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用Ｘ光看見蛋白質「摺疊」

98/04/10 19896

王郁涵｜臺灣大學新聞研究所

「同步加速器光源」是探究物質科學的「神燈」，產生的光涵蓋紅外線、可見光、紫外線到Ｘ光的範圍，波長可藉光束線分光儀的調變，照亮不同類型、不同尺度的物質，以便進行實驗。國家同步輻射研究中心副研究員鄭有舜博士主要的研究工作，就是以同步輻射加速器光源的「Ｘ光」波段，觀察「軟物質」的結構及其動態變化。

一般軟物質結構較散亂不規則，高穿透性的Ｘ光以散射的方式，提供了一個原子、分子尺寸解析度的探測物質結構的工具。近年來，同步加速器光源的強度與同調性不斷提升，「Ｘ光強度甚至達到一般學校研究單位使用的傳統Ｘ光光源萬倍以上。」不僅使觀測的尺度從原子級橫跨到微米級的結構，更把以往的靜態結構的研究，推向動態結構變化的研究。

鄭有舜博士說，同步加速器光源的小角度Ｘ光散射最大的功用，是它的非破壞性，這樣才能觀察到蛋白質在水溶液中如何摺疊（folding）。這項特性對蛋白質的研究相當重要。以往研究蛋白質必須把它結晶化，觀察靜態結構，雖然很清晰準確，但是動態結構的變化便不易觀察。「許多疾病的原因與蛋白質在人體中的摺疊有關，」鄭有舜博士說，「仰賴高強度的同步光源，才有機會利用Ｘ光小角度的散射微弱訊號，以非破壞性的觀測，來研究解析蛋白質在接近生物體水溶液環境中的摺疊行為。」

同步輻射光源產生的Ｘ光小角度散射，能觀測到的範圍大致是在數百奈米到 1 個奈米之間，對軟性結構的奈米材質，如膠體、高分子、生物薄膜、蛋白質等，是一項非常有力的工具。隨著微結構的實際應用愈來愈廣泛，使用小角度Ｘ光散射的奈米研究課題愈來愈多，原本的儀器時間已不敷國內眾多研究者的需求。

鄭有舜博士最近的研發，在於利用新的同步輻射Ｘ光光源設計建造一套多功能新穎的小角度Ｘ光散射儀器。使用這儀器，並結合中子散射，可成功觀測生物分子在水溶液面上形成只有薄薄「一層分子」的奈米級結構。這項技術的使用漸臻成熟，在應用層面上不斷創新，鄭有舜博士最新的研究，便是把這項技術用來偵測由 60 個碳原子組合成的巴克球體與卵磷酯的聚合物，在水溶液上所形成的單層薄膜的行為與結構。巴克球體正是前些年獲得諾貝爾獎的碳聚合物，有了這項能看清單層膜結構的工具，將來在巴克球衍伸物的應用方面將可更進一步。

資料來源

《科學發展》2009年4月，436期，75 ~ 76頁

同步加速器(3) 散射(9) 蛋白質(66) 巴克球(6) 摺疊(2) 科發月刊(5210)

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