專技高考-牙醫師(一)牙醫學(一)(包括口腔解剖學、牙體形態學、口腔組織與胚胎學、生物化學等科目及其臨床相關知識)114 年第 68 題單選題
人類免疫缺陷病毒(HIV)蛋白酶屬於天冬胺酸蛋白酶(aspartyl protease),主要可經由何種機制催化水裂解胜肽鍵(peptide bond)?
A共價催化(covalent catalysis)
B金屬離子催化(metal ion catalysis)
C酸鹼催化(general acid-base catalysis)正確答案
D同時有共價催化(covalent catalysis)與酸鹼催化(general acid-base catalysis)
C正確答案
天冬胺酸蛋白酶(如HIV protease)以兩個Asp殘基進行酸鹼催化,活化水分子攻擊胜肽鍵,不形成共價中間物。
為什麼答案是 C
Aspartyl protease(HIV protease、pepsin、renin)活性位有兩個Asp殘基,一個作為鹼(去質子化水分子),一個作為酸(質子化羰基氧),活化的水直接攻擊胜肽鍵,屬典型的general acid-base catalysis。
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完整詳解
Pro · 無限重點 天冬胺酸蛋白酶(如HIV protease)以兩個Asp殘基進行酸鹼催化,活化水分子攻擊胜肽鍵,不形成共價中間物。
看到aspartyl protease → 酸鹼催化(water-mediated),不是共價!Ser/Cys protease才是共價催化。
逐選項分析
A✕ 陷阱
共價催化是絲胺酸蛋白酶(serine protease,如chymotrypsin)或半胱胺酸蛋白酶的機制,酵素會與受質形成共價中間物(acyl-enzyme),天冬胺酸蛋白酶則不會。
B✕
金屬離子催化為metalloprotease(如carboxypeptidase、thermolysin)使用Zn²⁺活化水分子的機制,與aspartyl protease無關。
C✓ 正確
Aspartyl protease(HIV protease、pepsin、renin)活性位有兩個Asp殘基,一個作為鹼(去質子化水分子),一個作為酸(質子化羰基氧),活化的水直接攻擊胜肽鍵,屬典型的general acid-base catalysis。
D✕ 陷阱
HIV protease機制中並無共價中間物形成,水分子是直接攻擊受質(非酵素先親核攻擊),因此不同時包含共價催化。
四大類蛋白酶催化機制對照
| 類型 | 代表酵素 | 活性中心 | 催化機制 |
|---|
| Serine protease | Chymotrypsin、Trypsin | Ser-His-Asp三聯體 | 共價 + 酸鹼 |
| Cysteine protease | Papain、Caspase | Cys-His | 共價 + 酸鹼 |
| Aspartyl protease | HIV protease、Pepsin | 兩個Asp | 酸鹼催化(水活化) |
| Metalloprotease | Carboxypeptidase | Zn²⁺ | 金屬離子 + 酸鹼 |
D選項是最容易誤選的陷阱,因為serine protease同時具備共價與酸鹼催化,考生易將此特性張冠李戴到aspartyl protease上。關鍵:aspartyl protease是水分子當親核基,不是酵素本身,所以沒有共價中間物。
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