【本報台北訊】清華大學生命科學院團隊成功破解植物液泡上「焦磷酸水解」膜蛋白的分子結構。此舉不僅幫助全球了解生物體中氫離子的傳輸原理,也從植物回收利用代謝物的自然機制裡,找到未來農產品改良、生質能源開發,與藥物醫學研究等方面的新可能性。
清大校長陳力俊昨帶領該校生科院教授潘榮隆、孫玉珠等團隊成員,公開這項突破性成果。潘榮隆解釋,氫離子的傳輸是生物體生存的最基本機制。膜蛋白的功用,就是控制進出細胞的物質。由於膜蛋白結構極端複雜,其占細胞裡總蛋白質的百分之三十,目前卻只有約百分之一的結構為世人所知。
而所謂的焦磷酸水解,指的就是植物液泡膜上管控氫離子傳輸通道的膜蛋白。植物利用它把代謝後的化學能,轉化為其他酵素所需能量。此外,焦磷酸水解也可見於破傷風桿菌、牙周病菌等原生細菌的細胞表面。
潘榮隆指出,掌握焦磷酸水解的結構,等於透視了植物利用代謝物的秘密。由於它扮演影響植物生長速度、抗鹽、抗旱、抗寒的功能角色,往後不止可望藉此開發新的替代生質能源,還可幫助改良農作物,改善糧食吃緊問題。
另外,因哺乳類體內沒有焦磷酸水解,也可應用於對抗病菌,開發抑制蛋白質活性的藥物,又不會對人體造成傷害。
此項發現由該論文第一作者、清大博士生林士鳴利用X光晶體繞射方法所取得,搶先於研究同樣題目長達十年的日本名古屋大學,成功登上三月份的《自然》雜誌。