本院生物化學研究所副研究員張崇毅與吳世雄特聘研究員主持的研究團隊，以台灣烏來本土溫泉菌(Meiothermustaiwanensis)內「C型隆(Lon)蛋白酶」為研究對象，解析建構出該蛋白酶由1個中空內室和6個似觸角般易曲的受質辨識區所組成的獨特三度空間構造。該研究完整呈現隆蛋白酶的中空內室的活性區之構造，以及活性區與3種有機化合物相結合的機制，進而提供新類型藥物設計思考新契機。論文於2013年8月1日刊登在知名結晶學期刊「晶體學刊D卷: 生物結晶學」(ActaCrystallographica Section D: Biological Crystallography)，並入選為當期封面文章。

　　研究團隊表示，隆蛋白酶是一種特殊的大型蛋白質複合體，存在於所有細菌和高等生物細胞胞器內(如粒線體)。隆蛋白酶扮演重要角色，讓細胞在嚴峻環境下仍能行使正常功能。近年來學界亦發現許多致病性細菌包括癌細胞，在人體內存活時亦需要隆蛋白酶。隆蛋白酶乃被視為發展抗生素及抗癌藥物的新標靶。至於台灣本土溫泉菌的C型隆蛋白酶，則是兩位學者於烏來溫泉菌細胞內所發現的新型隆蛋白酶，並於2012年在發表的論文中將其命名為C型。溫泉菌的蛋白質具有較高的熱穩定性，由溫泉菌中取得的酵素，因此可能具有較高的產業應用價值。

　　包括本文第一作者生化所廖建豪博士在內的研究團隊，此次係採用先進的「蛋白結晶-X射線繞射」實驗技術，解開C型隆蛋白酶的全長晶體結構而發現此巨型蛋白酶的主要特徵：一個甕型的中空內室，以及六個似觸角般易曲的受質辨識區。同時，此C型隆蛋白酶以全長未經基因工程剪裁即能在水溶液結晶，且具絕佳的X射線繞射能力。而結晶形式的C型隆蛋白酶仍具備蛋白酶活性，研究團隊並藉此利用活性，成功地放入3種能與其活性區域作共價結合的有機化合物，而解析出隆蛋白酶與小分子抑制劑在中空內室結合的複合體構造。

　　張崇毅博士表示：「由於隆蛋白酶具有結構不穩定性，迄今三十年來許多嘗試以蛋白結晶的方法研究隆蛋白酶與有機化合物的複合體構造並未成功。此次研究能以採自台灣本土溫泉菌所分離的隆蛋白酶首度解析其構造，成果令人欣慰。」

　　這篇研究不僅發現台灣本土嗜熱菌C型隆蛋白酶的結構較穩定，能夠形成優異的結晶體之特性，而有助於應用於晶體導向藥物設計。同時此研究中所解析的C型隆蛋白酶與小分子抑制劑複合體構造中，還包括一個臨床使用中的抗癌標靶藥物「萬科」(Velcade)，對於未來新舊藥物之設計與改良，將具有啟發性新思考。

　　論文參考網站：http://journals.iucr.org/d/issues/2013/08/00/issconts.html