زیست شناسی تربت حیدریه

آكوا پورين

آب از دو طريق از غشاي سلول عبور مي كند :

1– با انتشار از غشا

2– از طريق كانالهاي آب (آكوا پورين ها)

ويژگيهاي عملكرد اولين آكوا پورين در سال 1992 گزارش شد. كشف اين پروتئين‌ها توسط دكتر «پيتر آگره» در دانشكده پزشكي دانشگاه «جان ‌هاپكينز» اعطاي جايزه نوبل شيمي 2003 را براي وي به همراه داشت.اما وجود آنها از قبل مشخص بود زيرا نفوذ پذيري اسمتيك در بعضي سلولهاي اپي تليال خيلي بيشتر از انتشار ساده بود. يك" آ كوا پورين –1 " ا نساني عبور آب را تقريبا تا 3 بيليون مولكول د رثا نيه تسهيل مي كند. آكوا پورين ها در غشاء سلول‌هاي تمام جانداران( مثلا گياهان وحشرات ) حتي در باكتري‌ها و ميكروب‌ها وجود دارند. بيش از ده آكواپورين در پستانداران شناسايي شده است كه به عنوان كانال انتقال آب در سلول‌ها عمل مي‌كنند. اين كانال‌ها به ويژه در سلول‌هايي كه بايد حجم زيادي از آب را مبادله كنند از اهميت خاصي برخوردار هستند. نمونه‌ اين سلول‌ها در بدن انسان سلول‌هاي كليه هستند كه روزانه صد‌ها ليتر آب را مبادله مي‌كنند و اختلال در عملكرد كانال‌هاي آب در آنها به بيماري‌هايي نظير ديابت بي‌مزه منجر مي‌شود كه در آن حجم ادرار بيمار به شدت افزايش مي يابد.

آكوا پورين - 1 در RBC  قبل از همه كشف وبيشتر از همه مطالعه شده است. براساس ساختمان آ ن آكوا پورينها هومو تترامرهايي هستند كه هر مونومر شامل دو همي پوربه هم چسبيده است كه تشكيل يك كانال آب را مي دهند.

آكوا پورين ها الگوهاي متفاوتي از گليكوليزاسيون دارند. تنظيـم فعا ليت بيشترآنها از طريق فسفوريلاسيون يك پروتئين كينازA انجام مي شود.

آكواپورينهاي كلاسيك فقط كانالهاي آب بوده و به يونها و مولكولهاي كوچك ديگر اجازه عبور نمي دهند. تعدادي آكوپورينها با نام aquaglycoporins آب را به همراهي گليسرول و معدودي ديگر از مولكولهاي كوچك عبور مي دهند.

 كانال‌هاي آب در سلول‌هاي عدسي چشم، نقش ثانويه بسيار مهمي را ايفاء مي‌كنند كه نظم بخشيدن و تثبيت سلول‌هاي عدسي از طريق پيوند محكم پروتئين‌هاي كانال‌هاي غشايي در سلول‌هاي مجاور است. سلول‌هاي فيبري موجود در عدسي چشم بايد كاملاً به يكديگر متصل باشند چون در صورت كوچك‌ترين اختلال در ارتباط بين سلول ها انكسار نور و شفافيت عدسي در آنها، كاهش مي‌يابد كه به اين پديده كاتاراكت (آب مرواريد) گفته مي شود.

جهش يك ژن يا موتاسيون يك اسيد آمينه مي‌تواند باعث از بين رفتن ساختمان و مختل شدن عملكرد پروتئين در غشاء شود كه مي‌تواند به بروز برخي بيماري‌هاي پوستي نيز منجر شود. مبتلايان به اين بيماري‌ها پوست بسيار خشكي دارند و در برابر تشنگي و تغييرات آب بدنشان شديدًا حساسند و با مشكلات مختلفي در پوست، چشم و ساير اعضاي بدن مواجه مي‌شوند.

انگل مالاريا هنگامي كه به خون انسان يا ساير جانوران راه مي‌يابد در مرحله توليد مثل به جذب مقدار زيادي مواد قندي به داخل سلول نياز مبرم دارد كه ا ين كار از طريق همين كانال ‌ها انجام مي‌شود. البته اين كانال‌ها از جهت ديگري هم براي ادامه حيات انگل ضروري هستند و آن وقتي است كه انگل در هنگام عبور از كليه انسان كه فشار اسمزي فوق العاده شديدي دارد بايد مقدار آب درون سلول‌هايش را به سرعت تنظيم كند. در انگل مالاريا كانال‌هاي آب در غشاء سلول علاوه بر آب، مولكول‌هاي قندي كوچكي را نيز منتقل مي‌كنند كه براي انگل بسيار ضروري است

با توجه به شناسايي نقش حياتي كانال‌هاي آب و قند در زندگي انگل مالاريا مي‌توان با ساخت تركيبي كه بتواند عملكرد اين كانال‌ها را مختل كند به دارويي بسيار مؤثر عليه اين انگل دست يافت.

 با تحقيقات گسترده صورت گرفته ساختمان سه بعدي چندين پروتئين از خانواده آكواپورين‌ها كه مربوط به گونه‌هايي از پستانداران و باكتري‌ها هستند مشخص شده است.

آكوا پورينها به نوعي استثنايي‌ترين انواع كانال‌هاي غشايي هستند چرا كه ساختار كريستالي سه بعدي چندين عضو اين خانواده كاملا مشخص شده است.

هريك از آكوپورين ها الگوي اساسي و يكساني از تظاهر در بافتها و درحين نمونشان مي دهند. (جدول پيوست )