諾貝爾化學獎報告
2003 年—水及離子通道
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- 125 班第八組
- 02 王世中
- 10 洪浩烜
- 27 鄭竣陽
快速複習
細胞膜
-
流體鑲嵌模型
(Fluid mosaic model) - S. J. Singer & G. Nicholson
- 上面有很多酷東西
物質進出的方法
大功臣
Peter Agre
- 1949 年出生於美國明尼蘇達州
- 約翰霍普金斯大學醫學院博士
- 杜克大學醫學院副院長
- 現任教於約翰霍普金斯大學醫學院及瘧疾研究所
Roderick MacKinnon
- 1956 年出生於美國麻塞諸塞州伯靈頓
- 塔夫茨醫學院獲得醫學博士
- 現任教於紐約洛克菲勒大學分子神經生物學和生物物理學教授
原本在當醫生
為了進行博士後研究放棄了行醫的計畫
兩位大電神
諾貝爾獎
Nobel Prize
- 每年從六大領域選出「對人類文明有重大貢獻的人物」
- 評選機構不一樣
-
因為諾貝爾被數學家綠所以沒有數學獎 - 應該只是因為當初數學沒有改變社會的能力
早就發現了？
時間軸
- 1950 年代就有人推論出會有一個只給水通過的通道
- 1972 流體鑲嵌模型
- 1990 Peter Agre 發現了第一個水的通道
好像延遲了有點久？
- 愛因斯坦的光電效應 12 年後才得獎
- 有關粒子通道的研究還有其他發現
- 來看看吧！
水通道
1980 年代中期
- 腎臟細胞及紅血球上發現了一樣的細胞膜蛋白
- 解開了這個蛋白質的序列以及相對應的 DNA 序列
- 做了一個簡單的實驗
The Experiment
- 把不同細胞放到水中
- 觀察外觀
-
汞離子會阻礙細胞吸收及釋放水
- 水洞 "Aquaporin"
How does it work?
- 2000 年，Agre 發表了一個 aquaporin 的高解析度 3D 圖像
這是 2D 的
水通道在生理醫學上的重要性
- 水通道在腎臟扮演了重要的角色
- 每天 170 公升的初尿
- 70% 的水通過 AQP1 回收
- 10% 的水通過 AQP2 回收
- 抑制尿分泌荷爾蒙促進 AQP2 回收初尿的水
離子通道
鹽類產生的細胞訊號
- 物理化學家奧斯華（1909 諾貝爾化學獎）
- 活體組織中有量到的電流訊號
- 猜測來自於離子透過細胞的進出
神經細胞訊號傳導
- 1920 年代，認為有某種狹窄的離子通道存在
- Alan Hodgkin & Andrew Huxley 在 1950 年代取得重大突破
- 得到 1963 年的諾貝爾醫學獎
- Na⁺ 和 K⁺ 在神經元中擔任重要角色
- 50 年前就知道了，但不知道怎麼運作
選擇性的離子通道
- 1970 年代，離子過濾器
- 有通道只能讓鉀離子通過
- 猜想蛋白質中的氧原子們扮演了一個重要的「取代角色」
- 很難證明
- X 射線晶體繞射
X 射線晶體學
Roderick MacKinnon
- 第一個高解析度的離子通道結構稱為 KcsA
- 從 Streptomyces liridans 得到的
- 能解釋運作原理
Roderick MacKinnon
- 分子「感知器」
- 在門的附近
- 回應於不同的訊號
