ACUAPORINAS


Acuaporinas
Introducción
Las acuaporinas regulan el paso del agua a través de la membrana celular. Se hallan presentes en todos los seres vivos. Todos los iones, lípidos y otras macromoléculas que forman parte de las células y su entorno se encuentran disueltos en medios acuoso.
La circulación de iones y otras moléculas provoca una distribución desigual de estas sustancias en la membranacelular. El transporte genera un flujo de agua a través de la membrana.
Los primeros modelos teóricos
En 1895, Charles Overton publicó un extenso estudio sobre las propiedades osmóticas de las células, vegetales y animales; analizaba allí el efecto ejercido por más de 500 compuestos químicos en el flujo del agua a través de la membrana celular. Desde entonces, y durante muchos años, se creyóque el agua podía atravesar la membrana celular por difusión pasiva entre los lípidos que constituyen dicha estructuraPero la difusión pasiva no permitía explicar la permeabilidad del agua que muestran los glóbulos rojos y las células del túbulo renal. Se descubrió también que el paso del agua a través de estas membranas podía bloquearse mediante fármacos derivados de compuestos mercuriales. De lacomparación de las membranas artificialesmas las observaciones sumadas se dedujo la existencia de proteínas especializadas en la formación de poros acuosos.
Descubrimiento de las acuaporinas
§El descubrimiento del primer canal de agua en la membrana celular, la acuaporina-1 (AQP1), el estudio de su distribución en los tejidos y la investigación de sus propiedades estructurales y funcionales levalieron a Peter Agre el premio Nobel de química de 2003.Peter Agre y su equipo estudiaban las proteínas de los eritrocitos en 1988, durante sus trabajos de purificación de la proteína de 32 kilodalton que determina el grupo sanguíneo Rh, encontraron un polipéptido de peso molecular inferior (28 kilodalton) que copurificaba con su proteína de interés. Pensaron que correspondía a un subproducto dela hidrólis de Rh.Pero el analisis estrcutural revelo que se trataba de una nueva proteína integral de membrana. Hasta 1992 no descifraron la función de la proteína. Denominada en un comienzo CHIP28, abreviación de proteína integral de 28 kilodalton formadora de canales, recibiría más tarde el nombre de AQP1.En sus trabajos de investigación encontraron que los ovocitos de la rana Xenopus laevisinyectados con cantidades exiguas de ARN mensajero de AQP1 desarrollaban la permeabilidad al agua superior.
La identificación molecular de APQ1 fue el detonante de la búsqueda que condujo al descubrimiento de las 13 acuaporinas que se conocen en humanos.

La clonación fue el factor importante para las acuaporinas que en conjunto forman la familia de proteínas integrales (PIM)
Un reloj de arenaEl reloj de arena es cuando el Lazo A y lE se pliegan hacia la membrana para formar el poro o e l canal acuoso de la proteína. La estructura resultante encierra una zona central estrecha que se ensancha abriéndose hacia ambos lados de la membrana.

Función y selectividad
El estudio de la función de un canal de agua entraña varias dificultades. Para determinar la permeabilidad al agua decélulas animales suele medirse el cambio de volumen celular que se produce cuando las células pasan de un medio isosmótico a uno hiperosmótico.
La identificación molecular de los canales de agua se inició mediante la extracción del ARN mensajero de tejidos con alta permeabilidad al agua (el riñon, por ejemplo).
Hoy la técnica se emplea de forma rutinaria en la caracterización funcional de todas lasacuaporinas clonadas para el estudio de las propiedades de permeabilidad al agua, selectividad a otros solutos, dependencia de la temperatura y del pH.
La AQP1 presenta una permeabilidad elevada. De las trece acuaporinas de mamífero que hoy conocemos, cuatro de ellas (AQP3, AQP7,AQP9 Y AQP10) forman el subgrupo de las acuagliceroporinas, que son permeables también a la urea, el glicerol y a...