ATP Synthase (ATP合酶):
氫離子的跨膜流動帶動F0作為“轉子”轉動,F1的催化位點在F0作用下隨之發生變化併合成ATP。ATP合酶像是一臺包含了轉子和定子的設計精巧的電機,將質子流動的動能轉化為ATP中的化學能。
ATP合酶每分鐘可以達到大約8000轉,每次產生3個ATP分子;相當於400ATP/秒。ATP即三磷酸腺苷,是碳基生物體的能量貨幣,被用於蛋白質磷酸化,肌肉收縮,訊號傳導等。
Secretion System (細菌分泌系統):
分泌系統是部分細菌用來將毒素等效應蛋白(Effector Protein)傳遞至寄主細胞內的一種蛋白複合體(Protein Complex),其中最主要的一種為III型分泌系統(Type III Secretion System):細菌感染髮生時,細菌細胞膜上的分泌系統會與寄主細胞膜接觸,並首先在寄主細胞膜上產生一個孔蛋白用來傳遞一系列的毒素。
分泌系統就是一個分子級別的注射器,最神奇的是III型分泌系統的結構與細菌鞭毛(Flagellum)有著很大的相似,可以猜測兩者之間存在進化關係。
Ion Channels (離子通道蛋白):
細胞膜上的離子通道都是具有選擇透過性(Selective Permeability)的,無數的離子通道分佈在細胞膜上以控制各種離子的進出,是細胞進行物質分泌,神經脈衝傳遞不可缺少的一環。Na+,K+,Cl-都有各自的通道。
但是,鉀離子的半徑要大於鈉離子的半徑,那麼根據常識,可以容納鉀離子透過的通道肯定也可以讓鈉離子透過,這卻於事實相悖。科學家們透過研究細菌細胞膜的鉀離子通道發現了這種選擇透過性的機理:在細胞質中,鈉離子和鉀離子都是處於水合(Hydrated)的狀態,他們必須與水分子分離才可以透過離子通道,這一變化所消耗的能量只能透過與過濾器結構中的C=O基團作用來彌補;鉀離子的大小使得他剛好可以與足夠多的氧原子產生相互作來彌補能量消耗,而鈉離子太小,無法透過新的作用力來抵消先前與水分子的作用力,便被拒之門外。
我個人是非常喜歡分子和細胞生物學的,在微觀的尺度上,蛋白質的相互作用同成千上萬的生化反應一起構成了宏觀世界中生命存在的基礎,這在我心裡是最不可思議的科學現象啦~
舉手投足間,無數分子被分解合成,這就是生物的魅力吧。
ATP Synthase (ATP合酶):
氫離子的跨膜流動帶動F0作為“轉子”轉動,F1的催化位點在F0作用下隨之發生變化併合成ATP。ATP合酶像是一臺包含了轉子和定子的設計精巧的電機,將質子流動的動能轉化為ATP中的化學能。
ATP合酶每分鐘可以達到大約8000轉,每次產生3個ATP分子;相當於400ATP/秒。ATP即三磷酸腺苷,是碳基生物體的能量貨幣,被用於蛋白質磷酸化,肌肉收縮,訊號傳導等。
Secretion System (細菌分泌系統):
分泌系統是部分細菌用來將毒素等效應蛋白(Effector Protein)傳遞至寄主細胞內的一種蛋白複合體(Protein Complex),其中最主要的一種為III型分泌系統(Type III Secretion System):細菌感染髮生時,細菌細胞膜上的分泌系統會與寄主細胞膜接觸,並首先在寄主細胞膜上產生一個孔蛋白用來傳遞一系列的毒素。
分泌系統就是一個分子級別的注射器,最神奇的是III型分泌系統的結構與細菌鞭毛(Flagellum)有著很大的相似,可以猜測兩者之間存在進化關係。
Ion Channels (離子通道蛋白):
細胞膜上的離子通道都是具有選擇透過性(Selective Permeability)的,無數的離子通道分佈在細胞膜上以控制各種離子的進出,是細胞進行物質分泌,神經脈衝傳遞不可缺少的一環。Na+,K+,Cl-都有各自的通道。
但是,鉀離子的半徑要大於鈉離子的半徑,那麼根據常識,可以容納鉀離子透過的通道肯定也可以讓鈉離子透過,這卻於事實相悖。科學家們透過研究細菌細胞膜的鉀離子通道發現了這種選擇透過性的機理:在細胞質中,鈉離子和鉀離子都是處於水合(Hydrated)的狀態,他們必須與水分子分離才可以透過離子通道,這一變化所消耗的能量只能透過與過濾器結構中的C=O基團作用來彌補;鉀離子的大小使得他剛好可以與足夠多的氧原子產生相互作來彌補能量消耗,而鈉離子太小,無法透過新的作用力來抵消先前與水分子的作用力,便被拒之門外。
我個人是非常喜歡分子和細胞生物學的,在微觀的尺度上,蛋白質的相互作用同成千上萬的生化反應一起構成了宏觀世界中生命存在的基礎,這在我心裡是最不可思議的科學現象啦~
舉手投足間,無數分子被分解合成,這就是生物的魅力吧。