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115年:(醫檢)免疫病毒(1)

下列何者屬於核磷酸化蛋白質（ nuclear phosphoprotein ），具有誘導細胞停止生長、DNA修復和細胞凋亡的功能？

AMyc
BK-ras
CBcl-2
Dp53

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是**腫瘤抑制基因（Tumor Suppressor Gene）與致癌基因（Oncogene）**的蛋白質產物特性及其功能。核心概念在於辨識哪一種蛋白質被稱為「基因體守護者（Guardian of the genome）」，並具備協調細胞週期停滯（Cell cycle arrest）、DNA修復及細胞凋亡（Apoptosis）的三大功能。

選項分析

  • A. Myc：

    • 性質：c-Myc 確實是一種核磷酸化蛋白質（nuclear phosphoprotein），屬於轉錄因子。
    • 功能：它是一個典型的原致癌基因（Proto-oncogene）。其主要功能是促進細胞增生（Proliferation）、細胞生長與代謝。雖然在特定壓力下 Myc 過度表現可能間接導致凋亡，但其核心角色是推動細胞週期進入 S 期，而非負責「因 DNA 受損而讓細胞停止生長並修復」。
    • 結論：錯誤。它的主要功能是促進生長而非抑制。

  • B. K-ras：

    • 性質：K-ras 是一種 GTPase（GTP 水解酶），主要位於細胞膜內側（雖然偶有細胞核分布的報導，但主要定位為膜蛋白）。
    • 功能：它是 RAS/MAPK 訊息傳遞路徑的關鍵開關，屬於原致癌基因。當它與 GTP 結合時會活化，傳遞訊號促進細胞分裂與生長。
    • 結論：錯誤。它不是主要的核蛋白，且功能是促進分裂而非修復或停滯。

  • C. Bcl-2：

    • 性質：Bcl-2 主要位於粒線體外膜（Outer mitochondrial membrane）。
    • 功能：它是最重要的抗凋亡蛋白（Anti-apoptotic protein）。它的功能是抑制細胞凋亡，防止細胞死亡，而非誘導凋亡。
    • 結論：錯誤。其功能與題目描述的「誘導細胞凋亡」相反。

  • D. p53：

    • 性質：p53 是一個核磷酸化蛋白質（Nuclear phosphoprotein），作為轉錄因子發揮作用。
    • 功能：p53 是最著名的腫瘤抑制蛋白。當細胞受到 DNA 損傷、缺氧或致癌基因活化等壓力時，p53 會被磷酸化（例如由 ATM/ATR 激酶修飾）而穩定並活化。
    • 機制：
      1. 細胞週期停滯：透過活化 p21 基因，抑制 CDK，使細胞停在 G1/S 或 G2/M 檢查點。
      2. DNA 修復：活化修復基因（如 GADD45）。
      3. 細胞凋亡：若損傷無法修復，p53 會活化促凋亡基因（如 Bax, Puma），誘導細胞自殺。
    • 結論：正確。完全符合題目描述的所有特徵。

答案解析

正確答案為 D (p53)。 p53 蛋白被稱為「基因體守護者（Guardian of the genome）」。在正常細胞中，p53 濃度很低且不穩定（易被 MDM2 結合併降解）。一旦細胞偵測到 DNA 損傷，p53 會發生磷酸化（Phosphorylation），這導致它與 MDM2 解離、進入細胞核累積，並作為轉錄因子啟動下游基因。輕微損傷時，它誘導 p21 表現造成細胞生長停止（Cell cycle arrest）以利 DNA 修復；若損傷過重，則誘導 Bax 等基因啟動細胞凋亡（Apoptosis），以避免受損細胞轉變為癌細胞。

核心知識點

  1. p53 的功能三部曲：
    • Arrest (停滯): 透過 p21 抑制 Cyclin-CDK 複合物 (G1/S block)。
    • Repair (修復): 活化 GADD45 等修復機制。
    • Apoptosis (凋亡): 透過 Bax、Puma、Noxa 引發粒線體途徑凋亡。
  2. 調控機制：
    • MDM2: p53 的負向調控因子（E3 Ubiquitin ligase），負責將 p53 泛素化並降解。
    • ATM/ATR: DNA 損傷感測激酶，磷酸化 p53 使其穩定。
  3. Li-Fraumeni Syndrome: 遺傳性 TP53 基因突變導致的癌症易感症候群。
  4. 比較：
    • Rb 蛋白：另一個重要的腫瘤抑制因子，主要控制 G1 到 S 期的限制點（Restriction point），透過結合 E2F 來抑制轉錄。

參考資料

  1. The Cell-Cycle Arrest and Apoptotic Functions of p53 in Tumor Initiation and Progression - Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine
  2. p53 Protein in Proliferation, Repair and Apoptosis of Cells - NIH/National Library of Medicine
  3. Function of the c-Myc oncoprotein - PubMed
  4. Bcl-2 Function and Localization - UniProtKB
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