Ein Aquaporin ist ein spezialisiertes Protein, das sich in der Zellmembran von Körperzellen befindet. Es bildet den Mechanismus, der dafür verantwortlich ist, bei Bedarf Wasser in die Zelle hinein und aus ihr heraus zu pumpen. Aquaporine sind Teil der großen Familie der wichtigsten intrinsischen Proteine, Proteine, die Poren oder Kanäle in der Zellmembran bilden und die Zusammensetzung des Zellinneren regulieren.
Das Aquaporin wurde 1992 von Peter Agre von der Johns Hopkins University entdeckt. Für seine Entdeckung erhielt Agre 2003 den Nobelpreis für Chemie. Er entdeckte Aquaporine zufällig während einer Studie zum Rh-Blutgruppenantigen und bestätigte damit den lang gehegten Verdacht der wissenschaftlichen Gemeinschaft, dass ein Mechanismus zum Transport von Wasser durch die Zellmembran existiert.
Aquaporine leiten Wasser in die und aus der Zelle, verhindern jedoch die Bewegung von Ionen und anderen gelösten Stoffen durch die Zellwand. Eine spezielle Form von Aquaporin, Aquaglyceroporin genannt, ermöglicht die Bewegung einiger gelöster Stoffe in die und aus der Zelle, lässt jedoch wie normale Aquaporine keine geladenen Teilchen oder Ionen durch. Einige gelöste Stoffe, die Aquaglyceroporine ermöglichen, die Zellmembran zu passieren, sind Ammoniak, Kohlendioxid und Harnstoff. Welche Arten von gelösten Stoffen von Aquaporinen durchgelassen werden, hängt von der Größe des Proteinkanals ab.
Derzeit sind bei Tieren 13 Aquaporine bekannt, von denen sich sechs in der Niere befinden. Biologen vermuten, dass es noch viele weitere zu entdecken gibt. Pflanzen haben auch Aquaporine, die für den Transport von Wasser aus dem Boden und durch die Wurzeln zu verschiedenen Pflanzenstrukturen wesentlich sind.
Seit ihrer Entdeckung wurde festgestellt, dass Aquaporine an einer Reihe von menschlichen Krankheiten beteiligt sind. Wenn sie manipuliert werden könnten, könnten sie sogar der Schlüssel zur Heilung einiger medizinischer Probleme sein, wie z. B. Flüssigkeitsretention infolge eines Herzinfarkts oder Schlaganfalls. Auch Aquaporin-Mutationen und -Mangel können zu Krankheiten führen. Der hereditäre Diabetes insipidus, eine Erkrankung, die durch übermäßigen Durst und Harndrang gekennzeichnet ist, ist beispielsweise auf eine Aquaporin-Mutation zurückzuführen. Die Devic-Krankheit, auch Neuromyelitis optica genannt, ist eine Autoimmunerkrankung, die durch eine Entzündung des Sehnervs und des Rückenmarks gekennzeichnet ist und auf Autoimmunreaktionen gegen ein Aquaporin zurückzuführen ist.