at Ser-233 is conserved among human and plant AQPs and is equivalent to the site at Ser-274 of SoPIP21 (Fig. S6B), which is known to be phosphorylated in association with the gating of SoPIP21 (44). Ser-231 and Ser-233 are both located near the beginning of a short conserved C-terminal α-helix (residues 233 to 241, Fig. 2A and Fig. S6B) and face toward the cytoplasm, ensuring that they are accessible for phosphorylation. Comparison with structures of mammalian AQP0 and AQP1 (Fig. S5A), and between the protomers of AQP5 (Movie S1), suggests that this region is flexible and that phosphorylation at these positions may affect the local conformation. Alternatively, covalent modification of either of these residues may be directly recognized by other proteins without the need for conformational changes, resulting in trafficking.

Two remaining consensus phosphorylation sites, Ser-152 and Ser-156 (27) of loop D, lie near the cytoplasmic surface (Fig. 2 A y D) and form a close association with the C terminus (Fig. 2C). Moreover, Ser-156 of AQP5 is phosphorylated by protein kinase A (43) and seems to be preferentially phosphorylated in tumors (45). As shown in Fig. 2C, the side chain of Arg-153 forms hydrogen-bond interactions with the backbone oxygen atoms of Phe-226 and Pro-227, and these interactions are well conserved compared with other mammalian AQP structures (4, 8) (Fig. 2C). It seems therefore that the phosphorylation of either Ser-152 or Ser-156 could induce significant conformational changes within loop D, potentially disrupting the hydrogen-bond interactions between Arg-153, Phe-226, and Pro-227 that anchor the C-terminal α-helix of AQP5 to loop D. In this regard, it is noteworthy that Ser-156 corresponds to an aspartate residue in AQP4, for which the conformation of loop D is significantly displaced relative to that of AQP5 (Fig. 2D) and the C-terminal α-helix is not visible (10). Although it is unclear whether the conformation of loop D in AQP4 mimics that of AQP5 with Ser-156 phosphorylated, different conformational states of the C-terminal α-helix of AQP5 are apparent when comparing the structures of protomers A and B (Movie S1), indicating flexibility. Thus conformational changes within this region may be a mechanism through which the protein flags trafficking.

Work remains to unambiguously identify the posttranslational modifications that signal trafficking events and gating in human AQPs en vivo. Nevertheless, the high-resolution x-ray structure of human AQP5 provides essential clues suggesting how AQP5 might signal trafficking and will guide further biochemical and physiological investigation. As a more complete structural picture of the key ingredients signaling AQP5 trafficking emerges, it will have broad implications concerning the underlying mechanism of membrane protein trafficking in human cells.


PERSPECTIVES

While both electron and X-ray crystallography, coupled with molecular dynamic simulations, have revealed structural and functional details of water channels, many questions remain unresolved. First, pore regulation is poorly understood. Only two aquaporin structures have been determined in a closed-pore conformation, AQP0 ( 7 ) and the plant SoPIP21 ( 33 ). However, channel permeability is dynamically modulated in a number of AQPs, although the structural details are unknown (reviewed in ref. 4 ). Second, while a number of aquaporin structures are known, the bacterial GlpF is currently the only aquaglyceroporin structure determined to date. None of the structures of the mammalian glycerol facilitators (AQP3, AQP7, AQP9, AQP10) are known in spite of their medical relevance ( 2 ). Finally, the biological function and structure of noncanonical AQPs is unknown: AQPs 11 and 12 are two mammalian AQPs that do not have the NPA motifs yet are still impermeable to protons and the structure of AQP6 is needed to understand how this channel can conduct ions.


On the Proton Exclusion of Aquaporins: A Statistical Mechanics Study

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Aquaporin Diversity in Eukaryota

Despite the vast array of extant eukaryotic species, it has been suggested that all of these organisms can be grouped within two superclades, the Bikonta and Unikonta (Cavalier-Smith, 2002 Minge et al., 2009). In turn, these superclades are thought to comprise six major supergroups or kingdoms of eukaryotic life: Excavata, Rhizaria, Chromalveolata, Plantae, Amoebozoa, and Opisthokonta, wherein the latter contains Fungi and Animalia (Cavalier-Smith, 2002 Stechmann and Cavalier-Smith, 2002). In the present context, Figure 1E encapsulates some of this diversity in the form of aquaporins for Unikonta. Based upon an examination of available eukaryotic genomes, Figure 3 provides a schematic summary of the grades and prevalence of aquaporin paralogs found in Eukaryota. Absent from this scheme are members of the Rhizaria however, BLAST searches of the Bigelowiella natans genome, which is a mixotrophic chlorarachniophyte alga, indicates that at least two paralogs are present in this organism. Consequently, it is likely that Aqps and Glps are encoded in the genomes of representative organisms from all kingdoms of life. Within Chromalveolata and Excavata, however, it is nevertheless apparent that some unicellular members of the Stramenopiles, such as Phytophthora infestans, have rapidly expanded the Glp branch at the expense of Aqps, while members of the Alveolata such as Paramecium tetraurelia and Euglenozoa, including Trypanosoma cruzi, expanded the Aqp branch at the expense of Glps (Abascal et al., 2014). Consequently, the concept of simplification from multicellular to unicellular organisms does not hold for the aquaporin superfamily. Indeed, the genome of the free-living P. tetraurelia encodes more paralogs than any tetrapod, possibly highlighting the physical challenges of exposure to changing environments (von Bülow and Beitz, 2015).

Figura 3.

Four grades of aquaporin in Eukaryota. Phylogenetic organization of the forms of aquaporins found in eukaryotic organisms. The data are assembled from public genome and transcription sources. For Plantae, the subfamily paralog classification is numbered after Abascal et al. (2014). N refers to the number of paralogs in the given organism.

Available data suggest that the first major diversification of aquaporins occurred in land plants (Embryophyta), with seven classes or subfamilies currently documented for non-vascular plants (Bryophyta) such as moss (Danielson and Johanson, 2008). This includes the PIPs, hybrid intrinsic proteins (HIPs), X intrinsic proteins (XIPs), TIPs, NIPs, GlpF-like intrinsic protein (GIP), and small basic intrinsic proteins (SIPs). Between four and five of the bryophyte classes of aquaporin are found in angiosperms, and it has been proposed that the GIP and HIP classes were lost in paired leaf seed plants (Dicotyledonae), while the XIP class was further lost in single seed leaf plants (Monocotyledonae) (Danielson and Johanson, 2008). More recent data for the aquaporin superfamily of one of the oldest living lineages of vascular land plants (Lycophyta), the spike moss (Selaginella moellendorffii), indicate that the GIP subfamily may have been lost prior to the evolution of Lycophyta (Anderberg et al., 2012), while recent data for angiosperms support the absence of the HIP subfamily in Dicotyledonae (Gupta and Sankararamakrishnan, 2009 Park et al., 2010 Reuscher et al., 2013 Venkatesh et al., 2013 Zhang et al., 2013 Diehn et al., 2015). Further comprehensive studies of ferns (Sessa et al., 2014) and basal seed plants such as conifers (Gymnospermae), p.ej., the Norway spruce (Nystedt et al., 2013), need to be conducted to determine whether the loss of the HIP subfamily occurred prior to the evolution of ferns, gymnosperms, or angiosperms. Amongst angiosperms, however, the number of paralogs varies between 33 and 71, with the highest gene copy number currently found in the allotetraploid upland cotton (Park et al., 2010).

Phylogenetic reconstructions of the aquaporin superfamilies in Plantae in relation to those present in Animalia have consistently clustered plant PIPs with animal Aqp4 orthologs and plant TIPs with animal Aqp8 orthologs (Zardoya and Villalba, 2001 Zardoya, 2005 Gomes et al., 2009 Soto et al., 2012 Abascal et al., 2014). Some of these studies further indicated that HIPs and XIPs may also repesent orthologs of animal Aqp8 channels, while SIPs are unorthodox aquaporins related to the Aqp12-like genes of Metazoa (Gomes et al., 2009 Abascal et al., 2014). Although vascular plants lack true Glps, the acquistion of NIPs and GIPs have compensated for this function (Zardoya et al., 2002 Abascal et al., 2014). Amongst basal Metazoa, including sponges (Porifera), corals, and sea anemones (Cnidaria), the origins of four major grades of aquaporins present in deuterostome organisms have been resolved vía Bayesian inference (Finn et al., 2014). These combined data sets therefore suggest that the aquaporin superfamilies of eukaryotic organisms can be segregated into four major grades, as shown in Figure 3. We have recently conducted extensive analyses of aquaporins encoded in arthropod genomes (Finn et al., 2015 Stavang et al., 2015), and we have further screened the genomes of members of the Lophotrochozoa to provide a preliminary assessment of the diversity of aquaporins present in Protostomia. We have not found any ortholog that did not fall within the four-grade classification depicted in Figure 3. Considering that lineage-specific gene losses are thought to account for the differences in gene repertoires of eukaryotic genomes, particularly in fungi, nematodes, and insects (Krylov et al., 2003), each of which also lacks at least one of the major grades of aquaporin, while others, including plants, molluscs, worms, and all deuterstome animals retain all four, it is plausible that the four grades of aquaporin arose deep within the eukaryotic lineage (Perez Di Giorgio et al., 2014). While such grades may also have arisen as a result of convergent evolution, it is certainly clear that different grades of aquaporins were differentially expanded and lost in the separate lineages, including the well-studied mammals.


Acuaporina

The water channel through aquaporin could cause a serious problem: strings of water are normally able to transfer protons quickly from molecule to molecule by the "Grotthuss mechanism." This would be a disaster, since it would quickly deplete the electrochemical gradient that powers many of the pumps at the cell surface. Aquaporin prevents this by forcing the water molecules to sit in a specific orientation that won't work as a proton wire. There are two characteristic asparagine amino acids that hold a central water molecule (or two water molecules in PDB entry 3zoj ) in a specific orientation. This water, along with other amino acids lining the channel, then interacts with the flanking waters in the queue, forcing the ones at the top to point one direction, and the ones at the bottom to point the opposite direction. Click on the image to view an interactive JSmol that shows the waters and the aquaporin amino acids that orient them. This image was created with PDB entry 1ymg , and the hydrogen atoms, which are not seen in the crystallographic structure, were added manually.

Topics for Further Discussion

  1. Structures of several different types of aquaporins are available in the PDB--you can use the "Compare Structures" tool to explore their similarities.
  2. Many of the structures of aquaporin are closed, with amino acids moved to block the water channel. Scientists are still studying whether this is part of an active gating process.

Recursos relacionados con el PDB-101

Referencias

  1. 1fx8: D. Fu, A. Libson, L. J. Miercke, C. Weitzman, P. Nollert, J. Krucinski & R. M. Stroud (2000) Structure of a glycerol-conducting channel and the basis for its selectivity. Science 290, 481-486.
  2. 1fqy: K. Murata, K. Mitsuoka, T. Hirai, T. Walz, P. Agre, J. B. Heymann, A. Engel & Y. Fujiyoshi (2000) Structural determinants of water permiation through aquaporin-1. Nature 407, 599-605.
  3. 1ymg: W. E. C. Harries, D. Akhavan, L. J. W. Miercke, S. Khademi & R. M. Stroud (2004) The channel architecture of aquaporin O at 2.2 Angstrom resolution. Proceedings of the National Academy of Science USA 101, 14045-14050.
  4. T. Gonen & T. Walz (2006) The structure of aquaporins. Quarterly Reviews of Biophysics 39, 361-396.
  5. A. S. Verkman (2012) Aquaporins in clinical medicine. Annual Review of Medicine 63, 303-316.
  6. 3zoj: U. K. Eriksson, G. Fischer, R. Friemann, G. Enkavi, E. Tajkhorshid & R. Neutze (2013) Subangstrom resolution X-ray structure details aquaporin-water interactions. Science 340, 1346-1349.
  7. A. S. Verkman, M. O. Anderson & M. C. Papadopoulos (2014) Aquaporins: important but elusive drug targets. Nature Reviews Drug Discovery 13, 259-277.

Acerca de PDB-101

PDB-101 ayuda a profesores, estudiantes y al público en general a explorar el mundo 3D de proteínas y ácidos nucleicos. Conocer sus diversas formas y funciones ayuda a comprender todos los aspectos de la biomedicina y la agricultura, desde la síntesis de proteínas hasta la salud y la enfermedad hasta la energía biológica.

¿Por qué PDB-101? Investigadores de todo el mundo hacen que estas estructuras 3D estén disponibles gratuitamente en el archivo Protein Data Bank (PDB). PDB-101 crea materiales introductorios para ayudar a los principiantes a iniciarse en la materia ("101", como en un curso de nivel de entrada), así como recursos para el aprendizaje extendido.


Ver el vídeo: Gabriela Amodeo - Acuaporinas en plantas: los nuevos desafíos (Junio 2022).


Comentarios:

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