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自由扩散

红细胞在低渗溶液中快速吸水膨胀甚至破裂

鱼等水生生物的卵在低渗溶液中不会吸水过多而破裂。

人们很早就发现肾小管吸水能力极强，平均每天吸收水分约150升。而自由 扩散的吸水效率却很低。

水生生物的卵排放到水里后不会吸水破裂

1950年，科学家利用同位素氚标记水，测量了不同情况下细胞膜对水的通透能力，结果发现细胞膜对水的通透性远高于人造膜（脂质体）。

提出问题

19世纪中叶有人提出：细胞膜上可能存在介导水转运的通道

1957年，Sidel和Solommom才发现红细胞膜的高效水通透性是由水选择性通道介导的，该通道只容许水分子通过，而离子和其他溶质则不能通过。

20世纪70年代初，Macey和Farmer发现红细胞膜的渗透性水通透性可被汞化物抑制。

1988年，当时还是霍普金斯大学一个血液病专家的阿格雷?在鉴定人类Rh 血型抗原时,偶然在红细胞膜上发现一种新的28KD 的跨膜蛋白,称为形成通道的整合膜蛋白28 (CHIP28)。当时该膜蛋白的功能尚不清楚。

做出假设

1991年他将CHIP28 cDNA 注入非洲爪蟾的卵母细胞中,发现在低渗溶液中,卵母细胞迅速膨胀,并于5min 内破裂。再将纯化的CHIP28重建于脂质体膜上，并将其置于低渗环境中也同样观察到体积膨大的现象。

两种情况下的体积膨大都被已知能够阻断红细胞水通透性的汞化合物抑制。

第一个水通道分子终于被确定了，并称CHIP28 为AQP1 。

1991年，通过对该蛋白进行氨基测序及后续的分子克隆研究，获得了CHIP28的cDNA全序列。并发现这种蛋白质在吸水能力很强的肾脏和红细胞中含量特别高。经组织定位研究并与其他学者交流，阿格雷意识到该蛋白可能就是长久以来寻之不到的神秘的水通道。

设计实验

完成实验

表达交流

其实，在阿格雷之前格奥尔基·本加就已发现了水通道蛋白，但格奥尔基·本加却未能通过实验来显示细胞膜是如何输送水分子的。

科学家陆续从哺乳动物组织中鉴定出9 种水通道蛋白(AQP2 ～AQP10 ) 。在实验植物拟南芥中已发现35个这类水通道。AQP家族，存在于不同的组织器官中, 如：AQP2 存在于肾髓和肾皮质收集管主细胞, 它在调节水的排泄中有重要作用, 约有10% 的肾小球滤过液流经集合管时是在AQ P2 的参与下被重吸收的。AQP4 是脑内表达最多的AQP ,因此最可能与脑水肿形成和消除相关。AQP5大量存在于唾液腺和泪腺中, 与唾液和泪液的产生有关。它们对于维持机体的水平衡起着重要作用,并且与水平衡紊乱所造成的一些疾病有密切关系。

磷脂双分子层

翻译

迅速增大

明显降低