蛋白質有什麼了不起?

有人說, 狂牛症有什麼好怕的? 它的病原不過就只是蛋白質而已, 又沒有核酸, 沒有遺傳物質, 時間一久蛋白質就會自動氧化掉, 根本不可能造成大流行.

俗話說,

沒有知識也要有常識,
沒有常識就要看電視,
沒有電視就要看網誌.

今天你運氣好, 看到了這篇網誌, 就讓我們來看看蛋白質到底有什麼了不起.

蛋白質是由胺基酸所組成,
胺基酸是蛋白質的單元.

胺基酸有一個NH3+的N端, 和一個COO-的C端, 另外還有一個由C, N, O 或是S經不同組合而成的側鏈, 整個形狀看起來像是一把鐵鎚, 鎚頭是N端, 拔釘器是C端, 柄是側鏈.

而既然胺基酸只是單元, 那麼, 它們的組成及順序就可以決定蛋白質會長成什麼樣子.

一個蛋白質裡的胺基酸排列組成和順序是取決於其基因的核酸序列, 就是DNA啦. DNA做模板合RNA, RNA做模板就可以合成蛋白質, 這一部分是近代生物學的基礎, 叫作中心教條 (Central Dogma) 但是......

Central Dogma 和狂牛病的致病機制無關

蛋白質除了組成和排列以外, 還有一些特性, 這些特性並不取決於遺傳物質DNA或RNA. 一部分的特質, 我們叫它"後轉錄修飾 (post-translational modification)", 像是醣基化 (就是在蛋白質上面加一些醣類分子), 脂肪酸化 (加一些脂肪酸或是類似的長碳鏈分子), 磷酸化 (加磷酸), 或是雙硫鍵形成, 蛋白酶剪切, 二聚, 四聚, 甚至多聚聚合. 而其中最基礎的就是折疊 (folding).

蛋白質的折疊, 一般而言是在它被製造的同時就開始進行了, 大部分的蛋白質只會有一種折疊方式, 因為固定的蛋白序列, 當中的各個原子的電性有正有負, 必然會自己找到最低的位能的相對距離.

但是, 雞蛋卡密嘛有縫, 虻帳卡厚嘛有虻, 吃燒餅那有不掉芝麻的, 折蛋白質那有不折錯的呢?

由於細胞內的微環境在不正常的時候, 會使得蛋白質的折疊產生錯誤, 錯誤的蛋白質就很有可能造成細胞病變. 而這個時候, 一個拯救 地球 細胞的 超人 協助工具就出現了, 名字叫作 Chaperone. Chaperone 的功能就是幫助蛋白質折疊回正常的狀態.下面那個圖, 就是告訴我們, 正常蛋白質 (native protein), 在藍色背景正常的生理狀態下, 折法是對的, 而紅色背景是指高溫狀態, 蛋白質會散掉, 一個造成蛋白質聚集的紫色蛋白sHSP會填入錯誤蛋白的間隙, 造成蛋白聚集. 而當回復正常狀態時, 兩個chaperone, Hsp 70 和 Hsp 100 會幫忙解開聚集的蛋白, 並用 Hsp 70 和 Hsp 60 將之重新折回正常.

EMBO J. 2008, 27, 328-335.

水可載舟, 亦可覆舟, chaperone 可以把錯誤的蛋白矯正, 但是也會把正常的蛋白質變壞.

下圖的圖 (c), 就是整理 chaperone Hsp 104 是怎麼幫助 prion 變成一個可以引發 prion 聚集的種子 (seed)

Trends Biochem Sci. 2009, 34, 40-48.

好啦, 看到這裡, 有沒有覺得蛋白質很厲害?
有沒有發現這和課本上說的不大一樣?
蛋白質的玩法很多,
也不是隨便放著就會氧化掉,
否則感冒早就絕種了.



咳咳咳...要去吃藥了...


是感冒藥, 感冒藥啦