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    清華大學用晶體結構解開腦部鈣化之謎 為失智治療帶來曙光

    文/教育部電子報,圖/國立清華大學 9392020-09-17

    腦部基底核出現鈣化,造成腦細胞表面的膜蛋白通道阻塞,無法傳送信號分子及營養到細胞內,是類帕金森氏症、阿茲海默症等神經退化病症的起因之一...
    清大生物資訊與結構生物研究所教授孫玉珠(右)指導博士後研究員蔡佳吟培養膜蛋白晶體。

    腦部基底核出現鈣化,造成腦細胞表面的膜蛋白通道阻塞,無法傳送信號分子及營養到細胞內,是類帕金森氏症、阿茲海默症等神經退化病症的起因之一。國立清華大學生物資訊與結構生物研究所教授孫玉珠的研究團隊,與中央研究院分子生物所研究員蕭傳鐙的實驗室合作,成功破解「磷酸鹽轉運膜蛋白」分子結構之謎,為失智症的治療帶來了一線曙光。

    這項由科技部尖端計劃支持的研究成果,登上了今年8月的國際頂尖期刊《科學前緣》(Science Advances),成為台灣膜蛋白研究領域的重要里程碑。

    孫玉珠表示,膜蛋白是鑲嵌在細胞膜上的蛋白質,負責傳遞信號並供應能量到細胞內,因此在藥物開發上扮演非常重要的角色。而磷酸鹽轉運膜蛋白則是將磷酸鹽及鈉離子運送到腦細胞內的重要通道,一旦發生病變,通道阻塞,磷酸鈣就會沈澱在細胞膜的表面,最終導致腦部基底核鈣化,產生類帕金森氏症的動作障礙或阿茲海默症等神經退化性病變。

    研究團隊利用國家同步輻射中心的光源,進行X光繞射磷酸鹽轉運膜蛋白晶體,得出繞射圖後進行運算,成功解析出膜蛋白的立體結構,並透過基因序列找到膜蛋白突變的確切位置,讓人類得以首次「看到」失智症的病因。孫玉珠指出,解析磷酸鹽轉運膜蛋白並找到突變位置,已為治療腦部鈣化踏出了第一及第二步,接下來將會與醫師合作,以此結構基礎來設計藥物,利用電腦計算及模擬,實驗篩選出有效的化學小分子,讓膜蛋白恢復正常,「重新打通阻塞的傳遞通道,撥開失智症患者腦中的迷霧。」




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