Buka menu utama

Akuaporin 4

gen pengode-protein pada spesies Homo sapiens

Akuaporin-4, juga dikenal sebagai AQP4, adalah protein saluran air yang dikodekan oleh gen AQP4 pada manusia.[2] AQP4 termasuk ke dalam famili protein membran integral akuaporin yang menyalurkan air melewati membran sel. Akuaporin dengan jumlah terbatas ditemukan di dalam sistem saraf pusat: AQP1, 3, 4, 5, 8, 9, dan 11, tetapi representasi yang lebih khusus dari AQP1, 4, dan 9 ditemukan di dalam otak dan sumsum tulang belakang.[3] Pada sistem saraf pusat, AQP4 merupakan saluran akuaporin yang paling banyak ditemukan, secara spesifik terletak di astrosit tepi pembuluh mikro cuar kaki, pembatas glia, dan ependima.[4]

AQP4
PDB 2d57 EBI.png
Available structures
PDBHuman UniProt search: PDBe RCSB
Identifiers
AliasesAQP4, aquaporin 4, HMIWC2, MIWC, WCH4
External IDsOMIM: 600308 HomoloGene: 37507 GeneCards: AQP4
Orthologs
SpeciesHumanMouse
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

n/a

RefSeq (protein)

n/a

Location (UCSC)n/an/a
PubMed search[1]n/a
Wikidata
View/Edit Human

Akuaporin-4 pertama kali diidentifikasi pada 1986. Protein ini merupakan bukti pertama dari keberadaan saluran transpor air.[5] Metode yang digunakan untuk menemukan keberadaan saluran transpor ini adalah dengan eksperimen knockout. Dengan teknik ini, mereka dapat menunjukkan peran penting AQP4 pada kerusakan sistem saraf pusat dan ketakseimbangan air pada otak.[3]

StrukturSunting

Struktur AQP4 terdiri dari enam domain transmembran dan lima gelung penghubung membentuk saluran. Melalui kristalografi sinar-X, ditemukan bahwa “setiap monomer AQP4 memuat enam domain heliks berentang membran dan dua segmen heliks pendek melingkupi pori air sempit.”[6] Serupa dengan saluran akuaporin lainnya, monomer AQP4 bergabung membentuk tetramer.[7] Lebih lanjut, AQP4 memiliki dua bentuk isomer struktural berbeda yang terletak di sistem saraf pusat: M1 dan M23.[3] Keduanya membentuk homotetramer dan heterotetramer yang permeabel terhadap air.[3] Bentuk isomer M23 berupa susunan bujur sangkar lebih besar pada membran astrosit ujung akson, dibandingkan dengan bentuk isomer M1 yang lebih kecil dan takstabil. Tetramer akuaporin-4 berkumpul membentuk susunan partikel ortogonal (OAP) pada membran plasma sel.[6]

FungsiSunting

Fungsi secara keseluruhan akuaporin-4 adalah menyediakan transportasi air dengan cepat seperti menjaga keseimbangan homeostatik di dalam sistem saraf pusat. Protein ini merupakan protein saluran air primer yang menyesuaikan homeostasis air di sistem saraf pusat.[3] AQP4 mungkin terlibat dalam berbagai proses fisiologis seperti pembuangan sampah (sistem glimfatik) dan penyelarasan halus homeostasis kalium.[8] Air mengalir ke dalam dan luar otak atau sumsum tulang belakang dibantu AQP4.[3] Di sini, saluran AQP4 merespons secara pasif terhadap gradien osmotik. Lebih lanjut, AQP4 memainkan peran pada transpor air otak, migrasi sel, edema otak, metabolisme, dan homeostasis sel.[9]

Sistem lainnya juga diregulasi oleh AQP4. Pada telinga dalam, peran utama AQP4 adalah memelihara keseimbangan osmotik dalam membantu sel epitelium di dalam organ Korti dengan mendaur ulang K+.[5] Peran spesifik AQP4 lainnya adalah membantu molekul bau berikatan dengan reseptor target dan protein pengikat di dalam epitelium olfaktori.[5] Di dalam retina, peran AQP-4 adalah untuk menjaga homeostasis.[5] Akuaporin-4 penting dalam pembentukan memori maupun plastisitas sinapsis.[8] Kinerja lainnya adalah akuaporin-4 terlibat pada plastisitas sinapsis, migrasi astrosit, regulasi volume ruang ekstraseluler, dan homeostasis kalium.[8]

ReferensiSunting

  1. ^ "Human PubMed Reference:". 
  2. ^ Jung JS, Bhat RV, Preston GM, Guggino WB, Baraban JM, Agre P (December 1994). "Molecular characterization of an aquaporin cDNA from brain: candidate osmoreceptor and regulator of water balance". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 91 (26): 13052–6. doi:10.1073/pnas.91.26.13052. PMC 45579 . PMID 7528931. 
  3. ^ a b c d e f Oklinski MK, Skowronski MT, Skowronska A, Rützler M, Nørgaard K, Nieland JD, Kwon TH, Nielsen S (December 2016). "Aquaporins in the Spinal Cord". International Journal of Molecular Sciences. 17 (12): 2050. doi:10.3390/ijms17122050. PMC 5187850 . PMID 27941618. 
  4. ^ Saadoun S, Papadopoulos MC (July 2010). "Aquaporin-4 in brain and spinal cord oedema". Neuroscience. 168 (4): 1036–46. doi:10.1016/j.neuroscience.2009.08.019. PMID 19682555. 
  5. ^ a b c d Gleiser C, Wagner A, Fallier-Becker P, Wolburg H, Hirt B, Mack AF (August 2016). "Aquaporin-4 in Astroglial Cells in the CNS and Supporting Cells of Sensory Organs-A Comparative Perspective". International Journal of Molecular Sciences. 17 (9): 1411. doi:10.3390/ijms17091411. PMC 5037691 . PMID 27571065. 
  6. ^ a b Verkman AS, Phuan PW, Asavapanumas N, Tradtrantip L (November 2013). "Biology of AQP4 and anti-AQP4 antibody: therapeutic implications for NMO". Brain Pathology. 23 (6): 684–95. doi:10.1111/bpa.12085. PMC 3890327 . PMID 24118484. 
  7. ^ Chu H, Huang C, Ding H, Dong J, Gao Z, Yang X, Tang Y, Dong Q (August 2016). "Aquaporin-4 and Cerebrovascular Diseases". International Journal of Molecular Sciences. 17 (8): 1249. doi:10.3390/ijms17081249. PMC 5000647 . PMID 27529222. 
  8. ^ a b c Hubbard JA, Szu JI, Binder DK (March 2017). "The role of aquaporin-4 in synaptic plasticity, memory and disease". Brain Research Bulletin. 17: 118–129. doi:10.1016/j.brainresbull.2017.02.011. PMID 28274814. 
  9. ^ Desai, Bhargav; Hsu, Ying; Schneller, Benjamin; Hobbs, Johnathan G.; Mehta, Ankit I.; Linninger, Andreas (Summer 2016). "Hydrocephalus: the role of cerebral aquaporin-4 channels and computational modeling considerations of cerebrospinal fluid". Neurological Focus. 41 (3): 1–17. doi:10.3171/2016.7.FOCUS16191. PMID 27581320. 

Bacaan lanjutanSunting

Pranala luarSunting