中研院解析酵素蛋白質結構 有助發展生質燃料

中研院與中央大學合作，利用冷凍電顯技術，以原子級的解析度，成功分析出酵素的蛋白質構造，其研究成果有助於透過基因工程，生產更多生質燃料。

中央研究院今天發出新聞稿表示，中研院冷凍電子顯微鏡中心與國立中央大學合作，運用冷凍電顯技術，以原子級的解析度分析出酵素的蛋白質構造。

相關研究成果有助於透過基因工程，生產更多生質燃料。論文已於 4 月 17 日刊載於美國化學學會期刊（Journal of the American Chemical Society），期刊並將研究成果選為當期封面，呈現如藝術創作般的蛋白質酵素 3D 立體結構圖。

中研院指出，過去科學家若要研究蛋白質的原子結構，必須先將蛋白質結晶，再以X光繞射成像，但並非所有蛋白質狀態都可以被結晶。

中研院說，而冷凍電子顯微鏡透過低溫方式固定蛋白質，省去結晶化的過程與限制，並用電子顯微鏡提高解析度到原子的等級，有助於把蛋白質看得更清楚。

因此中央大學生命科學系助理教授陳青諭，以及冷凍電顯中心主持人、中研院生化所特聘研究員蔡明道合作，成功利用此技術揭露了硫磺礦硫化葉菌（Sulfolobus solfataricus）之熱穩定性酮醇酸還原異構酶（ketol-acid reductoisomerase, KARI）的 4 種狀態結構，更瞭解酵素的活性如何受酸鹼值所影響。

中研院表示，研究也發現了 KARI 酵素可能有助生產生質燃料的關鍵特性。

中研院說，一般而言，酵素對幫助其作用的輔酶具高度專一性，如同「一個鎖孔對一把鑰匙」的關係，但 KARI 酵素卻可使用 2 種輔酶（NADH 與 NADPH）。

透過冷凍電顯技術，研究也掌握了「一個鎖孔適用不同鑰匙」的門路，也就是 KARI 酵素對輔酶的雙重特異性，未來也讓基因工程學家可藉此繼續探索在工業應用 KARI 酵素的可能性。

蔡明道說，中研院冷凍電顯中心已具世界一流等級，若善加利用此設施，將可望做出世界一級的研究。這次研究是國際上第 1 篇利用高解析度冷凍電顯結構來明確探討酶學的文章。

他提到，目前有將近 70 個研究計畫正在冷凍電顯中心運作，成果也將開始顯現。

（新聞資料來源 : 中央社）