アクアポリン
アクアポリンは水分子を選択的に透過させるが、イオンや他の物質は透過させない水チャネル(water channel)と呼ばれている。水分子はこのチャネルの細孔を通過する。この水チャネルが働くことで水の細胞膜透過性が上がっている。
人間の多くの細胞、ある種のバクテリア、さらに植物のような有機生命体にとってこのような水分子を輸送するシステムが不可欠である。
アクアポリンは6個の右向きの膜貫通αヘリックス構造を含んでおり、N末端とC末端は細胞質側の細胞膜表面に突き出している。N末端側とC末端側の半分の配列は類似しており、繰り返し配列が存在している。この繰り返し部分は進化の初期段階に半分のサイズの遺伝子が重複したものではないかと考える研究者もいる。
ヘリックス間には5個のループ構造(A-E)が存在し、細胞外と細胞内の連絡をしている。ループBとEは疎水性であり、Asn-Pro-Ala(NPA)モチーフと呼ばれる構造を含んでいる。
NPAモチーフは脂質二重層内部で重なっており、3次元の漏斗状の構造をしている。この部分が水分子を通過させる。この重なった2つの部分のうち1つはペプチドのチャネル締め付けサイト(channel constriction site)と呼ばれる。もう1つはより狭い形をしており、ar/R 選択フィルター(ar/R selectivity filter)と呼ばれている。
アクアポリンは通常細胞膜内で4量体を形成しているが、単量体それぞれが水チャネルとして機能する。水(場合によっては電荷を帯びてない小さな物質:グリセロール、二酸化炭素、アンモニア、尿素など)を通過させる。種類の異なるアクアポリンではペプチド配列が異なっており、それによって細孔のサイズもそれぞれ違っている。細孔のサイズによって通過させることが出来る分子は限られており、小さな細孔では水分子のような小さな分子のみを通す。しかし電荷を帯びたもの(電子など)は通さないため、膜の電気化学ポテンシャルを保つことができる。
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