14.1
물 분자는 본질적으로 극성이므로 비극성 지질 이중층을 가로질러 빠르게 확산될 수 없습니다.
따라서 세포막에는 삼투압 구배에 따라 물 분자를 선택적으로 운반하는 아쿠아포린(aquaporin)이라는 특수 채널 단백질이 있습니다.
이러한 단백질은 사량체 클러스터로 기능하며 각 단량체는 독립적인 수로로 작용합니다.
단일 아쿠아포린 채널은 5개의 루프로 연결된 6개의 막관통 알파-나선으로 구성되며, 그 중 2개의 소수성 루프는 보존된 아미노산 모티프(아스파라긴-프롤린-알라닌 또는 NPA)를 포함합니다.
NPA 잔류물은 물 분자가 채널을 통과할 때 단일 줄로 제한하는 수축된 부위를 형성합니다.
또한, 채널의 소수성 벽으로부터의 반발은 물 분자의 움직임을 가속화합니다.
수축된 부위를 통과하는 동안 산소 원자는 NPA 모티프의 아스파라긴 잔류물과 상호 작용하여 양성자가 채널을 통과할 수 있도록 하는 물 분자 사이의 수소 결합 다리를 방해합니다.
수소 결합 네트워크의 붕괴는 양성자의 이동을 방지하여 아쿠아포린이 물에 선택적으로 투과될 수 있도록 합니다.
아쿠아포린 또는 AQP는 주요 기능이 물을 운반하는 것인 필수 막 단백질 계열이며, 아쿠아글리세로포린이라고 불리는 일부는 글리세롤도 운반합니다. 또한, 아쿠아포린은 막을 통해 이산화탄소나 암모니아와 같은 휘발성 물질을 운반하는 데에도 관여하는 것으로 의심됩니다. 가스…