下列何種蛋白質屬於初級主動運輸子（active transporter）？

護理師 - 細胞生理考古題解析 - 民國115年 | ExamWise

本題主要測驗考生對於**跨膜運輸機制（Membrane Transport Mechanisms）**的分類與理解，特別是區分「初級主動運輸」與「次級主動運輸」的差異。

被動運輸 (Passive Transport)：物質順著濃度梯度移動，不消耗能量。例如：單純擴散、通道蛋白 (Channels)（如離子通道）。
主動運輸 (Active Transport)：物質逆著濃度梯度移動，需要消耗能量。
- 初級主動運輸 (Primary Active Transport)：直接利用 ATP 水解產生的能量來驅動離子幫浦。最典型的特徵是該蛋白本身通常具有 ATPase 活性。
- 次級主動運輸 (Secondary Active Transport)：利用初級主動運輸所建立的**離子濃度梯度（通常是 Na+ 梯度）**位能，來驅動另一種物質的逆梯度運輸。包括同向運輸 (Symport) 與反向運輸 (Antiport/Exchange)。

A. 鈣通道 (Calcium channel)：
- 錯誤。通道蛋白（Channels）屬於被動運輸（便利性擴散）。它提供一個親水性孔道，讓鈣離子順著電化學梯度（Electrochemical gradient）快速進入細胞或胞器，過程中不直接消耗 ATP。
B. 鈣依賴性鉀通道 (Calcium-dependent potassium channel)：
- 錯誤。這是一種鉀離子通道，其開啟或關閉受到細胞內鈣離子濃度的調控。儘管受到鈣離子影響，它本質上仍是離子通道，負責讓鉀離子順濃度梯度流出細胞，屬於被動運輸。
C. 鈉鈣交換子 (Sodium-calcium exchanger, NCX)：
- 錯誤。這屬於次級主動運輸（Secondary active transport）中的反向運輸（Antiporter）。
- 機制：它利用「鈉鉀幫浦」所建立的細胞外高鈉濃度梯度位能，將 3 個鈉離子順梯度打入細胞，同時將 1 個鈣離子逆梯度打出細胞。它不直接水解 ATP，而是間接依賴 ATP 建立的鈉梯度。
D. 鈣幫浦 (Calcium pump)：
- 正確。鈣幫浦（如質膜上的 PMCA 或肌漿網上的 SERCA）屬於初級主動運輸。
- 機制：這些蛋白本身是 Ca²⁺-ATPase，能直接水解 ATP，利用釋放的能量將鈣離子逆著濃度梯度「打出」細胞外或「打入」肌漿網（SR/ER）中，以維持細胞質內的低鈣濃度。

題目詢問何者為「初級主動運輸子」。

初級主動運輸的關鍵字是「幫浦 (Pump)」或「ATPase」，因為它們直接消耗 ATP。
選項中僅有 (D) 鈣幫浦 符合此定義。它是直接利用 ATP 水解能量來維持細胞內極低的鈣離子濃度（約 $10^{-7}$ M），對抗細胞外或肌漿網內的高鈣濃度。

故正確答案為 (D) 鈣幫浦。

考生應在生理學與藥理學複習中，熟記以下運輸蛋白的分類，這是國考常考題型：

初級主動運輸 (Primary Active Transport)：直接消耗 ATP。
- Na⁺/K⁺-ATPase (鈉鉀幫浦)：維持細胞膜電位與體積。
- Ca²⁺-ATPase (鈣幫浦)：包含 SERCA (肌漿網) 與 PMCA (質膜)，負責降低胞內鈣濃度。
- H⁺/K⁺-ATPase (氫鉀幫浦)：胃酸分泌（質子幫浦）。
- H⁺-ATPase (氫幫浦)：溶酶體酸化、腎小管排酸。
次級主動運輸 (Secondary Active Transport)：利用離子梯度（通常是 Na⁺）。
- SGLT (鈉-葡萄糖共同運輸子)：腎小管與小腸吸收葡萄糖。
- NCX (鈉-鈣交換子)：心肌細胞排出鈣離子（也是毛地黃 Digoxin 作用的間接影響標的）。
- NHE (鈉-氫交換子)：調節細胞 pH 值。

Primary Active Ca2+ Transport Systems in Health and Disease, Physiological Reviews, NCBI. (PMCA 與 SERCA 為 P-type ATPases 的詳細機制)
Membrane Transport, Ganong's Review of Medical Physiology. (醫學生理學關於主動與被動運輸的標準定義)
Sodium-Calcium Exchanger, Wikipedia / ScienceDirect. (確認 NCX 為次級主動運輸)