【記者趙芷萱報導】如果把細胞比喻成一座城市，細胞中的蛋白質就像各司其職的公務人員，有的負責供應能量，有的則負責運送物質。國立臺灣大學生化科學研究所專任副教授許家維所指導的研究團隊發現酵素磷酸甘油酸激酶 1（PGK1, Phosphoglycerate Kinase 1）不僅主要負責能量供應與糖解作用（註一），也同時「兼任」物質運輸，目前研究發表在歐洲分子生物學組織旗下期刊《EMBO Reports》。
註一：糖解作用是細胞進行葡萄糖代謝的途徑之一，PGK1則是參與糖解作用、協助細胞產生能量的代謝酵素。
當受體跟表面生長因子、轉鐵蛋白結合後便會開啟內吞作用，，讓PGK1與AP2幫他們進行篩檢、分類。 圖／研究團隊提供
PGK1以往被認為僅能幫助葡萄糖產生三磷酸腺苷生（ATP），但團隊發現PGK1也出現在胞器膜上，而非一般所知的細胞質（註二），「 我們先做了一次搜索的實驗，看把PGK1拿掉後哪一個過程會出問題。」主要的團隊成員臺大生化所博士生朱卲翎分享，他們發現PGK1與同樣在膜上的AP2蛋白質複合體就如同關係親密的同事，若PGK1缺席，AP2複合體就會減少數量，「AP2是由四個蛋白質組成，PGK1有點像是讓它們四個人都待在這，如果沒有PGK1，這四個人會不想工作、不見了。」
註二：進行糖解作用的相關酵素，如PGK1，主要存在於細胞質中；而胞器膜上則多分布負責接收訊號或運輸物質的受體蛋白質與運輸蛋白。
團隊利用全內角反射螢光顯微鏡觀察PGK1（綠點）與轉鐵蛋白（紅點）在細胞膜表面的分佈情況，來了解兩者是否有跟細胞內的受體與AP2結合。 圖／研究團隊提供
另一項新發現則是PGK1可以幫助細胞內吞作用篩選跟分類，許家維解釋，PGK1就如同篩檢員般在城牆邊檢視送進來的包裹，「像是平常在寄信件或包裹，宅配中心就會有人掃條碼，把相同地區的信件放在一起。」但要找出篩檢員實為一大難事，朱卲翎說明當時團隊發現整個細胞質液體中滿滿都是身兼多職的PGK1，難以發現具體位置，「後來我們參考了某一篇論文，把細胞膜打一些小洞，讓液體流出來。」這個方法讓他們更容易挑出有PGK1或AP2在內的目標包裹。許家維指出另外一項困難則是當團隊把結果投到期刊後，會陸續收到國外實驗室點出的問題，「他們會提出這個實驗結果會不會有另外一種方式解釋，這個時候你就要想辦法去回應他們的問題。」為了回應他國疑問，團隊就得多做實驗。
PGK1等代謝酵素的「斜槓」功能讓細胞生物學以及疾病學有了新的研究方向，「我覺得比較像是我們提供了一個解釋。」朱卲翎說明許多癌細胞是靠糖解作用來獲取能量，因此推測癌細胞內的酵素也有可能「兼職」，「會不會是這些酵素本身還有做其他事，讓癌細胞更旺盛 ，所以它才一直使用這一條（糖解作用）路徑。」朱卲翎也期盼持續探索代謝酵素更多功能，逐步拓展細胞生物學的研究視野，揭開細胞運作中尚未被發現的面貌。
許家維（左前）分享，世上仍有其他實驗團隊在進行這些研究，未來也會持續關注酵素的斜槓功能，及探討酵素負責工作間的比例。 圖／研究團隊提供
許家維則提出代謝酵素在過去被發現跟先天性遺傳的代謝性疾病有關，「譬如說這個酵素的突變會影響某一些代謝路徑，這個時候它就會產生糖尿病等代謝性疾病。」目前糖尿病的治療方向只能「減緩」患者的症狀，一旦出現後，就會伴隨著病人一輩子，這次的發現為代謝性疾病提供新的治療路徑。身為糖尿病患者的陳小姐（化名）分享，如果未來發現不同方向，會願意去嘗試，「我的衛教師跟醫生也認為未來總有一天會有新的治療方法出來，說不定真的有可能痊癒。」
陳小姐說明他自己目前使用胰島素幫浦來維持血糖，但他認為機器目前在外觀上不太好看，他很樂見未來能有新的治療方法出現來改善現況。 圖／陳小姐提供
