專技高考-營養師生理學與生物化學114 年第 36 題單選題
有關球蛋白(globular protein)正確折疊對生理功能影響的敘述,下列何者正確?
A依據conformational entropy的理論,蛋白質處於entropy較低狀態時,較能進行正確的摺疊
B強酸或強鹼會破壞蛋白質分子間的鹽橋(salt bridges),導致蛋白質變性正確答案
C球蛋白的初級結構主要靠分子間的氫鍵和凡德瓦力(van der Waals interactions)維持
D含有leucine、isoleucine及phenylalanine側鏈,在水溶液中形成hydrophobic effect,以穩定蛋白質的初級結構
B正確答案
球蛋白正確摺疊靠疏水作用、氫鍵、鹽橋共同穩定三級結構;強酸鹼破壞鹽橋使蛋白質變性。
為什麼答案是 B
正確。鹽橋是帶正電(如 Lys、Arg)與帶負電(如 Asp、Glu)側鏈間的靜電作用,強酸會使羧基質子化、強鹼使胺基去質子化,破壞離子對,導致三級結構瓦解、蛋白質變性。
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完整詳解
Pro · 無限重點 球蛋白正確摺疊靠疏水作用、氫鍵、鹽橋共同穩定三級結構;強酸鹼破壞鹽橋使蛋白質變性。
看到「鹽橋被強酸鹼破壞→變性」秒選B;其他選項把『初級結構』和『三級結構』混淆就是陷阱。
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯在方向顛倒。摺疊後的蛋白質雖然 conformational entropy 較低,但驅動摺疊的是整體 Gibbs free energy 降低(ΔG<0),並非『entropy 越低越易摺疊』。熵降低需靠疏水效應等焓變補償。
B✓ 正確
正確。鹽橋是帶正電(如 Lys、Arg)與帶負電(如 Asp、Glu)側鏈間的靜電作用,強酸會使羧基質子化、強鹼使胺基去質子化,破壞離子對,導致三級結構瓦解、蛋白質變性。
C✕ 陷阱
層級混淆。初級結構(primary structure)是胺基酸序列,靠『共價的胜肽鍵(peptide bond)』維持,而非氫鍵或凡德瓦力。氫鍵主要穩定二級結構,凡德瓦力則貢獻三級結構。
D✕ 陷阱
Leu、Ile、Phe 確實是疏水性側鏈,會在水溶液中藉疏水效應聚集於蛋白質內部,但這穩定的是『三級結構』,不是初級結構。初級結構只靠胜肽鍵。
蛋白質四級結構與維持力
| 層級 | 定義 | 主要維持力 | 破壞因素 |
|---|
| 初級 | 胺基酸序列 | 胜肽鍵(共價鍵) | 強酸鹼水解、蛋白酶 |
| 二級 | α-helix、β-sheet | 骨架間氫鍵 | 熱、pH |
| 三級 | 單一多肽鏈 3D 摺疊 | 疏水效應、鹽橋、氫鍵、雙硫鍵、凡德瓦力 | 強酸鹼、熱、尿素、去垢劑 |
| 四級 | 多次單元組合 | 非共價作用力 | 高鹽、變性劑 |
本題 C、D 選項都把三級結構的維持力(氫鍵、凡德瓦力、疏水效應)套到初級結構上。要牢記:初級結構=胜肽鍵(共價);非共價作用力都是在穩定二、三、四級結構。這是生化最經典的送分陷阱。