Acuaporinas
Las acuaporinas son proteínas de membrana que funcionan como canales o poros a través de los cuales las células transportan específicamente agua. Hasta principios de la década de 1990 se creía que el agua, al ser una molécula de pequeño tamaño era transportada a través de la membrana de forma pasiva. Es decir, era capaz de pasar a través de poros de membrana y otros transportadores no específicos sin necesidad de gastar energía. Esto es cierto hasta un punto, es cierto que las moléculas de agua pueden pasar a través de poros celulares de forma pasiva, pero esta capacidad no explicaba algunos procesos fisiológicos celulares que se habían observado. Sin embargo, en 1992 se descubrió que existían unos transportadores específicos para el transporte de agua a través de la membrana, las acuaporinas. En el año 2003 se otorgó el Premio Nobel de Química compartido entre el descubrimiento de la primera acuaporina, hoy en día conocida como AQP1 de humanos, por el doctor P. Agre y el doctor R. MacKinnon “por su trabajo en la estructura y mecanismo de los canales de potasio”.
Las acuaporinas son unas moléculas grandes que además forman estructuras agregadas de 4 acuaporinas juntas, tetrámeros. Gracias a la cristalización y a estudios de dinámica molecular se sabe que las moléculas de agua pasar en paquetes de 10 a través de la membrana. Gracias a los restos hidrofílicos de los aminoácidos que la conforman las 10 moléculas de agua se ponen en fila y pasan por el poro. El punto más estrecho del poro central de la proteína (que se encuentra entre dos asparraguinas) es de 3 angstrom, mientras que el tamaño del agua es de 2,8. La proteína cuenta con 6 hélices alfa que atraviesan la membrana y están conectados por loops, y los dos extremos se encuentran de la proteína se encuentran en el lado del citoplasma.
Las acuaporinas están presentes en todos los seres vivos. En humanos, donde se descubrieron por primera vez, existen 13 miembros de la familia de las acuaporinas. De ellas 7 son capaces de transportar agua, mientras que 4 son capaces de transportar otros solutos de pequeño tamaño, se han descritos acuaporinas que transportan además de agua glicerol o urea, en este caso se denominan acuaglicenoporinas. Mientras que 2 de ellas permanecen sin clasificar en ninguno de los dos grupos. Las acuaporinas tienen un peso molecular bajo, alrededor de los 30 KDa (entre 250 y 300 aminoácidos) cuando no se encuentran unidas a otros compuestos activadores.
Existen dos formas de controlar el paso de agua a través de la membrana, una es modulando el número de acuaporinas en la membrana y el otro es mediante la activación o inactivación de las mismas. Cada acuaporina responde a diferentes estímulos celulares, cuando se activan las acuaporinas dejan el poro libre para que pase el agua y cuando están inactivas cambian de conformación a cerrado. En plantas, donde son muy abundantes, las acuaporinas responden a cambios de fosforilación, pH o concentración de ión calcio. Mientras que en humanos la AQP2, muy estudiada, está regulada por vasopresina.