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發現細胞膜通道 諾貝爾化學獎美兩學者共享 |
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目錄 細胞內的水通道
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瑞典皇家科學院於2003年10月8日宣布，美國科學家艾格瑞與麥金儂分別找到細胞的「水通道」和「離子通道」，有助解決和細胞膜通道運作失調有關的疾病，共同獲得今年度諾貝爾化學獎。 皇家科學院說，兩人發現細胞表面供物質進出的微小孔穴，並提出物質通過這些「通道」的機制學說，開啟各項後續生化與醫藥研究的大門。一些嚴重的神經系統、肌肉與心臟疾病，病因可能都和細胞膜通道運作失調有關，瞭解其中奧秘讓醫藥界得以研發新藥。 五十四歲的艾格瑞任職馬里蘭州約翰霍普金斯大學醫學院，四十七歲的麥金儂任職紐約洛克斐勒大學休斯醫學研究所。艾格瑞在一九八八年分離出一種膜蛋白，一年後他發現這種蛋白就是學界尋找已久的細胞水分通道。 皇家科學院說，這項發現引領出一系列生化、生理與基因研究，讓學界瞭解細菌、植物與動物細胞的水分進出機制。今天，研究人員得以密切觀察水分子通過細胞膜的過程，並瞭解為何細胞能夠只讓水分子通過，而非其他分子或離子。 艾格瑞對於獲獎非常興奮。他在家中表示：「我太高興了，其實我是又驚又喜。雖然在每個科學家的內心深處都夢想能獲得這項殊榮，但你不可能預料到會有這種好事。」 另一位得獎人麥金儂發現的是細胞膜的另一種通道，稱為離子通道。一九九八年，麥金儂領導的研究團隊發現細胞膜鉀離子通道機制，並由Ｘ光繞射結果首度獲得這種蛋白質的立體結構圖像，推翻原有的離子通道學說，震驚學界。 麥金儂的發現，讓研究者得以觀察離子通過細胞膜的過程，並瞭解細胞以各種訊號讓離子通道感應電位變化而快速開啟或關閉的機制。離子通道讓細胞得以發出並傳遞電流訊號，是神經細胞溝通的關鍵。洛克斐勒大學發言人羅夫女士說，得獎消息宣布時麥金儂不在家中，校方也找不到他，無法得知他的得獎心情。
另文： 水通道、離子通道、都是細胞膜的「門」 透過這些門 和外界不斷交換物質 所有的細胞外面都有一層細胞膜，由不透水的磷脂分子組成，可以阻止細胞內外物質互相流動；但只要細胞是活的，就必須和外界環境不斷交換物質，因此細胞膜上必須有一些「門」，適當時候開啟，讓特殊物質可通過，讓水通過的門就是「水通道」，讓離子通過的門就是「離子通道」。 水通道和離子通道都是由蛋白質構成，離子通道的作用是在十九世紀末發現的，除了離子通過會傳遞訊息外，當細胞膜一側的帶電離子進入另一側後，細胞膜內外兩側的電壓就會改變，也會傳遞訊息；心臟跳動就與此有關，心臟跳動不是由大腦控制，而是鈣離子通過細胞膜進入細胞後，會和細胞內的蛋白質起作用，同時鈣離子濃度變化也發出訊號，促成心臟收縮。 水通道相關研究則是在一九五０年左右開始，人類原本以為水只能從濃度高的地方，穿過細胞膜滲透到濃度低的地方，後來才知道應該有一些通道，讓水能更快速、消耗更少能量地穿過細胞膜；腎臟依靠水通道回收體內水分的作用非常重要，一般人每天排出約一點五公升的水，若水通道失去作用，就會排出十八公升水，造成極度口渴，血壓也降低。 |
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