人體內鈣粘蛋白如魔鬼氈 一旦綁定越粘越緊

李少維

【正見新聞網2021年03月10日】

基於鈣粘蛋白的細胞連接的結構蛋白的主要相互作用。肌動蛋白絲(actin filament)連接到α輔肌動蛋白(α-actinin),通過紐蛋白(vinculin)連接到膜上。紐蛋白的頭部通過α-,ß-和γ-連環素連接到E-鈣粘蛋白。紐蛋白尾部結合到了膜脂和肌動蛋白絲。(公有領域)

人身的肉體組織為什麼可以如此結實地粘合在一起?科學家發現一種特殊的蛋白——鈣粘蛋白 (cadherins)起到重要作用,把細胞緊密地粘合在一起。

鈣粘蛋白 是人體內重要的一種蛋白,負責神經、心臟、胎盤和皮膚等多種人體組織之間的粘合,幫助這些細胞組織維持功能和形狀。

這些體積較大、棒狀的蛋白在細胞壁內負責細胞內外信息的傳遞。它們既可以和本細胞內的其它鈣粘蛋白綁定,也可以和其它細胞上的鈣粘蛋白綁定。

科學家最早在四十多年前發現這種蛋白,可是一直困惑的是,單個這類蛋白之間的綁定力度很弱。「關於細胞和組織之間的膠水,還有重要的問題沒有答案。」美國科羅拉多大學波德分校(University of Colorado Boulder)化學和生物工程學教授施瓦茲(Daniel K.Schwartz)說「這些蛋白之間的綁定力度看起來很弱,而組織內的細胞卻能牢固地粘合在一起,看來我們對這些蛋白的了解還存在很大的空白。」

3月9日發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)的研究終於有助於填補這項空白。

這份研究發現,雖然單個這個蛋白之間的綁定力度很弱,但是多個蛋白粘合在一起,具有像「魔鬼氈 」一樣的效果,使得粘合效果更強、更經久。不僅同個細胞內的蛋白綁定更牢固,細胞之間的綁定也更牢固——綁定力度可達單個蛋白之間綁定力度的30倍。而且一旦形成綁定,它們之間的結合還會越來越緊密。

「魔鬼氈 」就是尼龍搭扣,由兩條織物組成,一條表面覆有環狀結構,另一條表面覆有鉤狀結構。將兩條織物用力壓緊時,鉤與環相結合,形成緊固的狀態。

這份研究的主要作者科羅拉多大學波德分校(University of Colorado Boulder)化學和生物工程系的湯普森(Connor Thompson)說:「更好地了解這些蛋白,有助於設計仿真度更高的人體組織,或者發明有特定標靶和更有效的抗癌藥物。」

湯普森說,例如可以設計出新的抗癌藥物,通過阻斷這些鈣粘蛋白之間的相互作用,停止或減緩腫瘤細胞上新血管的形成,從而減緩腫瘤的生長。

(大紀元)

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