狗肝细胞膜碎片里的耐热分子:萨瑟兰用沸水淬灭揪出的第二信使 cAMP
1958 年 6月1日 · 狗肝颗粒匀浆超速离心沉淀膜、沸水浴热变性提取液与硫酸钡柱层析分离管
你知道吗?
激素甚至不需要踏进细胞的大门半步,只要在膜外晃一下火柴,cAMP就会在胞内点燃整片草原。
当机体处于搏斗或逃跑(Fight or Flight)紧急状态时,肾上腺素如何在几秒钟内驱动全身肝糖原暴风雨般分解释放葡萄糖?当时的教条假设肾上腺素分子必定直接穿透细胞膜,作为变构激活剂与细胞质内的糖原磷酸化酶直接结合。
西储大学的厄尔·萨瑟兰(Earl Sutherland)用严谨的无细胞体系粉碎了这一猜想。他将新鲜狗肝组织匀浆,在低温离心机中进行分级沉降,分离出含有细胞质溶胶的可溶性上清液(含有糖原磷酸化酶系统)和含有细胞质膜的不溶性沉淀碎片(颗粒颗粒膜级分)。
当他仅向上清液中加入肾上腺素时,磷酸化酶毫无反应;然而,当他将肾上腺素加入沉淀膜颗粒与ATP反应,再将反应物放入沸水浴中剧烈煮沸沉淀所有大分子蛋白质后,取其澄清无蛋白的过滤上清液倒入第一管可溶性细胞质中,磷酸化酶瞬间被全速活化!
萨瑟兰证明,肾上腺素(第一信使)仅仅敲响了细胞膜外表面的门铃,促使膜结合的腺苷酸环化酶水解ATP生成一种分子量微小、耐热且具有环状结构的化学信使——环磷酸腺苷(cAMP)。这一第二信使在胞质内级联放大信号,推动了现代受体信号转导理论的全面建立,萨瑟兰获1971年诺贝尔生理学或医学奖。