產生dihydroxyphenylalanine （dopa）是生成正腎上腺素（ norepinephrine ）的速率決定步驟，由下列那一種酵素催化？

本題觀念：

正腎上腺素（norepinephrine）屬於兒茶酚胺類（catecholamines），其合成從酪氨酸（tyrosine）經二羥基苯丙氨酸（L-DOPA）、多巴胺（dopamine）到正腎上腺素，整個途徑中最慢的步驟即速率決定步驟。

選項分析

• 選項A: tryptophan hydroxylase
  此酵素催化色胺酸（tryptophan）轉為5-羥色胺（serotonin）前驅物，不參與兒茶酚胺合成，故排除。
• 選項B: tyrosine hydroxylase
  催化酪氨酸（tyrosine）在芳香環3,4位引入羥基生成 L-DOPA，被視為兒茶酚胺合成的速率限制步驟，後續才分別生成 dopamine 與 norepinephrine，正確答案。(sigmaaldrich.com)
• 選項C: 11β-hydroxylase
  又稱 CYP11B1，存在於腎上腺皮質，負責皮質酮（11-deoxycortisol）生成皮質醇（cortisol），與兒茶酚胺合成無關。
• 選項D: 21-hydroxylase
  又稱 CYP21A2，催化孕烯醇酮（progesterone）及17α-羥孕酮（17α-hydroxyprogesterone）生成椒酮類中間產物，屬鹽皮質激素及糖皮質激素合成途徑，與兒茶酚胺合成無關。

答案解析

Tyrosine hydroxylase 催化 tyrosine → L-DOPA，為整個 catecholamine 合成路徑的速率限制步驟，任何干擾此步驟的因素均可顯著改變多巴胺及正腎上腺素的產量；其它選項皆偏離該生化途徑主軸。

核心知識點

• 兒茶酚胺合成路徑關鍵步驟：
  1. Tyrosine → L-DOPA：tyrosine hydroxylase（速率限制）
  2. L-DOPA → Dopamine：DOPA decarboxylase
  3. Dopamine → Norepinephrine：dopamine β-hydroxylase
  4. Norepinephrine → Epinephrine：phenylethanolamine N-methyltransferase
• Aromatic amino acid hydroxylases 家族：tyrosine hydroxylase、tryptophan hydroxylase、phenylalanine hydroxylase
• Steroidogenic hydroxylases：CYP11B1（11β-hydroxylase）、CYP21A2（21-hydroxylase）
• Tyrosine hydroxylase 調控因素：基因多型性、磷酸化、底物及共因子（水準）

臨床重要性

Tyrosine hydroxylase 活性不足可導致 L-DOPA–responsive dystonia；調控該酵素亦是治療帕金森氏病與某些高血壓類型的藥物作用靶點。