2015年10月2日

除錯、修復一把罩─細胞內的蛋白質品管系統

作者/林秀娟(畢業於臺大生命科學系,目前就讀於臺大基因體與系統生物學程博士班)、顏雪琪(中研院分子生物研究所助研究員、臺大基因體與系統生物學程核心教師。研究興趣為蛋白質降解調控及系統生物學)、何思祈(目前在杜克- 新加坡國大醫學院(Duke-NUS Graduate Medical School Singapore)擔任研究助理)

工廠的生產線在大量製造產品時,需要有品質管制系統篩選出不良品,以保證優良的出貨品質。各式蛋白質是生物體的主要組成份子,也是執行細胞生理功能的基本要角,因此維持細胞內蛋白質生產線的超高良率對生命來說也該是第一等大事。然而細胞是如何分辨正確或有缺陷的蛋白質呢?辨別出缺陷之後又將如何處理?今年7月,我們發表在Science期刊的研究談的就是這件事情。

細胞內的蛋白質工廠
在思考這些問題前,先來瞭解一下細胞內蛋白質生產線的運作情形。蛋白質是由一個個的胺基酸組成,而胺基酸的排列順序則由遺傳密碼而決定:DNA(去氧核糖核酸)上的遺傳訊息藉由mRNA(信使核糖核酸)帶出細胞核作為模板,在細胞質中以三個核苷酸為一組密碼子,轉譯成對應的胺基酸序列。轉譯的工作主要是在細胞質裡的核醣體進行,核醣體會在mRNA上的密碼子一步步移動,提供場所給mRNA和帶有反密碼子及相對應胺基酸的tRNA(轉運核糖核酸)碰頭,tRNA藉由反密碼子與mRNA上的密碼子之鹼基互補配對(A和U配對,C和G配對),確認所要接上的胺基酸種類,藉由核醣體催化胺基酸之間的鍵結形成,讓依照遺傳訊息指示排列順序的胺基酸長鏈逐步生成,直到核醣體遇見mRNA上的終止密碼子才結束。

但是這條剛生成的胺基酸長鏈,通常還不是個具有活性的蛋白質,得經過官能基之間的交互作用以形成適當的立體結構,再加上某些化學基團的修飾,有時還得與其他的蛋白質形成複合體,並且被送到正確的胞器位置,這一切都順利的話,才能變成具有正常功能的蛋白質。這個環環相扣的過程,充滿了一子錯則滿盤皆輸的危機!......【更多內容請閱讀科學月刊第550期】

沒有留言: