104年:醫學二(2)

下列關於粒線體 ATP synthase 的敘述,何者錯誤?

A位於粒線體內膜
B可利用氫離子濃度梯度( H+ gradient )將ADP 轉換為ATP
C為氫離子與磷酸根之 symporter
D此酵素運作時會產生蛋白質四級結構變化

詳細解析

本題觀念:

粒線體 ATP synthase(複合體 V)的結構與功能,包含其在粒線體內膜的定位、以氫離子(H+\text{H}^+)梯度驅動 ATP 合成的機轉,以及其旋轉催化時產生的蛋白質四級結構變化。

選項分析

(A) ✅ 位於粒線體內膜 — 正確。ATP synthase(F₁F₀ 複合體)確實位於粒線體內膜:F₀ 嵌入內膜,F₁ 突向基質(matrix)側。

(B) ✅ 可利用氫離子濃度梯度(H⁺ gradient)將 ADP 轉換為 ATP — 正確。這正是化學滲透耦合(chemiosmotic coupling)的核心:電子傳遞鏈在內膜兩側建立 H+\text{H}^+ 梯度(電化學梯度),H+\text{H}^+ 順梯度通過 ATP synthase 驅動 ADP 磷酸化為 ATP。

(C) ❌ 為氫離子與磷酸根之 symporter — 錯誤(本題答案)。Symporter 是次級主動運輸蛋白,將兩種物質同向跨膜運輸,例如腸道上皮的 Na⁺/葡萄糖 symporter。ATP synthase 不是傳統定義的 symporter——它是一個旋轉分子馬達(rotary molecular motor)。F₀ 部分是 H+\text{H}^+ 通道,讓質子順梯度穿越;F₁ 部分催化 ATP

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