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囊泡
分泌蛋白外排過程中的運輸載體
某些兩親性分子，如許多天然的合成的表面活性劑及不能簡單締合成膠團的磷脂，分散于水中時會自發(fā)形成一類具有封閉雙層結(jié)構(gòu)的分子有序組合體，稱為囊泡（Vesicles）也稱為脂質(zhì)體(Liposome)
在一些細(xì)胞中用來儲存、運輸和消化細(xì)胞產(chǎn)品和廢物。
簡介
應(yīng)用
囊泡最重要的應(yīng)用之一是模擬生物膜。生物膜的主體是由磷脂和蛋白質(zhì)定向排列組成的封閉雙分子層囊泡結(jié)構(gòu)。生物膜在生物活體中起著很重要的作用，具有離子遷移、免疫識別等功能。通過對囊泡的研究，可加深人們對生物膜的認(rèn)識，也為人們的仿生研究提供了一條新的途徑。
囊泡的另一個重要的應(yīng)用是作為藥物的載體。與其它微結(jié)構(gòu)相比，囊泡具有奇特的結(jié)構(gòu)，即存在親水微區(qū)和疏水微區(qū)，這使得囊泡具有同時運載水溶藥物和水不溶藥物的能力。同時，囊泡具有雙層膜結(jié)構(gòu)，與生物膜有很好的兼容性，是理想的體內(nèi)藥物的載體。由于分子進出囊泡需要較長的時間，利用這一特性，近年來，人們研究用囊泡作為緩釋劑，以更好地發(fā)揮藥效。
這些年來，隨著納米技術(shù)的發(fā)展，人們也將囊泡用作模扳來制備納米材料。囊泡也可以為一些化學(xué)反應(yīng)及生物化學(xué)反應(yīng)提供適宜的微環(huán)境。另外，囊泡在化妝品工業(yè)以及食品工業(yè)也有一定的應(yīng)用。
運輸機制
生物體內(nèi)細(xì)胞的正常運轉(zhuǎn)有賴于讓合適的分子在合適的時間抵達(dá)合適的位置。一部分分子，如胰島素，需要被轉(zhuǎn)運出細(xì)胞之外，而其他分子則需要被在細(xì)胞內(nèi)部進行運輸。細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生的分子被包裹于囊泡之中（圖中藍(lán)色表示），但是這些囊泡具體是如何達(dá)成這種精準(zhǔn)的運輸?shù)模窟@一點一直沒有被理解。
囊泡
Randy W. Schekman發(fā)現(xiàn)基因控制下的蛋白質(zhì)在這種囊泡運輸機制中起到重要作用。正如這里的圖上所展示的那樣，通過對比正常酵母菌細(xì)胞（左）和轉(zhuǎn)運機制缺陷的細(xì)胞（右），他成功識別出操控這一轉(zhuǎn)運過程的基因。
James E. Rothman發(fā)現(xiàn)一種蛋白質(zhì)化合物（圖中橘色表示）可以讓囊泡實現(xiàn)與目標(biāo)細(xì)胞膜的融合。囊泡上的蛋白質(zhì)物質(zhì)會與目標(biāo)細(xì)胞膜上的特定蛋白質(zhì)之間發(fā)生結(jié)合，從而讓囊泡可以在正確的位置上釋放其所運載的特殊“分子貨物”。
Thomas C. Südhof研究了大腦中神經(jīng)細(xì)胞之間是如何互相傳遞信號的，以及鈣離子在這一過程中所起的作用。他識別出一種分子機制（圖中用紫色表示），其可以對進入的鈣離子發(fā)生反應(yīng)并觸發(fā)囊泡融合，從而解釋了囊泡輸運機制中時間的精確性是如何達(dá)成的，以及其所攜帶的信號分子物質(zhì)是如何能做到受控釋放。
10月7日消息，據(jù)諾貝爾獎官方網(wǎng)站報道，2013諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎今日公布，得主為James E. Rothman, Randy W. Schekman & Thomas C. Südhof，得獎原因為他們發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)的運輸機制之謎。
生物體內(nèi)每一個細(xì)胞都是一個生產(chǎn)和輸出分子的工廠。比如，胰島素在這里被制造出來并釋放進入血液當(dāng)中，神經(jīng)傳遞素從一個神經(jīng)細(xì)胞傳導(dǎo)至另一個細(xì)胞。這些分子在細(xì)胞內(nèi)都是以“小包”的形式傳遞的，這就是“細(xì)胞囊泡”。這三位獲獎科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了這些“小包”是如何被在正確的時間輸運至正確地點的分子機制。
Randy Schekman發(fā)現(xiàn)了一系列與細(xì)胞囊泡輸運機制有關(guān)的基因；James Rothman發(fā)現(xiàn)了讓這些囊泡得以與其目標(biāo)相融合的蛋白質(zhì)機制，從而可以實現(xiàn)對所運“貨物”的傳遞；Thomas Südhof則揭示了信號是如何實現(xiàn)對囊泡的控制，使其得以精確分配其所載“貨物”。
在這項發(fā)現(xiàn)過程中，三位科學(xué)家：Rothman, Schekman 和Südhof揭示了細(xì)胞內(nèi)輸運體系的精細(xì)結(jié)構(gòu)和控制機制。這一系統(tǒng)的失穩(wěn)將導(dǎo)致有害結(jié)果，如神經(jīng)系統(tǒng)疾病，糖尿病或免疫系統(tǒng)紊亂。
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