水通道:从结构到功能

自1966年证实脂质双分子层能够通透水分子以来，被动扩散一直被认为是水通透生物膜结构的惟一方式。然而在一些水代谢旺盛的组织中，水穿透细胞膜的速度明显高于经过脂质双分子层被动扩散的速度，这一现象暗示了水分子高速转运形式的存在。1991年，Agre等第一次证明了水通道的存在，确认了其通透水分子的功能，并将其发现的通道命名为水通道蛋白-1（AQP1）。由于水通道的发现解答了生理学领域中一个悬而未决的难题，Peter Agre被授予2003年诺贝尔化学奖。迄今为止，共有200余种水通道蛋白在不同物种中被发现，其中至少13种水通道亚型存在于哺乳动物体内（表1）。水通道蛋白在机体水平衡和内稳态的维持中发挥重要作用。水通道蛋白的发现，无疑开辟了水分子转运研究的新领域，并为基础研究、药物研发提供了新方向。