À quoi servent les aquaporines ?

On pense généralement que la fonction première des aquaporines (AQP) est d’augmenter les débits d’eau à travers les membranes en augmentant leur perméabilité osmotique ou hydraulique. En outre, cela s’applique à d’autres petits solutés d’importance physiologique. Des applications notables de cette “hypothèse de perméabilité simple” (SPH) ont été le transport de fluide épithélial chez les animaux, les échanges d’eau associés à la transpiration, la croissance et le stress chez les plantes, et l’osmorégulation chez les microbes. Nous analysons d’abord la nécessité de ces perméabilités accrues et concluons que dans une série de situations aux niveaux cellulaire, subcellulaire et tissulaire, la SPH ne peut pas rendre compte de manière satisfaisante de la présence des AQP. L’analyse comprend un examen des effets de l’élimination ou de la réduction génétique des PQA (knockouts, transgéniques antisens et mutants nuls). Ces derniers n’ont aucun effet, ou un effet partiel difficile à expliquer, et nous soutenons qu’ils n’appuient pas l’hypothèse au-delà de la démonstration que les PQA sont impliqués dans le processus examiné. Nous supposons que puisque les AQP sont omniprésents, ils doivent avoir une fonction importante et suggérons qu’il s’agit de la détection des gradients de pression osmotique et turgescente. Un modèle mécaniste est proposé – en termes de structure des monomères et de changements dans la configuration tétramérique des PQA dans la membrane – pour expliquer comment les PQA pourraient fonctionner comme des capteurs. Les capteurs émettent ensuite des signaux dans la cellule pour contrôler divers processus, probablement dans le cadre de boucles de rétroaction. Enfin, nous examinons comment les AQP en tant que capteurs peuvent servir les cellules animales, végétales et microbiennes et nous montrons que cette hypothèse de capteur peut fournir une explication de nombreux processus fondamentaux dans lesquels les AQP sont déjà impliqués. Les aquaporines sont des molécules à la recherche d’une fonction ; les capteurs osmotiques et de turgescence sont des fonctions à la recherche d’une molécule.

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