Abstract
兩種非３，５，－環核甘單磷酸及鈣離子依賴性之蛋白質磷酸化酵素和一種第二類蛋白質脫磷酸化酵素己分別從豬腦組細胞質或細胞膜部分中鑑定並分離出來。此篇論文中，詳細地研究了它們的分子結構，生物物理及化學特性；同時亦探討了每個酵素之可能的活性調控機轉。茲將這些研究結果整理歸納如下：１）磷酸化活化的，非３，５，－－環核甘酸及鈣離子依賴性之蛋白質磷酸化酵素：此酵素，是以非活性狀態被分離出來，其活過程須要外加腺嘌呤核甘三磷酸及鎂離子，此醏素只含有一個分子量為３６，０００的次結構單元。腦神經髓鞘鹼性蛋白，鹼性核蛋白，及肝醣合成酵素是此酵素很好的受質。在與其它己知的蛋白磷酸化酵素比較各種生化特性後，指出此一蛋白質磷酸化酵素和所有其它己知的蛋白質磷酸化酵素不同，是一個全新的蛋白質磷酸化酵素。更有趣的是，此一非３，５，－－環核甘酸及鈣離子依賴性之蛋白質磷酸化酵素的活性，可以受到它本身磷酸化狀態的控制。同時，此一研究亦率先指出一種蛋白質磷酸化－－脫磷酸化作用，可能參與了非３，５，－－環核甘酸及鈣離子依賴性之蛋白質磷酸酵素群之活性的調節作用機轉。２）細胞膜上錳離子╱燐脂依賴性之蛋白質脫磷酸化酵素：此蛋白質脫磷酸化酵素是腦組織細胞膜上分離出來。它含有三個次結構單元，分子量分別為６４，０００、５４，０００及３５，０００。此一蛋白質脫磷酸化酵素可以對許多受質作用，包括了小分子的磷酸化合物，如對－硝基苯基磷酸，磷酸化酪胺酸，及磷酸化羥丁胺酸；同時亦可作用於大分子的磷酸化蛋白質，如肝醣分解酵素，腦神經髓鞘鹼性蛋白，鹼性核蛋白，第一類蛋白質脫磷酸化酵素抑制因子－乙，附著於微細管上的ｔａｕ蛋白及神經胞突接合囊蛋白壹。而且，它需要錳離子才能對小分子的磷酸化合物，行脫磷酸化作用；但是需要酸性燐脂來執行對大分子的磷酸化蛋白質之脫磷酸化作用。錳離子和燐脂在脫磷酸化作用中，作為輔助因子的角色並不能互換。我們推測，此一錳離子╱燐脂依賴性之蛋白質脫磷酸化酵素，可能具有兩種截然不同的活化機轉同時，這也暗示了錳離子和燐脂，可能在調節此一多受質的細胞膜上脫一磷酸化酵素之受質專一性上，扮演著重要的角色。３）蛋白質磷酸化酵素ＦＡ，腺嘌呤核甘酸。鎂離子依賴性之第一類蛋白質脫磷酸化酵素的活化因子：我們發現磷酸化酵素ＦＡ事實上是一個與細胞膜結合的膜蛋白，可以利用非離子性的界面活性劑Ｔｒｉｔｏｎ Ｘ－１００將其萃取出來，並加以純化。進一步研究發現，胰島素處理脂肪細胞後，磷酸化酵素ＦＡ會迅速地被活化，並由細胞膜上轉移到細胞質中，而進一步活化細胞質中的腺嘌呤核甘酸。鎂離子依賴性之第一類蛋白質脫磷酸化酵素。證實了磷酸化酵素ＦＡ的確是一個胰島素的訊號傳遞者。我們也發現酸性的燐脂會抑制磷酸化酵素ＦＡ的活性，但是中性的燐脂則無法抑制。另外，利用燐脂分解醏素丙處理純化出來的細胞膜時，附著於胞膜上的磷酸化醏素ＦＡ會隨著處理時間的增長及燐脂分解酵素用量的增加而依比例活化，並釋放出來。許多腦組織裡與神經功能運作有密切關係的重要調節性蛋白質皆是磷酸化酵素ＦＡ很好的受質，顯示磷酸化酵素ＦＡ具有相當寬廣的受質專一性。綜合以上實驗結果，我們相信，磷酸化酵素ＦＡ除了在胰島素作用機轉中，扮演一個重要的訊號傳遞者角色外，可能還參與了細胞內其它複雜生理功能之調節作用。