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陽明交大「無序蛋白」研究 為神經退化性疾病帶來曙光

陽明交大生化暨分子生物研究所教授黃介嶸(左起)、博班生孫永宸與碩班生謝宗倫研究團隊發現,無固定結構的「無序蛋白」,能根據周圍環境酸鹼值(pH值)聚集。圖/陽明交大提供
陽明交大生化暨分子生物研究所教授黃介嶸(左起)、博班生孫永宸與碩班生謝宗倫研究團隊發現,無固定結構的「無序蛋白」,能根據周圍環境酸鹼值(pH值)聚集。圖/陽明交大提供

國立陽明交通大學發現,沒有固定結構的「無序蛋白」,能根據周圍環境酸鹼值(pH值)聚集,宛如漫威電影的經典台詞「Avengers Assemble」,可替神經退化性疾病提供可能的新型藥物靶點,該成果已發表於期刊《Advanced Science》。

陽明交大表示,這項研究聚焦於一種名為「半乳糖凝集素-3」(Galectin-3)的蛋白質,是細胞中垃圾處理站溶酶體(lysosome)損傷的生物標記,其異常聚集,被認為可能與神經退化性疾病有關,但調控其聚集的機制卻仍然未解。

陽明交大生化暨分子生物研究所教授黃介嶸研究團隊則發現,Galectin-3能根據細胞內酸鹼值調整聚集程度,這種能力的關鍵在於其蛋白分子上的幾個帶電小點。研究發現, Galectin-3中結構區域的正電荷胺基酸有助蛋白的聚集,而無序區域的負電荷胺基酸則像「安全閥」,防止蛋白過度聚集,避免傷害細胞。換句話說,酸鹼值可以作為調控Galectin-3聚集的關鍵開關。

黃介嶸表示,無序蛋白沒有固定樂譜,但能靈活配合其他蛋白,共同演奏出細胞功能的旋律。過去認為蛋白要有結構才能發揮功能,但人體有一半以上蛋白帶有無結構的區段,無序蛋白在正常生理條件下沒有固定形狀,反而讓它們能聚集改變形狀與更多不同的蛋白結合,發揮不同的生化功能。聚集是發揮功能的首要條件,不正常集結也和許多神經退化性疾病有關。

黃介嶸舉例,以「半乳糖凝集素-3」為例,正常的聚集和它凝集素的功能有關,但其異常聚集可能加劇其它類澱粉蛋白的堆積,進而引發阿茲海默症等神經退化性疾病。研究無序蛋白聚集行為有助於科學家尋找相關疾病的新治療方法,為未來的醫療應用鋪路。

參與這項研究的兩位共同第一作者為博班生孫永宸與碩班生謝宗倫,兩人都畢業於陽明交大生命科學系,並在大學時期就加入黃介嶸實驗室。

科學家 蛋白質 陽明交大

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