揭开细胞膜通道的秘密

作者: 晓小

小档案

姓名:彼得·阿格雷

出生时间:1949年

所获奖项:2003年诺贝尔化学奖

姓名:罗德里克·麦金农

出生时间:1956年

所获奖项:2003年诺贝尔化学奖

彼得·阿格雷

罗德里克·麦金农

生物都是由细胞组成的。细胞如同一个由城墙围起来的微小城镇,有用的物质被运进来,废物被运出去。科学家早就猜测这一微小城镇的城墙中存在着很多“城门”,它们只允许特定的分子或离子出入。2003年诺贝尔化学奖表彰的就是有关这些“城门”的研究成果,获得者是彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农。

水溶液是生物体的主要组成部分,主要由水分子和各种离子组成,它们在细胞膜通道中的进出可以实现细胞的很多功能。科学家很早就发现细胞膜中某种通道只允许水分子出入,这就是水通道,可水通道到底是什么,没有人知道。20世纪80年代,美国科学家彼得·阿格雷发现一种被称为水通道蛋白的细胞膜蛋白就是人们寻找已久的水通道,并于2000年公布了世界第一张水通道蛋白的高清晰度立体照片。

离子通道是另一种类型的细胞膜通道,神经系统和肌肉等方面的疾病与之有关,它还能产生电信号,在神经系统中传递信息。但由于科学家一直不能弄清楚它的结构,进一步的研究无法展开。1988年,美国科学家罗德里克·麦金农利用X射线晶体成像技术获得了世界第一张离子通道的高清晰度照片,并第一次从原子层次揭示了离子通道的工作原理。

这两位科学家的发现阐明了盐分和水如何进出组成活体的细胞。比如,肾脏怎么从原尿中重新吸收水分,这对人类探索肾脏、心脏、肌肉和神经系统等方面的诸多疾病具有极其重要的意义。