有關原紫質（ protoporphyrin ）參與血色素合成的敘述，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題考查的是血基質（Heme）的生合成路徑（Heme biosynthetic pathway），特別是參與的受質、酵素、輔因子以及各步驟發生的細胞位置（粒線體 vs. 細胞質）。這是醫事檢驗師在血液學與臨床生化學中的核心基礎知識。

選項分析

• A. 原紫質與鐵組裝成 heme是由heme synthase 負責完成 (正確)

  • 分析：血基質合成的最後一個步驟是將亞鐵離子（Fe²⁺）插入原紫質 IX（Protoporphyrin IX）的環中。催化此反應的酵素是 Ferrochelatase（亞鐵螯合酶），該酵素在早期或特定文獻中也被稱為 Heme synthase（血基質合成酶）。因此，敘述其由 heme synthase 負責是正確的。

• B. 原紫質合成由 glycine及succinyl CoA 開始 (正確)

  • 分析：血基質生合成途徑的第一步反應，是發生在粒線體基質中。由 Glycine（甘胺酸） 與 Succinyl-CoA（琥珀醯輔酶A，來自TCA cycle） 縮合生成 δ-Aminolevulinic acid（δ-ALA）。這是整個路徑的起始點，故敘述正確。

• C. 原紫質合成需 Vit. B6 參與 (正確)

  • 分析：合成路徑的第一步酵素 ALA synthase（δ-ALA合成酶） 需要 Pyridoxal 5'-phosphate（PLP，維生素B6的活性形式） 作為輔因子（Co-factor）。若缺乏維生素 B6，ALA 無法合成，進而阻斷原紫質與血基質的產生，臨床上可能導致紅血球大小不均或鐵利用障礙（如鐵粒幼紅血球貧血）。因此，原紫質合成確實需要 Vit. B6 參與。

• D. 原紫質與鐵組裝成 heme是在ribosome 完成 (錯誤)

  • 分析：血基質合成的步驟分佈於粒線體與細胞質。
    • 粒線體：第 1 步（ALA生成）及最後 3 步（包括原紫質生成與鐵的插入）。
    • 細胞質：中間步驟（ALA → Coproporphyrinogen III）。
  • 最後一步驟，即 Protoporphyrin IX 與 Fe²⁺ 結合成 Heme，是由位於**粒線體內膜（inner mitochondrial membrane）**上的 Ferrochelatase 催化的，並非發生在核糖體（Ribosome）。核糖體是「珠蛋白（Globin）」合成的場所，而非血基質組裝的場所。

答案解析

正確答案為 D。

血基質（Heme）的合成是一個跨越粒線體與細胞質的過程。路徑的起始（Glycine + Succinyl-CoA → ALA）與終結（Protoporphyrin IX + Fe²⁺ → Heme）皆發生於粒線體（Mitochondria）。 選項 D 指稱組裝是在 Ribosome 完成，這混淆了「蛋白質（Globin chain）的轉譯位置」與「輔基（Prosthetic group, Heme）的合成位置」。Heme 合成於粒線體後，會被運送出來與在 Ribosome 合成的 Globin 結合形成 Hemoglobin。

核心知識點

醫檢師考生應熟記 Heme 合成的關鍵細節：

1. 關鍵酵素：
   • ALA Synthase：速率決定步驟（Rate-limiting step），位於粒線體，需 Vit. B6 (PLP)。受 Heme/Hemin 負回饋抑制。
   • ALA Dehydratase：位於細胞質，需 Zinc (Zn)，對鉛（Lead）中毒敏感。
   • Ferrochelatase (Heme synthase)：最後一步，位於粒線體，將 Fe²⁺ 插入原紫質環，亦對鉛中毒敏感。
2. 細胞位置分布：
   • 粒線體：第 1 步 + 最後 3 步（"頭尾在粒線體"）。
   • 細胞質：中間 4 步（ALA → Coproporphyrinogen III）。
3. 相關疾病：
   • 酵素缺乏導致 Porphyria（紫質症）。
   • 鉛中毒（Lead poisoning）：抑制 ALA dehydratase 和 Ferrochelatase，導致尿中 ALA 和紅血球中 Zn-protoporphyrin 增加。
   • Vit. B6 缺乏：導致 Sideroblastic anemia（鐵粒幼紅血球貧血）。

參考資料

1. Validation of the term "Heme synthase" as Ferrochelatase: Ferrochelatase: Mapping the Intersection of Iron and Porphyrin Metabolism in the Mitochondria
2. Heme Biosynthesis Pathway and Location: StatPearls - Heme Synthesis
3. Role of Vitamin B6: Role of pyridoxine (vitamin B6) in erythroid cells