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)109 年第 83 題單選題
胺醯 -tRNA 合成酶( aminoacyl-tRNA synthetase )的功能為何?
A能使 tRNA 和相對應的胺基酸進行酯化作用( esterification )正確答案
B能與特定的蛋白質結合後,間接促進 tRNA 與胺基酸進行酯化作用( esterification )
C存在於核糖體( ribosome )中,促進胜肽鍵( peptide bond )的合成
D需要 GTP 的作用才能活化胺基酸
A正確答案
胺醯-tRNA 合成酶催化胺基酸與對應 tRNA 的酯化反應,消耗 ATP,是蛋白質合成前的「上貨」關鍵酵素。
為什麼答案是 A
正解。胺醯-tRNA 合成酶使用 ATP 將胺基酸活化,再將胺基酸的羧基與 tRNA 3' 端 CCA 的核糖 2'/3'-OH 形成酯鍵(酯化作用),產生 aminoacyl-tRNA。此步驟具高度專一性,確保遺傳密碼正確翻譯。
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完整詳解
Pro · 無限重點 胺醯-tRNA 合成酶催化胺基酸與對應 tRNA 的酯化反應,消耗 ATP,是蛋白質合成前的「上貨」關鍵酵素。
看到「胺基酸+tRNA 接上去」就想到 ATP 水解 + 酯鍵形成,直接選酯化作用。
逐選項分析
A✓ 正確
正解。胺醯-tRNA 合成酶使用 ATP 將胺基酸活化,再將胺基酸的羧基與 tRNA 3' 端 CCA 的核糖 2'/3'-OH 形成酯鍵(酯化作用),產生 aminoacyl-tRNA。此步驟具高度專一性,確保遺傳密碼正確翻譯。
B✕ 陷阱
錯誤。胺醯-tRNA 合成酶「直接」催化 tRNA 與胺基酸的結合,不需要先與其他蛋白質結合。它本身即同時辨識特定 tRNA 的反密碼子或識別元件與對應胺基酸,專一性來自酵素本身。
C✕ 陷阱
錯誤。促進胜肽鍵合成的是核糖體大次單元上的 peptidyl transferase(由 rRNA 擔任,屬核酶)。胺醯-tRNA 合成酶作用於核糖體「之前」的活化步驟,位於細胞質中,不在核糖體內。
D✕ 陷阱
錯誤。活化胺基酸使用的是 ATP,而非 GTP。反應中 ATP 水解為 AMP + PPi(消耗兩個高能磷酸鍵)。GTP 則用於翻譯過程(如 EF-Tu 運送 aa-tRNA、EF-G 轉位、起始與終止因子)。
蛋白質合成中 ATP / GTP 使用區分
| 階段 | 作用 | 能量來源 | 關鍵酵素/因子 |
|---|
| 胺基酸活化 | aa + tRNA → aa-tRNA | ATP → AMP + PPi | Aminoacyl-tRNA synthetase |
| 翻譯起始 | 起始複合物組裝 | GTP | IF2 / eIF2 |
| 延長-進入 | aa-tRNA 送入 A site | GTP | EF-Tu (EF1α) |
| 延長-轉位 | 核糖體移動一個密碼子 | GTP | EF-G (EF2) |
| 胜肽鍵形成 | peptide bond | 不需額外能量 | Peptidyl transferase (rRNA) |
本題常見陷阱是把「活化胺基酸的 ATP」偷換成 GTP(D 選項),或把催化位置從細胞質偷換到核糖體(C 選項)。記住口訣:上貨用 ATP、送貨與轉位用 GTP;合成酶在胞質,胜肽鍵在核糖體。
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