人类的许多疾病诸如老化、退化性神经疾病及癌症等，都和蛋白质的缺陷有关。为了除去缺陷蛋白，细胞会透过品管降解机制（分解成小片段）“去芜存菁”。
中央研究院分子生物研究所颜雪琪副研究员研究团队，日前新发现一个由蛋白质管理蛋白质品质的机制：CRL2 蛋白质能辨识出缺陷蛋白的尾端特征，进而将其标记、清除。此品管机制的发现为蛋白质降解调控的研究竖起一座里程碑，对蛋白质生物工程应用注入新的思维，并有助蛋白质品管缺陷疾病发展医疗策略。本研究成果于今年 5 月发表于国际期刊《分子细胞》（Molecular Cell），同时获选为该期刊当期的重点论文，并以专文介绍。
蛋白质为细胞执行生理功能的重要元件，人体细胞中即有上万种的蛋白质，这些蛋白质可能因制程瑕疵或环境刺激产生缺陷，而有缺陷的蛋白质亦可能影响其他正常蛋白质的运作，进而危害细胞，甚至整个生物体。
“蛋白质品管降解”机制即：具品管功能的蛋白质将缺陷蛋白降解（分解成小片段）成无害的胜肽或氨基酸，进而维持细胞健康。然而，人体中却只有少数蛋白质具有品管功能。这些具品管功能的蛋白质是如何在难以计数的缺陷样态中，精准地辨认出特征、揪出有缺陷蛋白？是本次研究团队特别关注的议题。
颜雪琪副研究员于 2008 年建立“全蛋白质稳定度监测系统”（Global Protein Stability，GPS），可同时侦测细胞中上万个蛋白质的稳定度。透过此项技术，2015 年研究团队就先在硒蛋白的研究中发现，蛋白质 CRL2 具有蛋白质品管的功能。本次研究团队沿用此项技术，进一步掌握 CRL2 的品管机制。
研究发现，CRL2 可透过多种受器的转换，快速且准确地辨识缺陷蛋白尾端的特定短胜肽，进而将该蛋白质标记、清除。这些特定短胜肽约由 6 到 10 个氨基酸组成（如下图），而不同序列的短胜肽也引导不同降解速度。此研究成果将调控蛋白质降解速率的准确度大大提高，可望为蛋白质生物工程的应用带来新的契机。
▲ CRL2 参与的蛋白质降解机制与其辨认的特定短胜肽特征。
除了针对缺陷蛋白，研究团队也发现蛋白质 CRL2 的品管机制对正常但带有尾端降解讯号蛋白也适用，由此可知，任何蛋白质只要接上这些短胜肽，就会被 CRL2 快速且准确地辨识、标记，进而被降解清除。目前，研究团队已着手检验此降解机制的其他生理功能及对蛋白质的整体影响。
此论文第一作者为国立台湾大学生命科学院基因体与系统生物学学位学程博士生林秀娟。颜雪琪实验室的研究是由中研院前瞻计划与科技部专题计划的经费所支持。
（首图来源：shutterstock）
