第二次專門職業及生理學與生物化學106 年第 36 題單選題
在視覺反應中,活化後的視紫紅質( rhodopsin)會導致傳遞蛋白(transducin)與下列何種物質結合而產生光化學反應?
A正確答案
光活化rhodopsin→transducin的α次單元以GTP置換GDP→活化PDE水解cGMP→離子通道關閉產生視覺訊號。
為什麼答案是 A
Transducin屬於G蛋白家族,其α次單元原本結合GDP為靜止態。當光活化rhodopsin後,rhodopsin作為GEF促使transducin以GTP取代GDP,進入活化狀態,再去活化PDE。
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完整詳解
Pro · 無限重點 光活化rhodopsin→transducin的α次單元以GTP置換GDP→活化PDE水解cGMP→離子通道關閉產生視覺訊號。
G蛋白活化通則:受體活化後G蛋白α次單元『GDP換GTP』即為活化狀態。
逐選項分析
A✓ 正確
Transducin屬於G蛋白家族,其α次單元原本結合GDP為靜止態。當光活化rhodopsin後,rhodopsin作為GEF促使transducin以GTP取代GDP,進入活化狀態,再去活化PDE。
B✕ 陷阱
GDP是transducin的未活化狀態所結合的核苷酸。光訊號到來時GDP會被釋放、由GTP取代,故GDP代表的是『反應前』而非『產生光化學反應』的結合對象。
C✕
GMP並非G蛋白活化循環中的參與分子,與transducin活化無關,屬於干擾選項。
D✕ 陷阱
cGMP是視桿細胞中維持cGMP-gated離子通道開啟的第二信使,會被活化的PDE水解,是transducin活化後的下游受質,並非與transducin結合的分子。
視覺光傳導級聯 (Phototransduction Cascade)
| 步驟 | 分子 | 事件 | 結果 |
|---|
| 1 | Rhodopsin | 光子使11-cis retinal→all-trans | 活化為metarhodopsin II |
| 2 | Transducin | α次單元GDP→GTP置換 | Gα-GTP分離 |
| 3 | PDE (磷酸二酯酶) | 被Gα-GTP活化 | 水解cGMP→5'-GMP |
| 4 | cGMP-gated Na+通道 | cGMP下降而關閉 | 細胞超極化、產生視覺訊號 |
本題最易誤選D(cGMP),因為cGMP確實是視覺傳導核心分子。但題目問的是『與transducin結合』的物質,cGMP是PDE的受質不是transducin的配體;transducin作為G蛋白,結合的一定是GTP/GDP。