Sel et
équilibre hydrique
CPBx
2014-2015
L'AQUAPORINE
Régulation de l’équilibre hydrique à l’aide des aquaporines 2 :
Nous allons étudier les transferts d’eau au sein de l’organe excréteur : le rein. Nous nous mettrons dans le cas où l’organisme va chercher à récupérer un maximum d’eau dans les urines afin de conserver un équilibre osmotique convenable. Nous sommes donc dans une dynamique où l’hormone antidiurétique est sécrétée en quantité en réponse à une augmentation de la pression osmotique du liquide interstitiel, et à une réduction de la volémie efficace. Cette différence de pression a activé les osmorécepteurs situés dans l’hypothalamus déclenchant ainsi la production massive de vasopressine. Celle-ci va déclencher l’activation de production d’aquaporine dans le tube collecteur.
Approche moléculaire :
Les aquaporines sont des protéines contenant entre 250 et 300 acides aminés, ce sont des tétramères dont chaque monomère constitue un canal sélectif pour les molécules d’eau et les petites molécules qui y sont dissoutes.
Un monomère est constitué de 6 hélices α transmembanaires et de 5 boucles entre chaque hélice. Les extrémités N-terminal et C-terminal son situées du côté cytoplasmique de la membrane. Deux de ces boucles sont hydrophobes et possèdent un motif Asn-Pro-Ala ( NPA) qui s’insère dans le cœur hydrophobe de la bicouche phospholipidique, conférant ainsi une forme de sablier à l’aquaporine. Ce motif joue un rôle très important dans la sélectivité de l’eau car il ne permet le passage qu’à des molécules dont la taille est inférieure à 28 Å : l’eau. Les acides aminés (par exemple ; Phe et His de l’hélice 2 et 5 respectivement), qui composent le « goulot » de la porine augmentent sa sélectivité.
Les aquaporines constituent le transport passif, c'est-à -dire que la protéine n’a pas besoin de modifier sa forme pour laisser passer des molécules.
L’ouverture de celles-ci dépend d’un changement de potentiel membranaire ou de l’interaction avec un composant intracellulaire. Lors de leur passage, les molécules d’eau interagissent entre elles et forment des ponts hydrogène. De part et d’autre de la membrane, la porine est chargée négativement ce qui repousse les cations, de plus des arginines chargées positivement pénètrent dans le pore ce qui provoque le basculement des molécules d’H2O en brisant les liaisons hydrogènes néoformées. Cette interaction transitoire entre l’eau et les arginines crée une barrière aux anions.
