2015年11月2日

為什麼要G蛋白偶合受體?

作者/蔡孟利(宜蘭大學生物機電工程學系教授,本刊總編輯)

細胞就像一座精密的超迷你工廠,它的內部時時刻刻都在發生各種化學變化,當然就需要許多種類的蛋白質或小分子參與,而且這些分子要一個接一個地把訊息傳遞下去,最終才能執行一個完整的任務。

細胞若要生存下去,必須要感應環境中許多物質的訊息,以針對這些化學分子的刺激做出適當的反應,像是趨、避、吞、吐的行為或調整細胞內部組成物質的濃度。特別是多細胞生物中,組成個體的各細胞之間,需要更多樣化的化學分子作為彼此溝通協調的媒介,以確保個體能對環境做出適當的整體反應。

細胞內外皆是以水為主體所構成的環境,一般水溶性的物質很難通過細胞膜中由磷脂質尾端所構成的避水性層,所以,一個很現實的問題就出現了,細胞內部反應外部刺激物的應變機構,到底是如何得知那些不得其門而入的刺激物所帶來的訊息呢?

這得仰賴在細胞膜上那些數量種類眾多的蛋白質受體了。

細胞膜上有著各式貫穿細胞膜的蛋白質,職掌著各式各樣的功能,其中有一大類的蛋白質的功能是作為將細胞外的訊息傳遞給細胞內的媒介,我們通稱這一類的蛋白質為「受體」(receptor)。受體的結構中有一部分是裸露在細胞外的環境中,可以跟那些作為刺激物的外來化學分子短暫的結合在一起,並且因為這樣的結合引發細胞內特定的訊息傳遞事件,導致對應於此刺激的反應發生。

這裡所說的「特定的訊息傳遞事件」,指的是一些特定的物質在細胞內部數量增加的過程。因為對細胞來說,對應於刺激的反應方式不管是運動或是產生新的物質,都牽涉到某些化學反應的忽然發生;而細胞內的某一化學反應要從沉寂忽然變成活躍,若不是臨時供應了原來所沒有的反應物,就是原本沒有活性的酶忽然被活化了。臨時供應了原來所沒有的反應物,當然就是增加了某些物質的數量;而原本沒有活性的酶忽然被活化了,如果不是活化它的某種原來不存在的物質忽然出現了,就是原本少少不夠起活化作用的某種物質忽然增多了。......【更多內容請閱讀科學月刊第551期】

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