生物物理實驗室

1995年開始運作，探討生物分子，如抗菌及抗微生物peptides、離子通道蛋白質、DNA等，與生物脂膜結合後的功能。目前已完成最先進的X-光片層繞射/滲透壓技術 (Lamellar X-ray Diffraction/Osmosis: LXDO)，能夠同時測量脂膜結構及脂膜截面積壓縮係數。脂膜的細部結構，如親水區厚度、厭水區厚度界面分子團的位置及脂膜含水量等，皆可偵測，而且解析結構的變化可達0.1 埃。利用這項技術，解決多年來脂膜研究的諸多疑點和爭論， 計有：(1) 證實脂膜降溫至相變前展現膨脹變軟；(2) 證實溫濕度變化時，脂膜的親水頭部分子群之結構，依脂膜分子的碳氫鏈是否具有支鏈，可以具有可變性或不變性；(3) 證實滲透壓需要高過一個門檻才能壓縮低溫膠體態脂膜的截面積；(4)探討滲透壓壓縮脂膜截面積的原因，建立滲透壓導致脂膜親水-厭水界面張力變化的正確關係，由等溫線下測量的脂膜截面積隨滲透壓的變化，求得脂膜截面積的壓縮係數。目前正著手測量 -- 由多種脂膜分子、膽固醇等組成的真正生物胞膜之結構及性質.

除此之外，目前也已完成指向性雙圓極化光吸收光譜技術 (Oriented Circular Dichroism: OCD), 用以偵測peptide的二級結構體以及結構體在脂膜的方位. 利用LXDO及OCD已成功地證實: 抗菌及抗微生物peptides殺菌的機制 – peptides 吸附於脂膜表面, 產生延展表面的張力, 使脂膜變薄; 當peptides 濃度超過臨界值, peptides 會裂開脂膜, 形成孔洞, 使微生物及細菌的新陳代謝失調而死亡. 目前正著手調查控制殺菌機制的因素, 諸如: 脂膜疏水/親水截面積比, 脂膜厚度, 抗面積延展剛性係數, 帶電量; peptide疏水/親水的胺基酸分佈, peptide二級結構體的構造及幾何尺寸, 帶電量等等.

未來的研究專題：(1)蛋白質在脂膜中的摺疊及相對應的功能；(2) DNA與脂膜的結合及其作用；(3)帶電之penetrating peptides 穿針引線，帶領蛋白質、酵素等生物大分子，穿過細胞脂膜進入細胞內的機制。

Fang-Yu Chen ,10/8, 2002