水通道蛋白1与肿瘤

胡 科综述 杨继元审校

水通道蛋白家族是位于生物膜上具有快速水转运及离子转运功能的一族蛋白质。水通道蛋白1(Aquaporin-1,AQP1)是第一个被发现的水通道蛋白,研究发现其不仅能介导水及离子转运,还对细胞内外气体交换、肿瘤血管的生成及细胞迁移产生重要影响。本文就AQP1的研究进展作一综述。

1 AQP1的生物学特征及调节机制

1.1 AQP1的生物学特征

20世纪80年代,研究者们在对红细胞膜上的Rh抗原进行分离、纯化时偶然发现了一个相对分子量为28k Da的膜蛋白,由于该蛋白的一些物理特性与跨膜通道蛋白相似,因此被暂时命名为类似通道的膜整合蛋白28(CHIP28)。1992年,Preston等[1]将体外合成的CHIP28 cRNA注入非洲爪蟾的卵母细胞,使其表达CHIP28蛋白,首次证明了CHIP28具有水通道功能。随着越来越多CHIP28类似物的发现,水通道蛋白这一名称即被作为水通道家族的总称,而CHIP28则被AQP1所取代。

AQP1以四聚体形式存在于细胞膜上,其单体亚单位是由268个氨基酸组成的一个“沙漏型”结构,氨基末端和羧基末端均位于细胞质侧,有6个跨膜螺旋结构以及连接这6个跨膜结构的5个环袢,包括位于细胞外的A、C、E袢及位于细胞内的B、D袢。在B袢和E袢上存在高度保守的天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(NPA)串联重复序列,两个 NPA结构在细胞膜脂质双层内并置,形成了“沙漏型”结构中的单水孔道,与一个水分子大小相当[2]。AQP1基因定位于人染色体7p14处,基因序列包括4个外显子、3个内含子,研究发现AQP1基因在人类多种组织中均有表达,如肾近曲小管、毛细血管、纤毛、晶状体、肝胆管、胆囊、脉络丛等[3]。……