華裔教授大突破 合成醣蛋白!!!

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[B]翁啟惠利用大腸菌發現生物新技 可助基因研究和新藥開發 [/B]



　【WJ聖地亞哥電話採訪】台灣中央研究院及美國國家科學院士、加州聖地牙哥史克立普斯研究所（Scripps Research Institute）化學講座教授翁啟惠，在生物技術研究方面又有新的重大發現，使本來無法表現醣蛋白的大腸菌變成可以大量合成醣蛋白。

　這在醣蛋白的合成技術上是一大突破。將來可以發酵方法合成各種重要的醣蛋白，以供基礎研究及開發新藥產品，也給基因體研究提供一新的技術平台。

　這項新的生物技術由翁啟惠和在同一機構服務的舒茲(Peter Schultz) 合作完成，研究成果發表在這一期的「科學」 (Science) 期刊。

　翁啟惠指出，很多人類及其他生物的蛋白質往往需經過修飾後方能表現功能，而最常見的就是蛋白質與醣分子結合成醣蛋白。[B]大部分的人體蛋白（如抗體、賀爾蒙、造血素、激素及一般酵素）皆是醣蛋白，而一般細菌及病毒（如流感、愛滋、肝炎病毒及 SARS 病毒）表面的分子皆由醣蛋白所構成，且與其感染活性有重要關係。 [/B]

　醣蛋白合成技術的開發是生技發展的關鍵之一，而目前仍沒有有效的生物或化學技術用以合成此類的複雜生物分子。經常用的組織培養方法相當昂貴，且所得到的醣蛋白皆是混合物，需經相當複雜的分離過程方能製備單一醣蛋白以供研發。翁啟惠在醣蛋白合成技術上的突破，可說是後基因時代對蛋白質功能的研究及其應用提供一新的方向。





2004-01-16

心急火撩

不大明白，能不能讲通俗些？

蛋白質與醣分子結合成醣蛋白？病毒表面的分子皆由醣蛋白所構成？什么意思啊，说明比如HBsAg就是由HBV直接合成的不用与糖分子结合的醣蛋白吗？

什么是醣蛋白？

这对对付HBV有什么提示？

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有机化合物含有蛋白和一个碳水化合物, 一起可以进行化学连接. 这种结构在血多生命中都存在. 特别是对于哺乳动物基体组织非常重要. 连接的碳水链有很多重要工效: 它可以帮助蛋白折叠成不同几何形状, 稳定蛋白, 影响蛋白的物理性质(如溶入), 在细胞膜中到位, 识别另外一个生细胞(如免疫), 而这些细胞释放入血液合体液中大部分是糖蛋白(Glycoproteins). 其中一组糖蛋白决定血的分组性.

许多病毒也是属于糖蛋白病毒. 比如乙肝的表面抗原, 是细胞产生, 包裹HBV或多余被释放出来. 深入了解糖蛋白的性质, 对于生物医学油中药意义. 比如碳水化合物如很让蛋白被免疫系统或药物识别, 糖蛋白在病毒感染中的深入性质等...

附: 下文可以进一步了解蛋白...

[B]續談蛋白質體學[/B]

很高興又跟大家見面，在第二十六期的電子報裡，我們簡單的向各位介紹何謂目前在生命科學界相當熱門的蛋白質體學（Proteomics），也談到蛋白質體學與基因體學 (Genomics)之間的差異性，以及這門學問在臨床醫學或是其他方面的應用價值。相信大家都還記得，蛋白質體學主要是在討論蛋白質的氨基酸排列順序以及蛋白質的立體結構；那麼究竟這些讓科學家們傷透腦筋的蛋白質是長什麼樣子，它的結構為何會如此多變？現在就讓我們打開蛋白質的大門來一窺究竟。

首先，不得不強調的是，蛋白質是人體中重要的營養素之一，其最主要的功能在維持和調節人體正常的生理機能。例如：我們身體的大部分如皮膚、肌肉、?臟、頭髮、指甲、大腦甚至是骨骼等，均是由蛋白質所組成。除此之外，在體內負責進行免疫作用的抗體、負責消化及新陳代謝等生化作用的酵素、以及內分泌系統中的賀爾蒙，也都是由蛋白質所組成。因此如果人體缺乏這樣重要的成分，將會造成許多嚴重的後果，如抵抗力變弱、新陳代謝失調，甚至使得生長發育不良等。

相信大家都知道，核酸(DNA)只是由四個鹼基組成而產生的直線序列，而蛋白質則是由二十種氨基酸一個個相連組成而在立體空間上摺疊產生複雜的構造。因此循序依其複雜度，可以將蛋白質的結構分成四個層次，分別稱作蛋白質的一級 (primary structure)、二級 (secondary structure)、三級 (tertiary structure)及四級結構 (quaternary structure)。

所謂一級構造是指蛋白質的長條胺基酸序列，這樣的構造一端稱為 N-端 (-NH2，胺基)，另一端則稱為 C-端 (-COOH，梭基)。因為各級構造的訊息都決定於胺基酸的序列，因此這樣的構造是蛋白質最終構形的根本。(當然如果大家沒有忘記，胺基酸序列是根據 DNA 的核甘酸序列轉譯而來，因此最終的訊息是存留於細胞核的核酸中。)除了構造之外，這樣一段固定的胺基酸序列也可能具有某種特定的生理功能，科學家稱之為訊息序列 (signal peptide)；同樣的一段訊息序列可以在許多不同的蛋白質分子上重複出現，例如蛋白質在 C-端若有 Lys-Asp-Glu-Leu 的序列，則會被引導回收到內質網去。

另外，由蛋白質長鏈捲繞成堅固而規則的二級構造，其構形相當規律，藉著胜鍵 (peptide bond)的雙鍵性質形成胜鍵平面；又因其構造內各原子之間特殊的引力或斥力，使得兩相鄰胜鍵平面間的轉動限制在一定角度範圍，而造成規律的兩種主要構形，我們稱作 螺旋 ( helix)及 長帶 ( sheet)，它們的主要構成力量都是氫鍵。若是分子內各部分的二級構造再相互組合，則會構成完整球形 (globular) 的三級構造，其構成的作用力有離子鍵、氫鍵、疏水鍵、金屬離子等作用力；其中疏水鍵對水溶性蛋白質三級構造之穩定性，可以穩定地包埋在分子內部，以維持蛋白質的完整三級構造，貢獻最大。

就如同上面提到，很多蛋白質的三級構造本身即為獨立且具有活性的分子，但有些則要再加上輔脢、輔因子 (如金屬離子)或輔基 (prosthetic group，如肌紅蛋白 (myoglobin) 中的 heme )，有些則要再以醣分子修飾成為醣蛋白 (glycoprotein) 或是要連接脂質成為脂蛋白 (lipoprotein)，甚至更有的要再與其它相同或不同的蛋白質分子結合進而形成四級構造 (如血紅蛋白，hemoglobin)。構成四級構造的每一單位分子，稱為次體 (subunit)，通常各次體之間是以二級鍵 (interaction forces)為主要結合力量。像許多病毒的蛋白質外殼，就是由具有規律而巨大的四級構造組成。

談了這麼多的蛋白質構造，事實上蛋白質要有正確的分子構形，才能有效執行其生理功能。某些外在因素則會破壞蛋白質分子的各級構造，我們稱之為變性 (denatuaration)，例如劇烈震盪、加熱、pH太高或太低、界面活性劑等。變性後的蛋白質大多會失去活性，當變性條件除去後，有些蛋白質會回復原來構形並具有原來的活性，我們稱之為復性 (renaturation)。除此之外，專一性在酵素的催化及細胞生理功能上也扮演著相當重要角色，好比說蛋白質與蛋白質之間或與其它分子(例如核酸或細胞膜)，就經常會有專一性的結合。

介紹了這麼多蛋白質的基本特質，其實這些在蛋白質體學中只能說是冰山一角，浩瀚無崖的科學領域，是永遠都研究不完的，而剩下的許許多多未解的謎題還有待科學家們辛苦耕耘。目前世界各國的科學家無不絞盡腦汁，期望藉由蛋白質體學的角度來解決診斷醫學、應用毒理學及藥理學、生物技術學、癌症醫學研究等各式各樣的問題。(RHM) [/COLOR]

清照

蛋白组学极其复杂，对生命的影响又非常重要，希望将来在这方面会有新的突破来对付HBV。