陽明團隊改寫「半乳糖凝集素」認知 「無序蛋白」可望成全新藥物標靶

2020/05/25
陽明團隊改寫「半乳糖凝集素」認知 「無序蛋白」可望成全新藥物標靶
今(25)日,陽明大學生化暨分子生物研究所的團隊,針對一種人體常見、與神經退化等疾病有關的蛋白質「半乳糖凝集素-3」(galectin-3)研究後發現,該蛋白質的某些過去未受重視的「無結構區域」,竟是

陽明團隊改寫「半乳糖凝集素」認知 「無序蛋白」可望成全新藥物標靶。研究團隊合影左起孫永宸同學、黃介嶸副教授、郭津岑副教授、邱怡萍碩士 (圖片來源:陽明大學提供)

2020.05.25環球生技雜誌/記者 巫芝岳

今(25)日,陽明大學生化暨分子生物研究所的團隊,針對一種人體常見、與神經退化等疾病有關的蛋白質「半乳糖凝集素-3」(galectin-3)研究後發現,該蛋白質的某些過去未受重視的「無結構區域」,竟是蛋白凝集的關鍵,改寫科學界的認知。此研究成果登上國際頂尖期刊《Nature Communications》。

Galectin-3被認為和免疫發炎反應,與例如亨丁頓舞蹈症、阿茲海默症等神經退化疾病有關,甚至在癌症中也會大量表現;如果能阻斷該蛋白質的分子機轉,將可有效治療相關疾病。然而此蛋白質卻包含了一段很長的無結構區段,也就是所謂的「無序蛋白」。

因為沒有結構可循,不僅過去不受重視,而且這段沒有結構的區段到底如何發揮凝集功能,一直是一個未解的謎團。

陽明大學生化暨分子生物研究所副教授黃介嶸帶領的團隊,經過五年努力,首次觀察到galectin-3利用無序蛋白區段上,關鍵的十二個色胺酸與酪胺酸,進行「液─液相分離」(liquid-liquid phase separation)而聚集在一起。

這對於解答人體內,有半數以上沒有結構或含有一大段無結構區域的蛋白質是如何運作,產生深遠影響。

這項發現也說明了無序蛋白在細胞外凝集的一種機制,未來有機會針對無序蛋白區段設計標靶藥物,藉此阻斷它的凝集,以治療神經退化疾病與免疫疾病。

研究團隊透過比較人類、兔、鼠、狗、豬、鳥、魚類以及兩棲類等脊椎動物galectin-3的基因序列,證實從低階到高階生物的演化過程中,無序蛋白能被保留下來,一定具有某種功能。

接著,再利用基因突變、核磁共振光譜以及顯微鏡技術,觀察到多個galectin-3的無序區段可以互相凝集脂多醣微胞(micelle),進而形成更大的聚集,證實這個蛋白就是利用它的無序區段,來行使凝集功能。

這項研究經歷了林煜皓、邱得宸、邱怡萍、孫永宸四屆碩士生,共花了五年的時間才完成,由後兩位學生共享第一作者的殊榮。