基因體中心發表新型的分子探針及醣晶片，可成為研究醣蛋白基因體的利器
February 6, 2007
基因體研究的發展至今，蛋白質體學已成為一個重要的方向。超過百分之八十的人體蛋白質屬於醣蛋白，而醣化的過程已知在生物體的蛋白質功能上扮演重要 的角色。幾乎細胞發炎、癌細胞擴散，都和蛋白質醣化過程中發生變化有關，因此許多科學家鑽研蛋白質醣化與病理之間的關聯性，企圖在醫藥治療上開啟一個新方 向。然而，細胞醣分子的產生非常複雜，不如 DNA 或蛋白質分子一般，可以依據一個既定的模板製造出來。從分子的層面去研究複雜的醣蛋白體時，若能用分子探針去追蹤並純化醣蛋白，以分析蛋白質被醣化的過程，就能對這方面的研究產生莫大助益。
圖1. 細胞內醣蛋白（綠色及黃色）的一舉一動清晰可見
醣類研究是中研院院長翁啟惠的專長，將在 2 月 5 日週內《美國國家科學院期刊》網路線上預告版（
Online Early Edition of Proc. Natl. Acad. Sci. USA on Feb 5-9, 2007），刊載翁院長與基因體研究中心博士後研究員徐翠玲，以及美國 Scripps 研究院的合作研究，所聯合發表的最新研發成功的化學探測法的研究成果，此方法加上翁院長上星期在「自然」雜誌（1 月 31 日 Nature Protocols 網路線上）所發表的快速醣晶片製作方法，將對醣蛋白的研究有重大貢獻。
這個新發明的分子探針將成為探測醣蛋白變化的研究工具。首先，研究人員利用一種類醣物質，將之加入細胞內當作標記醣蛋白的探針。然後，將細胞經過代謝的處理，當作一個酶作用物，讓醣轉移酵素（glycosyltransferases）將之視為天然醣類而轉移至醣蛋白上。這次發表的改良版類醣物質具有更低 的毒性，是研究人員針對細胞生物學應用而特別設計的。被標記的醣蛋白可經由螢光顯示而讓研究人員觀察醣蛋白的行蹤，研究人員更可利用此標記來分離出特殊的 醣蛋白，以作更進一步的分子結構分析。這個新方法若用於病理相關的研究，無異於新型的偵測器，科學家可以在不同的生理環境、病理環境內，針對細胞表面的醣 和外來侵入物的醣化過程作觀測及分析，對於研究醣類表現與感染性疾病、癌細胞病變之間的關聯性有極大的助力，將有利於開發新的疾病檢測法及有效的抗癌藥 物，亦具有產業化的潛能。
圖2. 中央研究院院長翁啟惠院士
註：有關醣與蛋白質翁啟惠針對蛋白質與醣的解釋摘要：
基因要執行功能，當然要合成蛋白質，不過並不是到此為止，蛋白質合成後還要進行轉譯後的修飾。人體的基因會表現出蛋白質，在表現的過程中，RNA 有 剪接的現象，因此可以合成的蛋白質就非常多，而這些蛋白質還會再經過修飾，其中最複雜的修飾方式就是醣化。醣類會影響蛋白質的水溶性和立體結構以及它的功 能。
近 10 年來醣類的研究有重大突破。細胞表面的蛋白質多接有醣分子，這些醣蛋白對於細胞間的訊息傳遞，具有重要的地位。譬如癌細胞擴散時，需要經過血 液，但是這些細胞如何進入血管呢？這時就必須和血管的細胞接觸然後通過。這種接觸非常專一，用到一個細胞表面的醣和另一個細胞表面上的蛋白質。禽流感病毒 H 5 N 1表面有某種蛋白質、人體細胞表面有某種醣類，兩者結合之後，病毒才能進入細胞，這也是專一的結合。
原始網頁：http://genomics.sinica.edu.tw/ch/index.php?t=20&article_id=356
論文摘要：
Nature Protocols 1, 3143 - 3152 (2007)http://www.nature.com/nprot/journal/v1/n6/abs/nprot.2006.489.html