Aquaporin-4

Definition

Aquaporin-4, kurz AQP4, ist ein integrales Transmembranprotein, das zu den Aquaporinen gehört. Es ermöglicht – abhängig vom hydrostatischen und osmotischen Gradienten – in verschiedenen Geweben die Diffusion von Wasser.

AQP4 wird durch das gleichnamige Gen in Chromosom 18 an Genlokus 18q11.2 kodiert. Das Gen umfasst 13,766 kb.^[1]

Aquaporin-4 besteht aus 323 Aminosäuren und hat eine molekulare Masse von 34,83 kDa.^[1] Es setzt sich aus sechs Transmembrandomänen zusammen, die über fünf Schleifen miteinander verbunden sind. Die so zusammengesetzten AQP4-Monomere liegen in der Regel in einer tetrameren Quartärstruktur vor. Bereits die monomere Struktur ist funktionsfähig.

AQP4 kommt vor allem im Gehirn und Rückenmark vor und wird überwiegend in den Fortsätzen von Astrozyten, aber auch z.B. im Nervus opticus exprimiert.^[2] Im ZNS kontrolliert vor allem AQP-4 die Wasserhomöostase.

Zusätzlich ist AQP-4 im Innenmark der Niere an der basolateralen Seite der Hauptzellen des Sammelrohrs zu finden. Während Aquaporin-2 durch ADH stimuliert wird und für den apikalen Wassereinstrom aus dem Lumen des Tubulus in die Zelle verantwortlich ist, ermöglicht AQP4 zusammen mit AQP3 den basolateralen Wasserausstrom.

Im Rahmen einer Optikusneuritis lassen sich häufig AQP4-Antikörper nachweisen. Studien weisen darauf hin, dass AQP4 auch im glymphatischen System eine Rolle spielt und möglicherweise am Abbau von Beta-Amyloid bei Morbus Alzheimer beteiligt ist.^[2]