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Warum kann Wasser nicht durch die Membran?
Funktion. Wasser kann nur in begrenztem Maße durch die Doppellipidschicht der Zellmembran diffundieren. Während die Diffusion durch die Membranen nicht blockiert werden kann, können die Aquaporine durch Moleküle, die deren Poren verstopfen, blockiert und damit der Wasserfluss unterbrochen werden.
Warum erleichtern Aquaporine den Wassertransport?
Der Wassertransport zwischen den Zellen erfolgt über in die Zellmembran eingebettete mikrofeine Kanäle, den so genannten Aquaporinen. So lassen die Aquaporine zwar Wassermoleküle hindurch, verhindern aber, dass die Zelle Nährstoffmoleküle oder Salz-Ionen verliert.
Warum sind Aquaporine passiv?
Passive Transportmechanismen Wasser kann die Lipid-Barriere durch einfache Diffusion nur mit geringer Transportrate überwinden. Die Penetration der Wasser-Moleküle ist von der Fluidität (Dichte) und Zusammensetzung der Membran abhängig. Wasser-Moleküle werden spezifisch durch die Aquaporine transportiert.
Wie kommt Wasser durch die Membran?
1. Der Wassertransport durch die Zellmembran wurde beim Flüssig-Mosaik-Modell erklärt durch einfache Diffusion, indem die Lipidschichten durch ihre Beweglichkeit Wassermolekülen ermöglichen, die Membran zu durchdringen.
In welchen Organen regulieren Aquaporine den Wasserhaushalt?
Beim Menschen regulieren Aquaporine u.a. den Wasserhaushalt in der Niere, in den roten Blutkörperchen, in der Augenlinse und im Gehirn. Ein Defekt oder eine Fehlfunktion dieser Proteine löst Krankheiten aus, wie Diabetes insipidus, den grauen Star (Katarakt) oder einen neuronal verursachten Gehörverlust.
Wie hoch ist die Wasserleitfähigkeit von Aquaporinen?
Obwohl diese Filter sehr feinporig sind, erreichen Aquaporine eine erstaunlich hohe Wasserleitfähigkeit von bis zu drei Milliarden Wassermolekülen pro Sekunde und Kanal. Eine 10×10 cm2 große Membran mit eingebetteten Aquaporinen könnte somit etwa einen Liter Wasser in ca. 7 Sekunden filtern oder entsalzen.
Welche Aminosäuren sind in AQP1 enthalten?
Alle bekannten Aquaporine weisen eine ähnliche Struktur und Aminosäuresequenz auf. Die Primärstruktur von AQP1 besteht aus 268 Aminosäuren. Diese bilden sechs α-Helices, welche die Membran durchspannen ( integrales Membranprotein ). Miteinander verbunden sind die Helices über die Schleifen ( Loops) A bis E.
Kann die Diffusion durch die Membran blockiert werden?
Während die Diffusion durch die Membranen nicht blockiert werden kann, können die Aquaporine durch Moleküle, die deren Poren verstopfen, blockiert und damit der Wasserfluss unterbrochen werden. Einige Aquaporine können durch Quecksilberverbindungen, die kovalent an eine Cystein-Seitenkette in der Pore binden, verstopft werden.
Welche Zellen haben eine hohe Wasserpermeabilität?
Zellen mit sehr hoher Wasserpermeabilität, wie die renalen Tubuluszellen, sezernierende Zellen der Speicheldrüsen oder Erythrozyten benötigen für den raschen Wasseraustausch die Hilfe von Wasserkanälen. Der Unterschied zwischen Diffusion und kanalvermittelter Permeabilität ist erheblich.