下列何種蛋白質不參與紅血球細胞膜骨架（ membrane skeleton ）之橫向連結（ horizontal interaction ）？

本題觀念：

紅血球膜骨架（membrane skeleton）由 spectrin–actin 網絡組成，並透過兩種主要方式維持結構：

1. 橫向連結（horizontal interactions）：骨架成員間的側向結合，包括 spectrin-spectrin、spectrin–actin 及 actin–protein 4.1R 等，負責維持骨架整體的網狀結構穩定性 (jbc.org)。
2. 垂直連結（vertical interactions）：骨架與脂質雙層間的橋樑，如 band 3–ankyrin–spectrin 及 glycophorin C–protein 4.1R–spectrin/actin 等，協助分散外力並防止膜蛋白聚集產生囊泡化 (jbc.org)。

題目問：哪一個蛋白不參與「橫向連結」？即哪個不在 spectrin–actin 網絡的側向互動中。

選項分析

• 選項A：ankyrin
  Ankyrin 屬於 peripheral membrane protein，主要將 spectrin 骨架透過其與 band 3 的結合固定於細胞膜上，屬於垂直連結成員，不參與骨架內部的側向（横向）網絡交互 (jbc.org)。
  → 不參與橫向，屬於垂直連結。

• 選項B：α-spectrin
  α-spectrin 與 β-spectrin 以末端的 helical repeat 形成二聚體，二聚體間再以側向互動（spectrin-spectrin）組成 tetramer，以及與 actin 交互，這些均屬橫向連結的核心 (ashpublications.org)。
  → 參與橫向連結。

• 選項C：band 3 protein
  Band 3 為主要的 integral membrane protein，作為 anion exchange 通道，並在垂直連結中透過 cytoplasmic domain 和 ankyrin 組成橋樑；並不直接介入 spectrin–actin 核心網絡的側向互動 (jbc.org)。
  → 不參與橫向連結。

• 選項D：protein 4.1
  Protein 4.1R 位於 spectrin–actin junction，與 actin、spectrin 及 glycophorin C 組成多蛋白複合體，維繫橫向連結與網絡穩定性 (jbc.org)。
  → 參與橫向連結。

答案解析

橫向連結特指構成 spectrin–actin 網狀骨架的側向蛋白間交互，主要成分包括 spectrin、actin、protein 4.1R、adducin、dematin 等；而 band 3 屬於跨膜蛋白，其功能在於透過 ankyrin（或 protein 4.1R）與骨架做「垂直」連結，並不直接參與骨架成員間的水平互動。因此答案為選項 C。

核心知識點

1. Spectrin–actin membrane skeleton
   • Spectrin α/β 以側向（horizontal）互動形成 tetramer
   • Actin protofilaments 與 spectrin 末端結合
   • Protein 4.1R、adducin、dematin 加強 junctional complex
2. 橫向（horizontal） vs 垂直（vertical）連結
   • Horizontal：spectrin–spectrin、spectrin–actin、actin–protein 4.1R 等
   • Vertical：band 3–ankyrin–spectrin、glycophorin C–protein 4.1R 等
3. 相關疾病
   • Hereditary spherocytosis：ankyrin、spectrin、protein 4.1R 突變
   • Southeast Asian Ovalocytosis：band 3 突變

學習時應鞏固 red cell membrane skeleton 的結構組成、各蛋白在網絡中的定位與互動，並理解缺失時如何導致紅血球形態異常與溶血性貧血。