細胞的廢物處理

「蛋白質解體」只屬「處理垃圾」方面的工作,沒有什麼大不了,也沒有須加以特別看重的地方,因為應該已經由「溶酶體」統籌解決了。卻不知道,原來另有天地。

早自十九世紀中,已開始有精密光學儀器發明出來,包括顯微鏡。但它們尚是頗簡陋的,放大能力程度極為有限:雖然能令科學家見到細胞,但不足以作「探究更微細細胞構造」之用。一直要去到上世紀四十年代,有了電子顯微鏡,加上離心機的使用, 並發展出有層次的沉澱技術,「細胞生物學」才有長足的進步。

細胞可說是生命的基本單位。成人體內細胞的總數超過37兆,也就是不止37萬億個。「細胞生物學」的研究,主要針對四個方向:包括細胞內在的結構、功能;細胞的生命活動例如分裂繁殖、死亡;細胞與細胞之間的互動;以至細胞與外界環境相互產生的作用。

細胞「內在」結構(硬件)的「材料」,基本上都屬蛋白質。其中有不少乃是具功能性的組件,我們統稱其為「細胞器」。所有細胞器和其他種種蛋白質,都會有「退役」的一天,肇因可以是:趨向衰老或失卻能力,或功成身退,或新陳代謝,甚至可以是基於「劇情需要」而發生的「凋亡」現象。例如,在人類胚胎中,手本來是「一團」形狀的骨肉,但在胎兒的孕育成長中,其中有部分會消失,導致五隻手指的形成。另一個例子見於蝌蚪變成青蛙時,原來的尾巴亦會逐漸凋亡,最終完全不見了。

蛋白質退役主要操刀手是「溶酶體」

在達致上述各蛋白質「退役」的過程中, 主要操刀的是一些叫「溶酶體」的細胞器。「溶酶體」是具有外膜的囊狀物體,內中有數十種「水解酶」,後者有分解蛋白質的能力。除了自身的東西,「溶酶體」也會處理「外來者」。許多透過細胞吞噬的物質,會先形成「內體」,然後跟「溶酶體」融合,並且進行消化。被「溶酶體」分解後產生的較小分子,隨後可再次被細胞利用。

在較初期之時,科學家偏向研究蛋白質的合成, 更甚於考究蛋白質的解體。當時一般的想法是,「蛋白質解體」只屬「處理垃圾」方面的工作,沒有什麼大不了,也沒有須加以特別看重的地方,因為應該已經由「溶酶體」統籌解決了。卻不知道,原來另有天地。

原刊於《信報》,本社獲作者授權轉載。

顧小培