專技高考-營養師生理學與生物化學113 年第 47 題單選題
實驗課上某生分別配製了胃蛋白酶(pepsin)與胰蛋白酶(trypsin)酵素溶液,但忘記標示酵素名稱。下列何者可最快速且經濟的方法,分辨此二酵素溶液?
A取適量酵素溶液與白蛋白進行水解反應1小時後,測量胺基酸產物種類
B取適量酵素溶液與白蛋白在pH=2條件下進行水解反應後,利用雙脲試劑(Biuret reagent)進行呈色反應和比較正確答案
C利用單株抗體的專一性進行抗體與酵素的免疫分析反應(ELISA)後,測量特定波長的吸光值
D取適量酵素溶液與白蛋白在37℃下進行水解反應後,利用比色法測量產物肽鏈(peptide)的呈色反應
B正確答案
胃蛋白酶在 pH=2 強酸下作用,胰蛋白酶在強酸下失活,用 pH=2 + 雙脲試劑最快區分。
為什麼答案是 B
胃蛋白酶最適 pH≈1.5–2(胃酸環境),胰蛋白酶最適 pH≈7.5–8.5(小腸鹼性),pH=2 下只有胃蛋白酶能水解白蛋白。雙脲試劑遇蛋白/長肽呈紫色,水解後顏色變淡 → 胃蛋白酶管;顏色不變 → 胰蛋白酶管。簡單、快速、便宜。
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完整詳解
Pro · 無限重點 胃蛋白酶在 pH=2 強酸下作用,胰蛋白酶在強酸下失活,用 pH=2 + 雙脲試劑最快區分。
關鍵字「最快速且經濟」→ 排除 ELISA(昂貴)、胺基酸分析(費時),鎖定 pH 差異 + 簡單呈色。
逐選項分析
A✕
兩酵素皆水解蛋白質產生胺基酸,產物種類差異不大;且測胺基酸種類需層析儀器,既不快也不經濟。
B✓ 正確
胃蛋白酶最適 pH≈1.5–2(胃酸環境),胰蛋白酶最適 pH≈7.5–8.5(小腸鹼性),pH=2 下只有胃蛋白酶能水解白蛋白。雙脲試劑遇蛋白/長肽呈紫色,水解後顏色變淡 → 胃蛋白酶管;顏色不變 → 胰蛋白酶管。簡單、快速、便宜。
C✕ 陷阱
ELISA 雖具專一性可區分二者,但抗體試劑昂貴、操作流程長(數小時),不符合「最快速且經濟」的要求。屬於「正確但不符題旨」陷阱。
D✕
37°C 為兩酵素皆可作用之溫度(胰蛋白酶最適、胃蛋白酶亦可運作),無法藉此分辨;且未控制 pH,反應結果無區別性。
胃蛋白酶 vs 胰蛋白酶比較
| 項目 | 胃蛋白酶 Pepsin | 胰蛋白酶 Trypsin |
|---|
| 分泌處 | 胃主細胞 | 胰臟(分泌至小腸) |
| 最適 pH | 1.5 – 2.0(強酸) | 7.5 – 8.5(弱鹼) |
| 前驅物 | Pepsinogen | Trypsinogen |
| 活化者 | HCl / 自身活化 | Enterokinase |
| 切割位 | 芳香族胺基酸 N 端 | Lys、Arg 的 C 端 |
C 的 ELISA 在學理上「絕對能分辨」,學生易直覺選;但題目限定「最快速且經濟」,ELISA 需數小時且抗體昂貴,故 B 才是最佳解。考試遇「最…的方法」要同時滿足所有條件。