理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    使用Aβ折疊報告細胞篩選靶向ERK及AMPK/EEF2K訊息的合成化合物作為新穎阿茲海默症治療策略
    (2023) 祁舜慈; Chi, Shun-Tzu
    阿茲海默症(Alzheimer’s disease, AD)是一種與年齡相關的神經退化性疾病,會逐漸的破壞記憶力以及學習能力,其主要病理特徵有大腦中β-澱粉樣蛋白(Aβ)堆積形成的斑塊,以及過度磷酸化tau蛋白所形成的神經纖維纏結。其中Aβ的堆積會損害神經元的突觸可塑性、增加細胞內的活性氧物質,並對神經元造成損害,因此開發AD藥物的其中一種方法,便是防止Aβ的堆積或阻斷Aβ寡聚體的神經毒性。研究有發現,在AD患者的CA1腦區中,編碼核糖體蛋白的基因受到異常的調節,其中與蛋白質的合成有關的真核延伸因子2 (Eukaryotic elongation factor 2, EEF2)在AD疾病中出現下調。EEF2在神經元的存活中起到重要的作用,可維持突觸可塑性。在真核細胞轉譯的過程中,EEF2的活性受到嚴格的控管。真核延伸因子2激酶(Eukaryotic elongation factor 2 kinase, EEF2K)藉磷酸化EEF2的T56位點抑制其活性,來調控轉譯的過程。EEF2K的活性受多種訊息路徑調控,如AMP活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase, AMPK)及細胞外訊息調節激酶(Extracellular-signal regulated kinase, ERK)。AMPK的訊息傳導可透過磷酸化S398位點來活化EEF2K,促使EEF2磷酸化失活,從而減少蛋白質合成;而ERK可透過磷酸化S366位點來抑制EEF2K的活性,使EEF2去磷酸化活化,來促進蛋白質的合成,如:腦源性神經營養因子(Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)。本論文利用Aβ折疊報導細胞Aβ-GFP SH-SY5Y細胞,探究吲哚衍生物(Indole derivatives: NC009-1, -3, -6, -11)及香豆素衍生物(Coumarin derivatives: LM-016, -021, -022, -036),改善Aβ錯誤折疊的情形及神經保護作用。在八種測試的化合物中,除NC009-3外,所有化合物均符合Lipinski預測口服生物利用度的標準。根據計算出的極性表面積和血腦屏障滲透評分,八種化合物皆被預測為可滲透血腦屏障。所檢測的化合物皆可改善Aβ的錯誤折疊以及相關的氧化壓力。此外,前處理NC009-1、NC009-6及LM-021、LM-036可有效降低凋亡蛋白酶-3/6以及抑制乙醯膽鹼酯酶(Acetylcholinesterase, AChE)的活性,並促進神經突生長。接下來,為了解化合物促進細胞中蛋白質合成之作用機制,使用嘌呤酶素標定的轉譯的表面傳感(Surface sensing of translation, SUnSET)分析法,發現NC009-1、LM-021及LM-036的處理可增加細胞中新合成的蛋白質。此外,NC009-1增加了p-ERK (T202/Y204)和p-EEF2K (S366)的表達,LM-021降低了p-AMPK (T172)和p-EEF2K (S398)的表達,而LM-036同時作用於兩條途徑,增加EEF2K的S366磷酸化並減少S398磷酸化,從而導致EEF2K活性降低。隨後對應的p-EEF2 (T56)抑制活性的降低,增強了p-CREB (S133)及其下游BDNF、BCL2蛋白的表達,並促進神經突生長。研究結果可作為開發新穎且有潛能的阿茲海默症治療策略的參考。