Aquaporines Flashcards
Citez les arguments qui indiquent que la perméabilité à l’eau des membranes biologiques ne peut s’appliquer uniquement que par le mode solubilité diffusion.
Expliquez brièvement le modèle solubilité-diffusion
Solubilité-diffusion :
-transport passif
-DF est le gradient du potentiel chimique de l’eau
=> dépend d’un gradient de pression hydrostatique
=> dépend d’un gradient de pression osmotique
Limites
-perméabilité hydrique faible d’une bicouche lipidique (10^-5 à 10^-4 cm.sec^-1) vs haute perméabilité hydrique de certains tissus (GR: 2.10^-2 cm/sec)
-inhibition réversible de la perméabilité à l’eau par le HgCl2
-fluctuations de la perméabilité à l’eau de différents tissus comme le tube collecteur du rein et la vessie d’amphibien
=> impliquent l’existence de canaux aqueux
Définir le coefficient de perméabilité diffusionnelle
Expliquez brièvement les conditions expérimentales permettant de les mesurer.
Coefficient de perméabilité diffusionnelle(Pd)
- mesure du flux d’eau tritiée à travers la membrane cellulaire
- expérience de flux de traceur
- l’eau tritiée pénètre dans le comportement 2 selon une cinétique de diffusion simple (loi de Fick)
Expériences
-conditions
=>pas de différence de concentration en soluté s (imperméant) de part et d’autre de la membrane
=>PAS de différence de pression hydrostatique
=> dP = dpi= 0
=> pas de mouvement d’eau, Jv =0
-expérience de flux de traceur: eau tritiée ajoutée dans cpt 1 et mesure de la radioactivité qui apparaît dans le cpt2
=> l’eau tritiée traverse à la fois par solubilité/diffusion ET par les pores
Expliquez brièvement ce que signifie un rapport
-Posm/Pd = 1
-Posm/Pd > 1
au niveau d’une membrane biologique donnée.
-Posm/Pd = 1
=> Posm et Pd identiques pour une membrane lipidique dépourvue de pores aqueux
=> l’eau traverse la membrane par soluté diffusion (lors d’une expérience de flux de traceur ou lors de génération d’un flux osmotique)
-Posm/Pd > 1
=>Posm et Pd différents au niveau des pores aqueux larges
=> la majorité des cellules ont un rapport Posm/Pd >1 qui est en faveur de l’existence de pores aqueux membranaires
Lorsque le rapport Posm/Pd >1 au niveau d’une membrane biologique donnée, expliquez pourquoi la taille des pores aqueux et la valeur de ce rapport ne sont pas toujours concordants.
-rapport a permis de calculer un équivalent moyen de rayon de pore de l’ordre de 4.5 à 5A qui ne permet pas d’expliquer certaines situations
=> mécanisme passage de l’eau (2.8A) et petites molécules comme l’urée (2.4) est différent
- phlorétine bloque sélectivement perméabilité à l’urée sans affecter la perméabilité hydrique
- HgCl2 inhibe sélectivement la perméabilité à l’eau sans affecter perméabilité à l’urée
=>rapport élevé peut résulter d’une sous-estimation expérimentale de Pd en raison des couches mal mélangées
=> gramicidine A (AB ionophore) forme au niveau des membranes lipidiques, des pores étroits de r=2A avec Posm/Pd=5/6
Le diamètre d’une molécule d’eau était de 2.8 A, le passage des molécules d’eau n’obéit plus à la loi de Poiseuille et s’effectuer en file indienne.
(nystatine et amphotéricine B compatibles)
Expliquez brièvement le modèle du passage de molécules d’eau via des pores aqueux étroits.
Dans ces conditions, expliquez la signification de la valeur du rapport Posm/Pd
- Posm/Pd= n qui est le nombre de molécules d’eau occupant le canal
- passage des molécules d’eau en file indienne, sans se dépasser => sigle-file water pores
- Pd est sous-estimé n fois, l’arrivée d’une molécule d’au tritiée dans le cpt2 se produisant lorsque les n molécules d’au non tritiée qui la précèdent ont quitté le canal
- Posm mesuré par le flux osmotique n’est pas sous-estimé, chaque molécule d’eau (tritiée et non tritiée) qui pénètre dans le cpt2 est mesurée.
Citez les principales caractéristiques de AQP1.
-forte perméabilité à l’eau
-inhibition réversible par HgCl2 (via b-mercaptoéthanol)
=> sensibilité au mercure car résidu cystéine en position 189
-4 monomères identiques
-chaque monomère forme un pore à 6STM
=> extrémités N et C-term cytoplasmiques
=> boucle B et E avec séquence NPA hautement conservées, formation pore aqueux en sablier
-filtre de sélectivité permettant passage très important des molécules d’eau en file indienne
=> 3.10^9 mol. d’eau par seconde et par monomère
=> contrainte stérique au passage (D rétréci du pore est de 2.8 Acomme molécule d’eau)
=> contrainte électrostatique au passage (résidus Asn du motif NPA chargés + entrainant réorientation transitoire de chaque molécule d’eau pour assurer son passage)
Expliquez le mécanisme qui permet de moduler la perméabilité hydrique du tube collecteur du rein.
Dessiner une cellule du tubule collecteur en indiquant les différentes étapes et les protéines de transport incriminées.
-en présence d’ADH
=> expression AQP2 apicale augmentée
=> localisation ACP2 au sein de vésicules sous-apicales réduite
-en absence d’ADH
=>expression AQP2 apicale réduite
=> localisation AQP2 majoritairement sous-apicales majoritaire
-liaison ADH récepteur V2 BL couplé à prot Gs
=> activation de la voie de l’AMPc et activation PKA
1)effet rapide (phospho AQP2) et augmentation insertion apicale AQP-2 (au moins 3 des 4 monomères)
=> augmentation perméabilité hydrique apicale
=>augmentation réabsorption eau tubulaire
2)effet tardif: augmentation synthèse d’AQP2 (action nucléaire)
Expliquez le rôle des AQP7 et 9 en période de jeûne.
Transport glycérol en période de jeûne -en dehors repas : glycémie maintenue à 4/5.5 mM, régulée par le foie (néoglucogénèse et glycogénolyse) =>le glycérol est un substrat indispensable pour la NG => libéré par lipolyse tissu adipeux => sort de l'adipocyte par AQP7 => veine porte => entrée hépatocytaire via AQP9 BL => néoglucogénèse
