我們生活在社會和自然的環境中,大腦中會產生對環境的各種感受。我們的身體由數以億計的細胞組成,這些細胞也會接觸各種各樣的體內環境,它們對這些環境會有怎樣的感受呢?它們是否感受到快樂或憂傷,是否感受到香味和聲音?
我們并不知曉細胞的獨特感受。那么,誰知道細胞的感受呢?2012年諾貝爾化學獎的獲得者、美國科學家羅伯特·萊夫科維茨和布賴恩·科比爾卡告訴我們,受體知道細胞的感受。
我們感知外界環境的系統是感覺系統,包括皮膚、眼睛、嘴巴、耳朵、鼻子、大腦等多個器官。而對細胞來說,感知外界環境的重要感受器是受體。受體實際上是一種蛋白質分子,就像是細胞的通信員一樣,它可以識別細胞內外的化學信號物質,并與這些物質結合在一起。這種奇妙的結合可以激發細胞進行“思考”,然后啟動一系列的生物化學反應,讓細胞和環境產生合理的互動。
人體內的細胞生活在一個液態的環境中,各種各樣的細胞液包圍著細胞。在這個看似簡單的環境中,來來往往的化學物質每時每刻都有所變化。人體在不同的地點、不同的時間、不同的情緒中,體內的液態環境都在不斷變化著。為何受體有這么大的本事,可以讓細胞感知到復雜的液態環境呢?這就是生物化學家們長期以來要解決的難題之一。2012年諾貝爾化學獎的兩位獲得者則選擇G蛋白偶聯受體作為研究對象,弄清了受體是如何讓細胞感知環境的。
G蛋白偶聯受體是一個龐大的受體家族。從上世紀80年代以來,越來越多的受體被歸入這個家族。目前,科學家已經發現這個受體家族有1 000多個成員。人體生理代謝大多與G蛋白偶聯受體有關,它們控制著人體對光、氣味、味道的感知,也調節著人體內腎上腺素、多巴胺以及復合胺等多種化學物質的代謝。由此我們不難發現,其實細胞感知環境和人體感知世界是息息相關的。沒有細胞感知內部環境,我們也難以感受外部環境。受體不但是細胞的感受器,更是我們人體的感受器。如果人體的G蛋白偶聯受體出現異常,我們對世界的感知就不正常,就會出現相關的疾病癥狀。人類有很多的疾病,是由于G蛋白偶聯受體“誤傳信號”造成的,糖尿病、心臟病、腫瘤等重大疾病的發生、發展與治療,都跟G蛋白偶聯受體密切相關。因此,G蛋白偶聯受體在醫學中的地位也很突出,大約40%的現代藥物都以G蛋白偶聯受體作為靶點(即藥物作用的目標)。
