專技高考-醫事檢驗師生物化學與臨床生化學104 年第 9 題單選題
以尿素(urea)使核糖核酸酶A(ribonuclease A)變性(denature),其最主要的作用機制為何?
A去掉雙硫鍵(disulfide bonds)
B降低分子內之厭水性交互作用(hydrophobic interactions)正確答案
C破壞分子間之氫鍵
D防止寡聚化(oligomerization)
B正確答案
尿素變性蛋白質的主要機制是干擾疏水性交互作用,使蛋白質內部的疏水核心暴露而展開。
為什麼答案是 B
尿素為強變性劑,會破壞水的氫鍵網絡並直接與蛋白質骨架作用,使疏水殘基不再被迫聚集於內部,疏水交互作用瓦解,蛋白質三級結構展開。這是尿素變性最主要的機制。
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完整詳解
Pro · 無限重點 尿素變性蛋白質的主要機制是干擾疏水性交互作用,使蛋白質內部的疏水核心暴露而展開。
看到「尿素變性」直接想「破壞疏水作用」;雙硫鍵要靠還原劑(如 β-ME、DTT)才能斷開。
逐選項分析
A✕ 陷阱
雙硫鍵是共價鍵,尿素無法切斷,必須靠還原劑如 β-mercaptoethanol 或 DTT。Anfinsen 經典實驗中就是「尿素+β-ME」一起用,才能完全變性 RNase A。
B✓ 正確
尿素為強變性劑,會破壞水的氫鍵網絡並直接與蛋白質骨架作用,使疏水殘基不再被迫聚集於內部,疏水交互作用瓦解,蛋白質三級結構展開。這是尿素變性最主要的機制。
C✕ 陷阱
尿素雖也會影響氫鍵,但「分子間氫鍵」描述不精確。蛋白質摺疊穩定主要來自疏水作用,氫鍵僅為輔助;且尿素對蛋白質內氫鍵的影響遠不如它對疏水核心的瓦解作用。
D✕
RNase A 為單體(monomer)酵素,本身不形成寡聚物,故「防止寡聚化」與本題無關,是干擾選項。
蛋白質四種交互作用 vs 變性試劑
| 作用力 | 性質 | 破壞試劑 | 是否共價 |
|---|
| 疏水作用 | 非極性殘基聚集 | 尿素、GuHCl、SDS | 否 |
| 氫鍵 | 極性基團間 | 高溫、尿素(輔助) | 否 |
| 離子鍵 | 帶電殘基間 | 極端 pH、高鹽 | 否 |
| 雙硫鍵 | Cys-Cys 共價 | β-ME、DTT、TCEP | 是 |
最易誤選 A。考生記得 Anfinsen 用尿素變性 RNase A,就誤以為尿素能斷雙硫鍵。事實上 Anfinsen 用的是「尿素+β-ME」雙試劑:尿素打開三級結構(破壞疏水作用),β-ME 才是還原雙硫鍵的關鍵。