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114年:藥學二(第2次)

下列有關 alliin之敘述，何者正確？

A具刺激性味道
B具sulfide結構
C經alliinase 分解後再轉變成 allicin
D可由(Z)-ajoene合成

詳細解析

本題觀念：

本題考查生藥學中大蒜 (Garlic, Allium sativum) 的主要化學成分及其酵素轉化機制。核心概念在於區分「前趨物 (Precursor)」與「活性產物 (Active principle)」的性質差異，特別是 Alliin (蒜胺酸) 與 Allicin (蒜素) 之間的關係。

選項分析

  • A. 具刺激性味道：錯誤。
    • Alliin (S-allyl-L-cysteine sulfoxide) 是大蒜中存在於完整細胞內的成分，本身無臭無味。
    • 具有強烈刺激性味道（蒜味）的是 Allicin (diallyl thiosulfinate)。當大蒜細胞破碎時，Alliin 才會被轉化為有味道的 Allicin。
  • B. 具 sulfide 結構：錯誤/不精確。
    • Alliin 的化學結構為 S-allyl-L-cysteine sulfoxide，其官能基為 Sulfoxide (亞碸, R−S(=O)−R′R-S(=O)-R')。
    • 化學上 "Sulfide" (硫醚) 通常指 R−S−R′R-S-R' 結構。雖然兩者都是含硫有機化合物，但在藥物化學與生藥學的分類中，Alliin 被歸類為 Cysteine sulfoxide 衍生物。
    • 大蒜中確實含有 Sulfide 類化合物（如 Diallyl sulfide, Diallyl disulfide），但那些通常是 Allicin 的後續分解產物，而非 Alliin 本身。
  • C. 經 alliinase 分解後再轉變成 allicin：正確。
    • 這是大蒜化學中最經典的反應機制。
    • 機制：當大蒜細胞受損（切碎或咀嚼）時，液泡中的酵素 Alliinase (蒜胺酸酶) 會釋出，接觸到細胞質中的受質 Alliin。
    • 反應：Alliinase 水解 Alliin，移除丙酮酸 (Pyruvate) 和氨 (Ammonia)，生成 Allylsulfenic acid，兩分子的 Allylsulfenic acid 隨即縮合形成 Allicin。
  • D. 可由 (Z)-ajoene 合成：錯誤。
    • 生合成路徑的方向是相反的。
    • 路徑：Alliin (前趨物) →\rightarrow Allicin (活性中間體) →\rightarrow Ajoene (阿霍烯, 後續產物)。
    • Ajoene 是 Allicin 在油性溶劑或其他條件下進行重排與縮合後的產物，並非合成 Alliin 的原料。

答案解析

正確答案為 C。 Alliin 是大蒜中無臭、穩定的主要含硫前趨物。其最關鍵的生藥學特性即是透過酵素 Alliinase 的作用，轉化為具有藥理活性及特殊氣味的 Allicin。此過程解釋了為何完整大蒜無味，而切碎後會有強烈蒜味的原因。

核心知識點

考生應掌握 大蒜 (Garlic) 的化學成分轉化路徑：

  1. 完整蒜瓣 (Intact): 含有 Alliin (+)-S-allyl-L-cysteine sulfoxide (無臭、極性高、熱穩定)。
  2. 破碎/切碎 (Crushed): 釋出酵素 Alliinase。
  3. 酵素反應: Alliin →Alliinase\xrightarrow{\text{Alliinase}} Allicin (Diallyl thiosulfinate) (有蒜味、抗菌活性強、不穩定)。
  4. 後續產物 (Aging/Processing):
    • 在油中 (Maceration): 形成 Ajoene (抗血栓作用強)、Vinyldithiins。
    • 在水/熱反應或陳化: 形成 Diallyl disulfide (DADS)、Diallyl trisulfide (DATS) 等 Polysulfides (常見於陳年蒜萃取物 AGE)。

參考資料

  1. Borlinghaus, J., et al. "Allicin: chemistry and biological properties." Molecules 19.8 (2014): 12591-12618. (詳細描述 Alliin →\to Allicin 的酵素反應機制)
  2. Block, E. "Garlic and other alliums: the lore and the science." Royal Society of Chemistry, 2010. (大蒜化學權威專書，確認結構與路徑)
  3. Ilić, D. P., et al. "Allicin and related compounds: biosynthesis, synthesis and pharmacological activity." Facta universitatis-series: Physics, Chemistry and Technology 9.1 (2011): 9-20. (確認 Ajoene 為 Allicin 之產物)
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