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2016-03-01五彩繽紛的蛋白—菌型視紫蛋白質
555 期
Author 作者
楊啓伸／臺大生化科技系副教授。
地球上的生物需要能量的供給，才能持續生存。不論是現在，或是約莫30幾億年前生命出現之初，來自太陽的光，是最可靠的能量來源。於是如僅曬太陽，就能將光能轉為可立即使用或儲存的生物能量，是最有效率的方式。眾所週知，「光合作用」就是幫生命系統實現這樣一個夢想；由光變糖。但這個夢想，「光合作用」並非第一個達成的。
遠古時候的微生物，其實早已深諳此道；在當時的一些菌，就已演化出一系列菌型視紫蛋白質（Microbial Rhodopsin），可以利用光照為驅動能量來源，執行各式生理作用，至今仍廣泛存在。
什麼是菌型視紫蛋白質？
菌型視紫蛋白質是一群具有七個穿膜區的光感蛋白質，以穿膜結構間形成一個疏水結合穴，配合第七個穿膜區上「穩住」胺基酸或穩固一個稱為視黃醛（retinal）的發光團（chromophore），利用此發光團來負責對特定波長的光做出反應。
事實上，如果你熟知高等生物系統G–蛋白質偶合受體（G-protein coupled receptor, GPCR），根據最新研究推論，就是來自這類蛋白質的演化。我們的眼睛內的視紫質，就是和這類蛋白質屬同類的。
限於篇幅，本文將以最常見的四種菌型視紫蛋白質，描述如何合作幫忙嗜鹽古生菌Hlaobacterium salinarum這株要在2.5M以上氯化鈉（NaCl）的環境方能生存的菌。但要進一步瞭解之前，我們首先來看這些蛋白質的共同光學特性。......【更多內容請閱讀科學月刊第555期】