專技高考-營養師生理學與生物化學114 年第 41 題單選題
哺乳動物體內生合成膽固醇(cholesterol)的關鍵酵素HMG-CoA reductase會受到多層面及多種因素的調控。下列何者可增加HMG-CoA reductase的酵素反應,進而促成膽固醇的生合成?
A升糖素(glucagon)
B胰島素(insulin)正確答案
C低ATP含量(low ATP levels)
D氧化固醇(oxysterol)
B正確答案
胰島素促進HMG-CoA reductase去磷酸化而活化,增加膽固醇合成;升糖素、低ATP、氧化固醇皆為抑制因子。
為什麼答案是 B
胰島素活化phosphatase使HMG-CoA reductase去磷酸化(dephosphorylation)而活化,並促進其基因表現,增加膽固醇生合成。
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完整詳解
Pro · 無限重點 胰島素促進HMG-CoA reductase去磷酸化而活化,增加膽固醇合成;升糖素、低ATP、氧化固醇皆為抑制因子。
記口訣:『胰島素=合成、升糖素=分解』。能量足(高ATP)+吃飽(胰島素高)→合成膽固醇。
逐選項分析
A✕ 陷阱
升糖素透過cAMP-PKA路徑使HMG-CoA reductase磷酸化而『失活』,抑制膽固醇合成。與胰島素作用相反。
B✓ 正確
胰島素活化phosphatase使HMG-CoA reductase去磷酸化(dephosphorylation)而活化,並促進其基因表現,增加膽固醇生合成。
C✕ 陷阱
低ATP表示能量不足,會活化AMPK,AMPK磷酸化HMG-CoA reductase使其失活(節省能量不做合成)。故低ATP為抑制而非促進。
D✕
氧化固醇(如25-hydroxycholesterol)為膽固醇衍生物,透過回饋抑制:促進HMG-CoA reductase降解、抑制SREBP活化,全面減少膽固醇合成。
HMG-CoA reductase 調控機制總整理
| 調控因子 | 機制 | 磷酸化狀態 | 對酵素活性 |
|---|
| 胰島素 (Insulin) | 活化phosphatase | 去磷酸化 | ↑ 活化 |
| 升糖素 (Glucagon) | cAMP-PKA活化kinase | 磷酸化 | ↓ 抑制 |
| 低ATP / 高AMP | 活化AMPK | 磷酸化 | ↓ 抑制 |
| 氧化固醇 (Oxysterol) | 促進酵素降解+抑制SREBP | — | ↓ 抑制 |
| 膽固醇本身 | 回饋抑制SREBP | — | ↓ 抑制 |
考生容易混淆『磷酸化=活化』的通則。但HMG-CoA reductase、乙醯CoA羧化酶(ACC)、肝醣合成酶這幾個『合成代謝酵素』都是『去磷酸化才活化』,與肝醣分解酶相反。另外選項C『低ATP』易誤選,需記得能量不足時身體要省能量,不會去做耗能的膽固醇合成。