103年:醫學二(1)

砷酸鹽( arsenate)的結構性質類似磷酸鹽( phosphate ),對糖解作用( glycolysis )之影響為:

A抑制六碳糖激酶( hexokinase )活性
B抑制磷酸果糖激酶( phosphofructokinase )活性
C抑制糖解過程之 ATP生成
D抑制整個糖解過程

詳細解析

本題觀念:

砷酸鹽(arsenate, AsO43\text{AsO}_4^{3-})的化學結構類似磷酸鹽(phosphate, PO43\text{PO}_4^{3-}),可在糖解中競爭性取代磷酸鹽,參與 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(GAPDH)的反應。正常時,GAPDH 催化 glyceraldehyde-3-phosphate + Pi\text{P}_i + NAD+\text{NAD}^+ → 1,3-bisphosphoglycerate(1,3-BPG)+ NADH,再由 phosphoglycerate kinase 將高能磷酸鍵轉給 ADP 產生 ATP。當 arsenate 取代 phosphate,形成不穩定的 1-arseno-3-phosphoglycerate,此中間物迅速自發水解(arsenolysis),生成 3-phosphoglycerate,繞過了 ATP 合成步驟,導致底物層次磷酸化(substrate-level phosphorylation)的 ATP 不再生成,但糖解的其他步驟仍可進行。

選項分析

(A) 抑制六碳糖激酶(hexokinase)活性 → 錯誤。Arsenate 作用於 GAPDH 步驟(step 6),不抑制 hexokinase(step 1)

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