VI N SAU Đ I H C TR Ạ Ọ Ệ ƯỜ Ệ
NG Đ I H C NÔNG NGHI P HÀ N I Ộ Ọ Ạ Ọ Ệ
KHOA CÔNG NGH SINH H C ------ ------
Ti U LU N
Ậ
Ể
SINH H C T BÀO NÂNG CAO
Ọ Ế
Đ tài:
“KÊNH V N CHUY N N
C QUA MÀNG - AQUAPORINS”
ề
Ậ
Ể
ƯỚ
Sinh viên th c hi n
NÔNG TH QUỲNH ANH
ệ :
ự
Ị
L pớ : CNSHB K21
1. Khám phá sự vận chuyển nước qua kênh Aquaporins – Nobel hóa học 2003
70% c th là n
c. N c v n chuy n qua màng t
bào
ể
ơ
ướ
ướ
ể
ậ
ế
b ng cách nào?
ằ
Tr
c đây ng
i ta nghĩ r ng n
c đ
c v n chuy n qua
ướ
ườ
ằ
ướ
ượ
ể
ậ
màng theo ph
ng th c th m th u.
ươ
ứ
ẩ
ấ
Năm 1920 vi c phát hi n ra c u trúc màng kép photpholipit, ấ
ệ
ệ
c. Nh v y n
l p màng này k n ớ
ị ướ
ư ậ
ướ
c không đ n gi n đ ơ
ả
ượ
c v n ậ
chuy n qua màng theo ph
ng th c th m th u.
ể
ươ
ứ
ẩ
ấ
Năm 2003, 2 nhà khoa h c Peter Agre và Robert MacKinnon,
ọ
ng
i Mĩ đã vinh d giành gi
i Nobel Hóa h c vì nghiên c u c a
ườ
ự
ả
ứ
ủ
ọ
h đã làm sáng t
vi c mu i và n
c đ
ọ
ỏ ệ
ố
ướ
ượ
c luân chuy n nh th ư ế ể
nào trong các t
ế
ơ ể bào c a c th ?
ủ
Company Logo
1. Khám phá sự vận chuyển nước qua kênh Aquaporins – Nobel hóa học 2003
c qua
Peter Agree nghiên c u s v n chuy n n ứ
ự ậ
ể
ướ
màng trong 15 năm.
bào h ng
ệ
ộ
ồ
ế bào th n.
Phát hi n ra m t polypeptide m i trong t ậ
c u, Polypeptide này gi ng h t trong t ầ
ớ ế
ệ
ố
ả
ầ
ồ
ộ
ọ
ả bào h ng c u và t
Nhân b n và t o cDNA c a t ủ ế ạ ỗ c t ả ế
ầ
ồ
ố
bào h ng c u này và ch n m t cDNA mã hóa cho chu i polypeptide dài kho ng 269 amino acid gi ng nhau ế ở bào th n.ậ
Tiêm CDNA này vào t
bào noãn Xenopus laevis
ế
Company Logo
1. Khám phá sự vận chuyển nước qua kênh Aquaporins – Nobel hóa học 2003
Figure 1. Discovery of aquaporin-1 (AQP1). Functional demonstration of water transport in X. laevis oocytes. Top panel: Control oocyte not expressing AQP1 (left) and test oocyte expressing AQP1 (right) 15 s after transfer to hypoosmotic culture medium. Middle panel: Same oocytes 3 min after transfer to hypoosmotic culture medium. The control oocyte failed to swell. The test oocyte swelled rapidly by osmosis and ruptured. Reprinted by permission from Preston GM, Carroll TP, Guggino WB, Agre P. Appearance of water channels in Xenopus oocytes expressing red cell CHIP28 protein.
S v n chuy n n c qua màng đ ự ậ ể ướ c th c hi n nh kênh protein ờ ệ ượ
Company Logo
ự có tên Aquaporins.
2. Sự vận chuyển H20 qua màng
c v n chuy n qua màng theo ph
ng th c th đ ng:
N c đ ướ
ượ
ể
ậ
ươ
ụ ộ
ứ
ễ ẩ ơ ấ
1. Th m th u đ n gi nả 2. Khuy ch tán d dàng qua kênh v n Aquaporin ế ậ
Company Logo
Kênh Aquaporins
3. Cấu tạo Aquaporins
c t o thành t ượ ạ
- Protein aquaporin đ ừ 6 chu i xo n alpha-helices xuyên màng s p x p thành m t bó. Có đ u ỗ ắ ắ ế ộ
ế ằ
ầ amin và nhóm cacboxyl n m trong t bào ch t.ấ
ở ả ế ạ
- Có 5 vùng liên k t helices (A-E) hình ế bào c ngo i bào và trong t thành ch t.ấ
- Vùng B và E là l p kép kéo dài và ớ c. Vùng B bao g m m t ph m vi k n ộ ạ
ồ và E g p l ị ướ i v i nhau t o thành trung
ạ c, có motif đ c bi ấ ạ ớ n l ướ ệ ặ ỗ
t tâm (asparagine-proline-alanine ) các motif
ồ ủ ữ
ể ạ ấ
x p ch ng lên ph n gi a c a màng ầ ế kép lipid c a màng đ t o nên c u trúc ủ 3-D “hourglass” giúp n c ch y qua. ướ ả
3. Cấu tạo kênh vận chuyển nước Aquaporins
-M i motif có ch c năng nh ư ứ ỗ
m t b l c, chúng là m t c m ộ ụ ộ ọ ộ
các aa có vai trò liên k t các ế
phân t n ử ướ c và lo i tr các ạ ừ
phân t khác. ử
- Motif có tính “ch n l c: Thí d ọ ọ ụ
màng này ch cho n c đi qua ỉ ướ
không đ Proton H+ qua. Đi u ề ể
này r t quan tr ng vì n ng đ ọ ấ ồ ộ
proton hai bên thành t bào ở ế
gi vai trò thi t ữ ế y u trong vi c ế ệ
Company Logo
ng. t n tr năng l ữ ồ ượ
4. Phân loại aquaporins
Aquaporins đ
c phân lo i thành 2 l p:
ượ
ạ
ớ
L p 1: nh ng Aquaporin ch v n chuy n đ c hi u các
ỉ ậ
ữ
ể
ệ
ặ
ớ
phân t
c (aquaprorins c đi n).
n ử ướ
ổ ể
L p 2: Nh ng Aquaporins v n chuy n n
ữ
ể
ậ
ớ
ướ
c c ng v i ớ
ộ
glycerol (aquaglycerolporins).
Company Logo
Company Logo
5. Chức năng sinh lý của một số Aquaporins
ướ ể ể ể
AQP1 là kênh v n chuy n n ố ậ ế
ệ ư ộ ộ ệ ọ ể ơ ế
c đi u khi n b i vasoppressin ớ trong ng li u. Đ t bi n trong gene mã hóa Aqp1 gây nên b nh ti u ng. Nh ng đ t bi n trong gen mã hóa AQP2 còn nghiêm tr ng h n đ ườ r t nhi u. ấ ề
ể ế ệ ệ
AQP4 bi u hi n trong não và có liên quan đ n phát sinh b nh và c trong không gian n i bào ho c ụ ướ ự ặ ộ ồ
h i ph c b nh phù não (s tích n ngo i bào c a não). ệ ủ ạ
ể ủ ượ ủ ế ể ệ ắ ộ
c bi u hi n trong th y tinh th c a m t và các đ t bi n AQP0 đ này gây b nh đ c th y tinh th . ụ ủ ể ệ
c bi u hi n trong mô m n i mà ch u ượ ể ỡ ơ ệ ị
Aquaglycerolporin - Aqua7 đ trách nhi m v n chuy n glycerol khi đói và ch t đói. ệ ể ế ậ
Company Logo
AQP9 gan. ở gan cho phép h p th glycerol ấ ụ ở
6. Mức độ biểu hiên Aquaporins
Nghiên c u m c đ bi u hi n AQP1 trong nguyên bào s i. ệ
ộ ể
ứ
ứ
ợ
Khi nuôi nguyên bào s i trong môi tr
ng đ ng tr ẳ
ươ
ưở
ễ
ườ
ệ
ể
ặ
ấ
ị ậ c polyubiquitin đ
ượ
ượ
ề
m c tiêu Aquaporins 1, t
ng, b ng kĩ ằ i cho th y c sinh ra nhi u, các polyubiquitin này tiêu đó nó làm gi m s ố
ụ
ừ
ủ
ả
ử ng đáng k Aquaporins 1.
ợ thu t mi n d ch đ c hi u kháng nguyên kháng th ng đ h y các phân t l ượ
ể
Khi nuôi nguyên bào s i trong môi tr
ợ
ườ
ng u tr ư
ươ
thu t mi n d ch đ c hi u kháng nguyên kháng th ng
ng, b ng kĩ ằ i cho th y
ễ
ệ
ể
ặ
ị
ấ
ườ
ậ c polyubiquitin h u nh không đ
đ
c sinh ra, chính vì v y mà
ượ
ượ
ư
ầ
ậ
ng Aquaporins 1 đ
c gi
s l ố ượ
ượ
ữ ổ
n đ nh. ị
Company Logo
Trong m t mô có th bi u hi n nhi u lo i Aquaporins.
ể ể
ề
ệ
ạ
ộ
Ví d : Có nhi u Aquaporins đ ề
ụ
ượ
c bi u hi n trong ph i ổ
ệ
ể
- AQP1 đ
ượ
c hi n di n trong các mao m ch và các nguyên bào s i. ạ
ệ
ệ
ợ
bào bi u mô tr . T bào
ề ặ ế
ằ
ụ ế
ể
- AQP4 n m d c theo màng trên b m t t ọ li n k hình đài không có AQP ề
ề
- AQP3 bi u hi n
m c đ cao trong các t
bào c b n.
ệ ở ứ
ể
ộ
ế
ơ ả
tuy n màng nh y.
- Aqp5 bi u hi n ể
ệ ở
ế
ầ
t rõ ràng ph m vi mà AQP1,3,4,5 bi u hi n
Do đó s phân bi ự
ệ
ể
ệ
ạ
Company Logo
Các kênh aquaporin trong Phổi
Company Logo
Kết luận
Aquaporins là kênh v n chuy n n
ướ ặ
ậ ứ ể ấ ế ướ bào, có hai c, th hai ứ
AQP1 đ
ệ ậ c và glycerol. c đ c hi u qua màng t ể l p Aquaporins: th nh t Aquaporins v n chuy n n ớ Aquaporins v n chuy n c n ậ ả ướ ể
c coi là c u trúc nguyên t ấ ử ầ ạ ộ
đ u tiên c a m t lo i kênh protein i, B t kì đ t bi n nào liên quan đ n gene c u trúc AQP ườ ủ ế ế ấ ấ ộ
Polyubiquitin là protein đi u hòa s l
ượ c a con ng ủ đ u gây ra h u qu nghiêm tr ng. ề ả ậ ọ
ố ượ ề
ng kênh Aquaporins ng kênh aquaporins trên màng bào khác các t bào chính vì v y mà s l ố ượ ế ở
Trong m t mô có th bi u hi n r t nhi u lo i Aquaporins khác nhau.
t ậ ế nhau thì khác nhau.
Company Logo
ệ ấ ể ể ề ạ ộ
