109年:醫學一(2)

血紅素 S( Hemoglobin S )是由於其中的胺基酸 Glu 被置換成 Val ,致使血紅素 S 有聚集( aggregation )的現象,其原因為何?

A血紅素 S間形成共價鍵( covalent bond )
B血紅素 S間形成雙硫鍵( disulfide bond )
C血紅素 S間的疏水性交互作用( hydrophobic interactions )增加
D血紅素 S間的離子交互作用( ionic interactions )增加

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是**鐮刀型貧血(Sickle Cell Anemia)的分子致病機制,特別是血紅素 S(Hemoglobin S, HbS)**發生聚合(aggregation/polymerization)的生化基礎。核心觀念在於胺基酸置換後,蛋白質表面化學性質的改變如何導致分子間的異常交互作用。

選項分析

  • A. 血紅素 S 間形成共價鍵(covalent bond)錯誤。 血紅素 S 的聚合是可逆的(主要發生在去氧狀態,重新結合氧氣後聚合體會解離),且其聚合是由非共價作用力驅動的。共價鍵是非常強的化學鍵(如胜肽鍵),通常不會在這種可逆的蛋白質聚集過程中作為主要驅動力。
  • B. 血紅素 S 間形成雙硫鍵(disulfide bond)錯誤。 雙硫鍵屬於共價鍵的一種,主要發生在半胱氨酸(Cysteine)之間。雖然雙硫鍵能穩定蛋白質結構,但 HbS 的病理性聚合並非由雙硫鍵形成所導致。
  • C. 血紅素 S 間的疏水性交互作用(hydrophobic interactions)增加正確。 正常血紅素(HbA)的 β\beta 鏈第 6 位是谷氨酸(Glutamate, Glu),這是一個**帶負電、極性(親水性)**的胺基酸,位於分子表面與水環

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