白內障 (cataract) 被認為是目前全球人類最主要的眼疾之一。雖然白內障發生之詳細機制尚未完全清楚，但研究證據顯示，白內障與人類眼球中之水晶體蛋白 (crystalline proteins) 的聚集 (aggregation) 或錯誤摺疊 (mis-folding) 現象有關。人類 γD-型水晶體蛋白是具有173個胺基酸殘基之結構蛋白，為人眼水晶體中之主要 γ型水晶體蛋白之一種；其與幼年及成熟白內障 (juvenile & mature-onset cataract)之發展高度相關。本研究目的在於尋找具潛力之小分子物質(例如：鄰香蘭素(ortho-vanillin))，並探討其對於人類 γD-型水晶體蛋白經UV-C紫外線照射(ultraviolet-C irradiation) 誘導產生聚集之影響。依據我們光散射 (right-angle light scattering)、穿透式電子顯微鏡 (transmission electron microscopy)、及凝膠電泳 (electrophoresis)之實驗結果指出，鄰香蘭素可抑制人類 γD-型水晶體蛋白因UV-C紫外線誘導產生之聚集，且抑制效果與鄰香蘭素濃度間成正相關。此外，同步螢光光譜 (synchronous fluorescence spectroscopy) 及色氨酸螢光猝滅 (tryptophan fluorescence quenching) 結果顯示，鄰位香蘭素與蛋白質間(主要是色氨酸殘基)之交互作用/鍵結會誘導人類 γD-型水晶體蛋白結構產生變化。最後，我們亦透過生物資訊 (bioinformatics) 及分子對接 (molecular docking) 等工具之輔助，對於鄰香蘭素與人類 γD-型水晶體蛋白間之交互作用區域及主宰之交互作用力等方面，提供更深入之資訊。我們認為，雖然無法直接使用鄰香蘭素治療白內障，但相信本研究之成果對於開發及設計治療白內障具潛力藥物方面，將能提供可行之建議。（化工系王勝仕教授提供） 圖1. 本研究實驗結果之概觀圖 (overview) 圖2. (A)人類 γD-型水晶體與鄰香蘭素所形成其中，錯合物之最佳鍵結模型 (其中，Pi-Pi stacking: blue dash line; hydrogen bonding: yellow dash line) (B) 2D 交互作用關係圖 (其中，Pi-Pi stacking: green; hydrogen bonding: violet)
白內障 (cataract) 被認為是目前全球人類最主要的眼疾之一。雖然白內障發生之詳細機制尚未完全清楚，但研究證據顯示，白內障與人類眼球中之水晶體蛋白 (crystalline proteins) 的聚集 (aggregation) 或錯誤摺疊 (mis-folding) 現象有關。人類 γD-型水晶體蛋白是具有173個胺基酸殘基之結構蛋白，為人眼水晶體中之主要 γ型水晶體蛋白之一種；其與幼年及成熟白內障 (juvenile & mature-onset cataract)之發展高度相關。本研究目的在於尋找具潛力之小分子物質(例如：鄰香蘭素(ortho-vanillin))，並探討其對於人類 γD-型水晶體蛋白經UV-C紫外線照射(ultraviolet-C irradiation) 誘導產生聚集之影響。依據我們光散射 (right-angle light scattering)、穿透式電子顯微鏡 (transmission electron microscopy)、及凝膠電泳 (electrophoresis)之實驗結果指出，鄰香蘭素可抑制人類 γD-型水晶體蛋白因UV-C紫外線誘導產生之聚集，且抑制效果與鄰香蘭素濃度間成正相關。此外，同步螢光光譜 (synchronous fluorescence spectroscopy) 及色氨酸螢光猝滅 (tryptophan fluorescence quenching) 結果顯示，鄰位香蘭素與蛋白質間(主要是色氨酸殘基)之交互作用/鍵結會誘導人類 γD-型水晶體蛋白結構產生變化。最後，我們亦透過生物資訊 (bioinformatics) 及分子對接 (molecular docking) 等工具之輔助，對於鄰香蘭素與人類 γD-型水晶體蛋白間之交互作用區域及主宰之交互作用力等方面，提供更深入之資訊。我們認為，雖然無法直接使用鄰香蘭素治療白內障，但相信本研究之成果對於開發及設計治療白內障具潛力藥物方面，將能提供可行之建議。（化工系王勝仕教授提供）
圖1. 本研究實驗結果之概觀圖 (overview)
圖2. (A)人類 γD-型水晶體與鄰香蘭素所形成其中，錯合物之最佳鍵結模型 (其中，Pi-Pi stacking: blue dash line; hydrogen bonding: yellow dash line) (B) 2D 交互作用關係圖 (其中，Pi-Pi stacking: green; hydrogen bonding: violet)