【台灣醒報記者李昀澔台北報導】中研院團隊又有新突破！中研院生化所特聘研究員陳瑞華所領導的團隊陸續歷時9年，於國際頂尖期刊《分子細胞》發表研究指出，生物體細胞內「物質運輸」的關鍵之一，是一種小型蛋白質「泛素」上的「K33」連接點，該機制牽涉神經細胞訊息傳導、荷爾蒙分泌等重要生理功能，被國際學界視為基礎生命科學研究的重大進展。
泛素是由76個胺基酸所組成的小型蛋白質，在76個胺基酸中，有8個「位點」可供「鍵結」，就好像8個卡榫，能使泛素像「樂高」玩具一樣，連接成各種結構的「泛素鏈」，而泛素與體內其他蛋白質結合的現象稱作「泛素化」，透過蛋白質被泛素化，會啟動許多維持生命現象所必須的生理反應。
【泛素化功能解密】
在8個鍵結位置中，學界目前較清楚的是「K48」位點，K48所引發的蛋白質泛素化，會將細胞內物質送到「蛋白酶體」，進行「降解」反應；蛋白酶體號稱是細胞內的「碎紙機」，各種代謝廢物都會運送至蛋白酶體分解。另一條與降解反應不同的路線，是「K63」位點蛋白質泛素化引起的連鎖反應，包括細胞內與細胞間訊息傳遞、物質運輸及部分免疫反應，都與K63有關。
由K48與K63涉及的生理功能可知，泛素對維持生命至關重大，因此學界長期以來亟欲找出另外6個鍵結位置的功能，但都鮮有突破。陳瑞華團隊意外發現，「K33」鍵結位置與細胞內物質運輸大有關聯；而要「搞懂」陳瑞華等人的研究，必須先理解細胞內重要構造「高基氏體」與物質運輸的關係。
【胞內樞紐高基氏體】
「高基氏體就好比是細胞內的交通樞紐，」陳瑞華比喻，無論物質是從細胞中心的「細胞核」送往細胞膜，或「由外而內」運輸，都必須「經過」高基氏體，也就是當「待運輸」的物質送到高基氏體後，會「包裹」在「囊泡」構造中，透過類似「從大泡泡中捏出小泡泡」的方式脫離高基氏體外膜，再與「核內體」或細胞膜等「下一站」構造的「大泡泡」融合，達到物質運輸的效果。
陳瑞華團隊發現，一個稱作「KLHL20」的蛋白質酵素，會催化另一個稱作「Crn7」的蛋白質與泛素K33位置連結，形成泛素鏈；而在Crn7泛素化後，會與高基氏體上的一個蛋白質「Eps15」結合，Eps15的功能類似地標，可將Crn7「帶到」高基氏體外膜上的定點。
【推動胞內物質運輸】
高基氏體外膜上有一種稱作「球狀肌動蛋白」的物質，泛素化的Crn7會促使球狀肌動蛋白聚集成鏈狀的纖維肌動蛋白，在纖維肌動蛋白「增長」同時，會擠壓高基氏體外膜，就像擠壓大泡泡會擠出小泡泡一般，當小泡泡不斷被擠壓，最後脫離高基氏體外膜，小泡泡內包裹的物質就隨著小泡泡往細胞膜移動。
研究人員透過細胞實驗抑制KLHL20或Crn7功能，使細胞運輸受損，就無法存活，而K33位置被破壞後，細胞生長狀況也較差，顯示K33引發的泛素化確實是維持生命的重要環節。陳瑞華指出，包括生物體如何決定該走K48的「垃圾桶」路線，或K63與K33的物質運輸途徑，以及其他負責「去泛素化」的酵素是否與K33及細胞內物質運輸有關，都是未來繼續研究的方向。
