109年:醫學一(1)
關於鈉 -鉀離子唧筒( Na +-K+pump )的機制,下列敘述何者錯誤?
A每運送三莫耳( moles )鈉離子至細胞外需水解一莫耳 ATP
B與鈉離子結合後會導致鈉 -鉀離子唧筒的磷酸化
CCardiotonic steroid ,如洋地黃( digitalis )會結合並抑制心臟細胞之鈉 -鉀離子唧筒的功能
D磷酸化的鈉 -鉀離子唧筒對鉀離子的親和力低於對鈉離子的親和力
詳細解析
本題觀念:
本題考查 鈉-鉀幫浦 (Na⁺-K⁺ ATPase) 的運作機制、化學計量 (stoichiometry) 以及藥理學抑制作用。這是一種 P-type ATPase,利用 ATP 水解的能量將離子逆濃度梯度運輸(3 個 Na⁺ 打出細胞,2 個 K⁺ 打入細胞),維持細胞膜電位與滲透壓平衡。其運作模型稱為 Post-Albers cycle,涉及兩種主要構形 (E1 與 E2) 的循環轉換。
選項分析
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A. 每運送三莫耳(moles)鈉離子至細胞外需水解一莫耳 ATP (正確)
- 解析:這是鈉-鉀幫浦的標準化學計量。每次循環中,幫浦水解 1 分子 ATP,將 3 個 Na⁺ 運出細胞,並將 2 個 K⁺ 運入細胞。因此比例確實是 3 Na⁺ : 1 ATP。
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B. 與鈉離子結合後會導致鈉-鉀離子唧筒的磷酸化 (正確)
- 解析:在 E1 構形下,幫浦對胞內的 Na⁺ 具有高親和力。當 3 個 Na⁺ 結合到幫浦的細胞內側位點後,會促使 ATP 結合並將幫浦上的特定天門冬胺酸 (Aspartate) 殘基 磷酸化 (phosphorylation),形成磷酸化的 E1-P 狀態。這個磷酸化過程是依賴 Na⁺ 的。
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