膜蛋白的垂直與水平相互作用

分類

垂直相互作用（垂直於膜平面）：

• 穩定脂質雙分子層 (lipid bilayer)
• spectrin-ankyrin-band 3 相互作用
• 分光蛋白 (spectrin)-蛋白 4.1R-連接複合體 (junctional complex) 連結
• 分光蛋白 (spectrin)-錨蛋白 (ankyrin)-Rh 多蛋白複合體 (polypeptide complex) 連結
• 骨架蛋白與帶負電內層雙分子層脂質間的弱相互作用

水平相互作用（膜平面平行）：

• 剪切應力 (shear stress) 後支持結構完整性
• 分光蛋白異二聚體聚合位點（聚合成四聚體 (tetramers) = 主要構成塊）
• 分光蛋白異二聚體遠端與 actin 及蛋白 4.1R 在連接複合體 (junctional complex) 中的接觸

按相互作用類型分類的病變

遺傳性球形細胞血症 (HS) = 垂直相互作用病變

• 初級缺陷異質性（α-/β-分光蛋白 (spectrin)、錨蛋白 (ankyrin)、Band 3、蛋白 4.2 缺陷）
• 共同特徵：骨架與脂質雙分子層 (lipid bilayer) 間垂直接觸減弱
• 脂質雙分子層失穩 → 無骨架脂質囊泡 (vesicles) 釋放 → 表面積缺陷 → 球形細胞症 (spherocytosis)

遺傳性橢圓形細胞血症 (HE)/遺傳性熱不穩定性多形血症 (HPP) = 水平相互作用病變

• 主要病變：水平膜蛋白聯合
• 多數病例：分光蛋白 (spectrin) 二聚體-二聚體相互作用
• 部份病例：蛋白 4.1R 或 糖蛋白 C (glycophorin C/GPC) 缺陷/功能障礙（連接複合體 (junctional complex) 缺陷）
• 嚴重功能障礙分光蛋白 → 自聚合減弱 → 骨架格子破壞 → 細胞碎片化
• 輕度功能障礙分光蛋白 → 雙凹橢圓形細胞 (elliptocytes)（水平相互作用減弱 → 剪切應力 (shear stress) 誘導永久變形）
• 例外：東南亞卵形細胞血症 (SAO) 橢圓形細胞帶有突變 Band 3 = 剛硬且"超穩定"

棘球形細胞症 (acanthocytosis)、口形細胞症 (codocytosis) 與雙層耦合假說

• 多數棘球形細胞症合併獲得/遺傳脂質異常（末期肝病、無β脂蛋白血症 (abetalipoproteinemia)）
• 罕見病例伴膜蛋白異常：McLeod 表型、舞蹈-棘球形細胞綜合症
• 與內層脂質相互作用的藥物正常化形狀 → 提示脂質分佈不對稱
• 雙層耦合假說 (bilayer-couple hypothesis)：紅血球形狀 = 兩個半層膜表面積比例
  • 外層擴張 → 皺棗形變（皺棗形細胞症/棘球形細胞症 (echinocytosis/acanthocytosis)）
  • 內層擴張 → 杯形（口形細胞症 (codocytosis)）與表面內陷

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