細胞骨架與運動
馬達蛋白(肌球蛋白、驅動蛋白、動力蛋白,motor proteins)
/ MOH-ter PROH-teen; MY-oh-sin, ky-NEE-sin, DY-neen /
想像一個微小的搬運工,用兩條腿沿著軌道行走,一次邁一步,身後拖著一個沉重的箱子。馬達蛋白正是如此,只不過尺度小到分子級別。它們是把化學燃料轉化為運動的蛋白質,能沿著細胞骨架纖維一步一步地真正行走,同時拖著貨物。它們正是細胞在遠超隨機漂移所能應付的距離上運送物質的方式。
馬達蛋白主要有三大家族。肌球蛋白多沿著肌動蛋白微絲行走,產生肌肉收縮和分裂細胞的掐縊等作用。驅動蛋白沿著微管行走,一般朝正端(常向外,朝細胞邊緣),搬運囊泡和細胞器。動力蛋白也沿著微管行走,但方向相反,朝負端(常向內,朝細胞中心);一種特化的動力蛋白還使纖毛和鞭毛彎曲。每一步都由馬達分解燃料分子ATP時釋放的能量驅動,這能量改變蛋白質的形狀,把一條腿向前擺出。
馬達蛋白之所以重要,是因為在大細胞內單靠擴散慢得絕望——一個隨機漂移的囊泡也許永遠到不了神經細胞的遠端。透過沿纖維軌道有目的地行走,馬達蛋白能把貨物又快又可靠地送到正確的地方。當馬達失靈時,貨物就會堆積;好幾種神經疾病都與神經元長軸突上馬達運輸的損壞有關。
當變色龍改變顏色時,驅動蛋白和動力蛋白馬達會沿著微管把色素顆粒向外或向內滑動,使皮膚變深或變淺。
在同一軌道上方向相反的馬達,讓細胞能把貨物雙向運送。
馬達的方向取決於馬達的種類,而非軌道:驅動蛋白和動力蛋白都行走在微管上,卻朝相反方向走。馬達不是把軌道拉向自己,而是沿著固定的軌道行走。
又稱
另見