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Lexikon der Biologie: CHIP-Proteine

CHIP-Proteine, Familie strukturell und funktionell verwandter Proteine mit Wassertransportfunktion. Namengebend war das channel forming integral protein (CHIP) – zunächst nur als ein in Erythrocyten und Nierenepithelzellen, aber auch in Lebergallengängen, der Gallenblase, in Blutkapillarwänden oder Lungenalveolen mengenmäßig hervortretendes Protein charakterisiert. Später wurden die CHIP-Proteine aufgrund von Sequenz- und Strukturhomologien zu den MIP-Proteinen gerechnet. Für die Einordnung von CHIP-Proteinen als Aquaporine, d. h. Wasserkanal-bildende Proteine, sprechenvier Befunde: 1) das Vorkommen in bekanntermaßen sehr wasserpermeablen Zellen und Geweben, z. B. Epithelien; 2) Rekonstitution in Proteoliposomen, deren Wasserpermeabilität dadurch erheblich gesteigert wird; 3) Expression einer CHIP-cDNA in Xenopus-Oocyten (Xenopus-Oocyten-Expressionssystem), deren Wasserpermeabilität hierdurch ebenfalls beträchtlich erhöht werden kann; 4)reversible Hemmung des Wassertransports in Erythrocyten durch HgCl2 und organische Quecksilberverbindungen (Quecksilber). Der Einbau von CHIP-Proteinen in die Plasmamembran geschieht in Form von Homotetrameren, der Wassertransport erfolgt jedoch jeweils getrennt durch die vier Monomere. Für diese wurde eine Kapazität von 2–4 · 109 Molekülen Wasser pro Sekunde ermittelt. Die Kanäle sind konstitutiv aktiviert und erlauben den passiven Wassertransport entlang dem osmotischen Potential über der Membran, das durch die beiderseitige Verteilung osmotisch aktiver Ionen und Moleküle gegeben ist. Eine quantitative Regulation kann über den Ein- und Ausbau von CHIP-Komplexen in die Plasmamembran erfolgen. Einschränkungen in der Funktion der Kanäle können schwere Krankheiten verursachen. Zum Beispiel befinden sich in den Sammelgängen der Niere CHIP-Komplexe, deren Öffnung durch Adiuretin kontrolliert wird (im Gegensatz zu den CHIP-Komplexen der Nierentubuli). Mutationsbedingte Änderungen in der Struktur dieser Komplexe verhindern die Adiuretin-gesteuerte Erhöhung der Transportkapazität, wodurch dem Primärharn nicht genügend Wasser entzogen werden kann und eine vermehrte Ausscheidung unkonzentrierten Harns die Folge ist (Diabetes insipidus; Diabetes). TIP-Proteine, Wassertransport.

M.H./M.B.

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