專技高考-醫師(一)醫學(一)(包括生物化學、解剖學、胚胎及發育生物學、組織學、生理學等科目知識及其臨床之應用)114 年第 88 題單選題
烏頭酸酶(aconitase)經由下列何種酵素催化作用,將檸檬酸(citrate)轉化成異檸檬酸(isocitrate)?
A脫水和再水合作用(dehydrationandrehydration)正確答案
B脫羥基化和再羥化作用(dehydroxylationandrehydroxylation)
C脫氫和再氫化作用(dehydrogenationandrehydrogenation)
D脫羧化和再羧化作用(decarboxylationandrecarboxylation)
A正確答案
烏頭酸酶先脫水形成順烏頭酸(cis-aconitate),再水合生成異檸檬酸,屬於異構化反應。
為什麼答案是 A
烏頭酸酶催化 citrate 先脫去一分子水形成中間產物 cis-aconitate,再以相反立體方向加回水分子,產生 isocitrate,屬典型的脫水/再水合異構化機制。
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完整詳解
Pro · 無限重點 烏頭酸酶先脫水形成順烏頭酸(cis-aconitate),再水合生成異檸檬酸,屬於異構化反應。
citrate → isocitrate 是三級醇變二級醇,機制就是 -H2O 再 +H2O,記「脫水再水合」。
逐選項分析
A✓ 正確
烏頭酸酶催化 citrate 先脫去一分子水形成中間產物 cis-aconitate,再以相反立體方向加回水分子,產生 isocitrate,屬典型的脫水/再水合異構化機制。
B✕
反應中並非移除與加回羥基(-OH)本身,而是整個水分子(H2O)的脫除與加回;羥基只是水合時才重新接上,機制描述錯誤。
C✕ 陷阱
脫氫/再氫化屬於氧化還原反應,需 NAD+ 或 FAD 等輔酶。此步驟 citrate→isocitrate 並無氧化還原,後一步 isocitrate→α-KG 才涉及脫氫,容易搞混。
D✕ 陷阱
脫羧作用(釋 CO2)發生在 isocitrate dehydrogenase 與 α-KG dehydrogenase 步驟,而非烏頭酸酶此步。碳骨架在此反應中完整保留,六碳未減少。
TCA 循環前四步反應機制對照
| 步驟 | 反應 | 酵素 | 機制 |
|---|
| 1 | OAA + AcCoA → citrate | citrate synthase | 縮合 |
| 2 | citrate → isocitrate | aconitase | 脫水+再水合 |
| 3 | isocitrate → α-KG | isocitrate DH | 氧化脫羧 (NADH+CO2) |
| 4 | α-KG → succinyl-CoA | α-KG DH | 氧化脫羧 (NADH+CO2) |
命題常把「脫水(dehydration)」與「脫氫(dehydrogenation)」、「脫羧(decarboxylation)」混搭。三者英文相近但生化意義完全不同:脫水去 H2O、脫氫去 2H(需輔酶)、脫羧去 CO2。Aconitase 只做脫水再水合,不涉氧化與碳流失。
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