Acuoporinas

Acuaporina
Las aquaporinas son unas proteínas de las membranas de las células que son capaces de transportar moléculas de agua.

Descripción técnica

La aquaporina es una proteína transmembranal, encargada de transportar el agua a través de los compartimientos celulares. Está formada por un haz de 6 hélices α que dejan una estrecha abertura en su interior por la que pueden pasar moléculas deagua. Como en todas las proteínas transmembrana, la superficie de la proteína en contacto con la bicapa lipídica es rica en aminoácidos hidrofóbicos mientras que los aminoácidos polares se concentran hacia los dos extremos de la proteína. Estas proteínas transmembrana son especializadas, no permiten que los aniones y la mayoría de los cationes grandes puedan atravesarla. Además hay un par deaminoácidos catiónicos que actúan como “puerta”, impidiendo el paso de cationes pequeños como el ión H3O+.
La importancia de las aquaporinas recalca que no solo explican los rápidos cambios del volumen celular causados por la entrada o salida del agua sino también, respuestas de cambios fisiológicos o a alteraciones patológicas.
Las acuaporinas pueden activarse o desactivarse por diferentesmecanismos de regulación. Las acuaporinas pertenecen a la familia de las proteínas integrales de membrana (PIM), parece ser que todas las acuaporinas evolutivamente tienen su origen en un mismo gen originario.

Clasificación

Hasta la fecha, se han identificado 13 acuaporinas (AQPs) en distintos tejidos de mamíferos (AQP0-AQP12). En función de su permeabilidad, la familia de las acuaporinas seclasifican en 2 subfamilias:
- Acuaporinas: canales capaces de transportar agua.
- Acuagliceroporinas: canales permeables al agua y otros pequeños solutos, como urea o glicerol. Las AQP3, AQP7, AQP9 y AQP10 pertenecen al grupo de las acuagliceroporinas.

Descubrimiento

Sobre la base de estudios biofísicos se propuso que los canales dispondrían de un mecanismo de ‘compuerta’ (gating en inglés) queregularía su permeabilidad al agua, y que cada uno de ellos contendría diez moléculas de agua que se desplazarían en ‘fila india’ para atravesar la membrana. Tal como se muestran en las representaciones estructurales y moleculares de las acuaporinas.
"Su descubridor Peter Agre obtuvo el premio Nobel de Química en 2003. El hallazgo de Agre es un gran aporte a la investigación sobre los canalespara el agua, que reciben el nombre genérico de aquaporinas."

Transporte activo

Consiste en el transporte de sustancias en contra de un gradiente de concentración, para lo cual se requiere un gasto energético. En la mayor parte de los casos este transporte activo se realiza a expensas de un gradiente de H+ (potencial electroquímico de protones) previamente creado a ambos lados de la membrana,por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP mediante ATP hidrolasas de membrana (F1F0). El transporte activo varía la concentración intracelular y ello da lugar un nuevo movimiento osmótico de rebalanceo por hidratación. Los sistemas de transporte activo son los más abundantes entre las bacterias, y se han seleccionado evolutivamente debido a que en sus medios naturales lamayoría de los procariotas se encuentran de forma permanente o transitoria con una baja concentración de nutrientes.
Los sistemas de transporte activo están basados en permeasas específicas e inducibles. El modo en que se acopla la energía metabólica con el transporte del soluto aún no está dilucidado, pero en general se maneja la hipótesis de que las permeasas, una vez captado el sustrato con granafinidad, experimentan un cambio conformacional dependiente de energía que les hace perder dicha afinidad, lo que supone la liberación de la sustancia al interior celular.
El transporte activo de moléculas a través de la membrana celular se realiza en dirección ascendente o en contra de un gradiente de concentración (Gradiente químico) o en contra un gradiente eléctrico de presión (gradiente...