細胞生理 | 科學Online

G蛋白質耦合受體-2（G protein couple receptor）

2014/11/26

G蛋白質耦合受體-2（G protein couple receptor）
國立臺灣大學生命科學系岳威廷碩士

G蛋白耦合受體是細胞表面種類上最多的一類受體，透過名為G蛋白的嘌呤核苷酸結合蛋白（guanine nucleotide-binding protein）作用將外來訊息傳遞進入細胞。目前有將近1000種G蛋白耦合受體已經被發現，可分別與類花生酸（eicosanoid）、多種神經傳導物質（neurotransmitter）、神經胜肽（neuropeptide）和胜肽荷爾蒙（peptide hormone）等的訊息分子結合。再者，感光細胞中的視紫紅質也是一種G蛋白耦合受體，可以被光所激活。由於G蛋白耦合受體參與很多生理反應，目前已知，大約40%的現代藥物都與G蛋白耦合受體有關。

G蛋白耦合受體的研究最早建立在研究荷爾蒙如何調控環形ATP（cyclic ATP）。例如：當嗅神經的纖毛接收氣味分子時，會活化腺苷酸環化酶（adenylyl cyclase）及增加環狀腺苷單磷酸（cAMP），除此之外，這些反應的進行被發現是需要鳥苷三磷酸（GTP）的參與，這些結果指向氣味分子會經由活化細胞膜上的G蛋白耦合受體活化腺苷酸環化酶導致環狀腺苷單磷酸的增加，而環狀腺苷單磷酸的增加則會開啟鈉離子通道（Na⁺ channel），開啟神經訊號傳導。

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G蛋白

2014/11/25

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G蛋白 (guanine nucleotide-binding protein)
國立臺灣大學生命科學系岳威廷碩士

G蛋白是鳥苷酸結合蛋白 (guanine nucleotide-binding protein) 的簡稱，是由三個不同分別被命名為α、β及γ的次單元所構成，所以G蛋白也被稱為異源三質型G蛋白（為了和其他嘌呤核苷酸結合蛋白做區別）。α次單元會透過和嘌呤核甘酸結合來調控G蛋白的活性：當α次單元和鳥苷雙磷酸 (GDP) 結合時，會和β及γ次單元形成耦合體，此時G蛋白呈現未活化狀態；當G蛋白耦合受體接上訊號分子後，會造成α次單元的GDP被GTP置換而活化α次單元，接著使α次單元和β/γ次單元分離，活化後的α次單元和β/γ次單元會各自開啟下游的訊息傳遞機制。

G蛋白耦合受體作用機制示意簡圖。（岳威廷繪圖）

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內噬作用

2014/10/20

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內噬作用 (Endocytosis)
國立臺灣師範大學生命科學系胡琬琳學士

內噬作用又可稱作胞吞作用，$$\mathrm{endo-}$$在胞內之意，$$\mathrm{-cytosis-}$$吞食之意，顧名思義大抵可解釋為吞入胞內。胞吞作用是一種物質不需穿越細胞膜而進入細胞內的運輸過程，因為大部分的重要物質（例如：蛋白質）為大分子且具有極性，無法任意穿過親水性的細胞質或是細胞膜運輸進入細胞內。藉由細胞膜的內凹以及細胞膜的融合使膜內產小囊泡，不同的產生囊泡運輸機制決定其為何種類型內噬作用。

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早年衰老症候群（Hutchinson-Gilford progeria syndrome）

2014/10/13

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早年衰老症候群（Hutchinson-Gilford progeria syndrome）
國立臺灣大學生命科學所103學年碩士生陳偉民

班傑明的奇幻旅程故事中，男主角一出生就有著衰老的臉龐及身軀。在現實世界中有著相似的突變性疾病，有一群小孩子在出生後，身體便會出現衰老的病徵。

其中最為典型的疾病稱作早年衰老症候群（Hutchinson-Gilford progeria syndrome），簡稱早衰症。只有幾百萬分之一的機會得到此病，得病者在出生約一年左右便會出現發育遲緩或是類似老人的症狀，如動脈硬化、身軀小而虛弱。罹患此種疾病的小孩平均壽命小於 $$15$$ 歲。

早年衰老症候群：圖為罹患早衰症的一名女童(A)。病患體內細胞的細胞核形狀扭曲變形(C)，與正常的細胞核形狀差異很大(B)。
(來源：Scaffidi, P. (2005). The Cell Nucleus and Aging: Tantalizing Clues and Hopeful Promises. Plos Biology. 3(11): e395. oi:10.1371/journal.pbio.0030395)

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造血作用（Hematopoiesis）

2014/10/08

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造血作用（Hematopoiesis）
國立臺灣大學生命科學系何亞軒碩士

脊椎動物體內，所有種類的血球細胞，包含了淋巴球、單核球、紅血球、血小板等，都是源自於具有多功能性（multi-potent）的造血幹細胞（hematopoietic stem cell, HSC）特化而成。造血幹細胞普遍存在於生物體的骨髓、肝臟，以及臍帶血當中，主要有兩個重要的功能，分別為「自我更新（self-renewal）」，以及「細胞特化（lineage commitment）」。

造血作用（圖片來源：翻譯自Hematopoiesis simple. http://en.wikipedia.org/wiki/Haematopoiesis#mediaviewer/File:Hematopoiesis_simple.svg）

自我更新（self-renewal），是指幹細胞能不斷分裂，並永久保持在俱有分化成其他種類細胞的能力。造血幹細胞在體內，由於不斷的進行自我更新，因此，能夠源源不絕地產生動物體所需的各類型血球細胞。

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Wnt訊息傳遞路徑

2014/09/19

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Wnt訊息傳遞路徑 (Wnt signaling pathway)
國立臺灣大學生命科學系碩士班01級岳威廷

Wnt 蛋白質最早被發現在果蠅的突變品系，這群果蠅的表現型為缺翅型，也因此把此種品系命名為 wingless，而此缺失的蛋白質就被命名為 wingless，但後來經研究發現此基因其實和小鼠的原致癌基因（proto oncogene） int 為同源基因，因此就將這同一群基因命名為 Wnt superfamily。

Wnt 訊息傳遞路徑在動物的分子演化過程中屬於高度保守，目前科學家總共發現 $$13$$ 種不同種類的 Wnt 蛋白質，每種 Wnt 在生物體扮演的角色都不同，而不同種類的 Wnt 蛋白質也會開啟不同的 Wnt 訊息傳遞路徑。

根據路徑開啟時 $$\beta$$-catenin參與的有無，Wnt 訊息傳遞路徑可被分類為典型 Wnt 傳遞路徑（canonical Wnt pathway）及非典型 Wnt 訊息傳遞路徑（non-canonical Wnt pathway），而非典型傳遞路徑又可再被細分為細胞平面極性路徑（cell-planer polarity pathway）以及鈣離子路徑（$$\mathrm{Ca^{2+}}$$ pathway）。

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胚胎發育過程中的組織型變機制（The Mechanism of Tissue Morphogenesis during Embryo Development）

2014/09/18

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胚胎發育過程中的組織型變機制（The Mechanism of Tissue Morphogenesis during Embryo Development）
國立臺灣大學動物學研究所98級陳政儀碩士

動物的體制，由簡單的細胞，以不同立體方向組合構成組織、器官，最後建構成完整個體。細胞分裂參與了大部分的發育過程，而有方向性的細胞分裂能夠使組織向外延伸，改變個體的構型。另外相鄰細胞與細胞之間的相對位置改變，同樣扮演著型塑體態的重要角色。發育過程的組織型變主要以三種方式完成：細胞移動（cell migration）、細胞形狀改變（cell shape change）、細胞排序改變（cell rearrangement）（圖一）。

圖一、型態生成過程中的細胞移動方式。A：細胞移動（cell migration）。B：細胞形狀改變（cell shape change）。C：細胞排序改變（cell rearrangement）。(Wallingford, Fraser, & Harland, 2002)

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活性氮（Reactive Nitrogen Species）

2014/05/23

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活性氮（Reactive Nitrogen Species）
國立臺灣師範大學生命科學系黃盟元博士

$$\mathrm{NO}$$ 主要的生物化學反應有氧化、硝化（加入 $$\mathrm{NO_2}$$）、亞硝化（加入 $$\mathrm{NO^+}$$）及亞硝基化（$$\mathrm{NO}$$）幾種。

生物學家在一氧化氮（$$\mathrm{NO}$$）及其代謝產物的深入研究中，提出了一個新名詞「活性氮（RNS）」，RNS 包括各種各樣從 $$\mathrm{NO}$$ 所衍生而出的物質，就像活性氧（ROS）一樣，RNS的產生來自生物自由基的相互作用。

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自由基與活性氧化物 ─ 下

2014/05/14

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自由基與活性氧化物 (Free radical & reactive oxygen species) 下
臺中市雙十國中自然領域王淑卿教師

連結：自由基與活性氧化物（Free radical & reactive oxygen species）上

人體每天約需 $$2000$$～$$3600$$ 仟卡的能量供生命活動之需，能量來源是粒線體內進行的呼吸作用。在這氧化產能過程中會自然產生的許多自由基，在年輕時，體內因有較好的自由基中和系統，自由基造成的影響較小。然而，自由基修補系統的功能隨著年紀增加逐漸下降，體內因此較容易遭受自由基傷害。

常見自由基對人體造成的傷害有如下：

高血壓、動脈硬化症、腦血栓、心肌梗塞等心血管疾病：自由基造成低密度脂蛋白（LDL，俗稱壞膽固醇）的氧化，產生脂質過氧化自由基堆積在動脈內，導致心肌梗塞與中風。
白內障：光化學的變化產生自由基，造成水晶體的氧化，引起水晶體的脂肪質與蛋白質病變，而形成白內障。
癌症：自由基導致基因突變，造成細胞的惡性繁殖或腺體分泌異常。
老化：自由基與細胞內的大分子如 DNA、蛋白質、脂質、細胞、組織等結合，造成外表皮膚失去光澤及彈性，並出現皺紋，或者體內生理機能的退化，而導致衰老。
其他慢性病：如糖尿病、骨質疏鬆症、關節炎、痛風、腎臟病、肝病、腎臟病、肝病、阿茲海默症（老年痴呆症）、帕金森氏症、前列腺病變、性能力下降、免疫功能下降、甚至 AIDS 的感染與發作，均證實與自由基有密切關聯。

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