水通道孔径决定排除特性但不影响溶质选择性

水通道蛋白（AQPs）是一类普遍存在的跨膜水通道蛋白。AQP水通道的一个亚组也促进小型极性溶质的跨膜扩散。孔内的收缩，即芳香族/精氨酸（ar/R）选择性过滤器，被认为控制溶质的通透性：以往对单一代表性水通道蛋白的研究表明，狭窄的通道导水，而宽的通道允许溶质通过。为了评估这种选择性模型，我们采用了突变学、通透性测量和水特异性以及甘油可透过的人类AQPs的计算比较。我们的研究表明，AQP1、AQP4和AQP3的选择性过滤器中单个氨基酸的替换以AQP特异的方式对甘油和尿素的通透性产生不同影响。计算的通道横截面积与体外通透性测量的比较表明，选择性过滤器的横截面积可以预测尿素但不能预测甘油的通透性。我们的数据表明，水通道中的底物辨别依赖于溶质、孔径和极性之间的复杂相互作用，并且将单一水通道蛋白作为代表模型的做法导致了对这种复杂性估计不足。