Ammoniaktransport gennem aquaporiner

Ph.d.-afhandlingen er udført ved Medicinsk Fysiologisk Institut, Københavns Universitet.

Formålet var at: 1) undersøge hvorvidt aquaporiner (AQPs) er permeable for ammoniak og 2) bestemme de ansvarlige aminosyrer for ammoniakselektiviteten.

AQPs er membranproteiner, som er involveret i passiv vandtransport og evt. transport af små hydrofile molekyler.

I denne ph.d.-afhandling har jeg vist, at AQPs 3, 7, 8, 9 og en plante-AQP (TaTIP2;1) er permeable for NH3 og NH4+. Mine undersøgelser har vist at: 1) NH4 Cl-eksponering af oocytter, der udtrykte de ammoniakpermeable AQPs, medførte en clamp-strøm, forårsagede svulmen af oocytterne og forsurede ekstracellulært pH, 2) formamid og methylammoniak/methylammonium, der strukturelt ligner NH3 , blev transporteret af de ammoniakpermeable AQPs, hvilket blev demonstreret vha. optagstudier og måling af reflektionskoefficienter, 3) udtrykning af AQP8 eller TaTIP2;1 i en gærcellelinje, der manglede endogene NH4+-kanaler, øgede markant gærens vækst, når denne voksede på ammoniakholdige agarplader.

Den molekylære mekanisme bag selektiviteten blev undersøgt vha. mutationsstudier på AQP1 og TaTIP2;1.

Mine resultater tyder på NH3-medieret NH4+ transport igennem AQPs 3, 7, 8, 9 og TaTIP2;1. På denne baggrund foreslår jeg, at AQPs 3, 7, 8 og 9 har en fysiologisk rolle som ammoniakkanaler. I leveren spiller de formentlig en rolle i aminosyremetabolismen samt afgiftningen af NH4+, hvorimod de i nyrerne kan deltage i syre-base-balancen.

I fremtiden skal den fysiologiske betydning af ammoniaktransport gennem aquaporiner belyses vha. dyreeksperimentelle forsøg.