中央大學教授王健家領導的研究團隊在國科會支持下，成功解開弓形蟲（Toxoplasma gondii）如何利用單一酵素處理兩種不同轉運核糖核酸（tRNA）的謎團，這項突破性成果登上在國際期刊《EMBO Reports》，為未來研發新型抗寄生蟲藥物提供嶄新方向。
弓形蟲是一種會感染人類和動物的常見寄生原蟲，全球約三分之一人口曾經感染弓形蟲。多數人感染後症狀輕微，但對孕婦和免疫力低下者卻可能造成嚴重甚至致命的後果。弓形蟲體內除了有細胞核及粒線體，還有一個特殊的胞器，叫做「頂質體」，就像粒線體和葉綠體一樣，能自行製造部分蛋白質，對弓形蟲的生存非常重要。
圖1. 中央大學王健家教授研究團隊發現弓形蟲 ProRS的「一酵素雙模式」作用機制；圖片來源：王健家教授提供
解開ProRS謎團
在蛋白質合成過程中，有一種關鍵酵素叫「脯胺酸-tRNA 合成酶」（簡稱 ProRS），它的功能是幫助脯胺酸這種胺基酸正確接到對應的tRNA上，作為製造蛋白質的原料。自然界有兩種版本的 ProRS，各自負責處理不同形式的tRNA。例如在人類細胞中，細胞質內有一種版本，粒線體內則是另一種，兩者辨識的tRNA截然不同。令人驚訝的是，弓形蟲體內竟然只有一種 ProRS，卻同時擁有兩種不同型態的tRNA，分別存在於細胞質及頂質體中，這種奇特的現象一直令科學家百思不得其解。
中央大學生命科學系王健家教授與統計研究所曾議寬教授合作，發現弓形蟲的 ProRS 能同時跑到細胞質及頂質體內，並且擁有前所未見的「一酵素雙模式」能力，能用兩種不同的模式分別對應細胞質及頂質體內不同型態的tRNA。這是目前科學界首度發現一種ProRS酵素能同時催化兩種tRNA，顛覆了過去對這類酵素專一性的認知。
有助開發新一代抗寄生蟲藥物
研究團隊進一步使用一種已知能抑制 ProRS 的藥物─常山酮，進行實驗。結果顯示，當弓形蟲ProRS 與不同tRNA作用時，對藥物的敏感程度差異竟超過五倍，顯示酵素的立體結構會因對象不同而產生不同的變化。這項發現為未來精準設計針對 ProRS 的藥物提供了重要線索。
這項研究不但解開了弓形蟲蛋白質合成的運作機制，也有望成為開發新一代抗寄生蟲藥物的起點，邁向副作用更低、選擇性更高的治療方式。未來能更有效對抗弓形蟲以及其他類似的寄生蟲疾病，守護更多人的健康。
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