105年:醫學二(2)

在胰臟β細胞中,下列那個酵素所催化的反應速率會隨血糖上升而明顯提高,且其下游產物能促進胰島素( insulin )的分泌?

Aglycogen synthase
Bglucokinase (或稱 hexokinase IV )
Cphosphorylase kinase
Dglycogen phosphorylase

詳細解析

本題觀念:

胰臟β細胞中的葡萄糖感應(glucose sensing)機制。葡萄糖激酶(glucokinase,又稱 hexokinase IV)是胰臟β細胞的「葡萄糖感應器」,其活性隨血糖濃度升高而線性增加,催化葡萄糖磷酸化後引發一連串代謝事件,最終促進胰島素分泌。

選項分析

(A) glycogen synthase glycolgen synthase(肝醣合成酶)負責催化葡萄糖加入肝醣鏈的反應(UDP-glucose → glycogen)。雖然高血糖時其活性受胰島素調控而上升,但其本身的催化速率不直接感應血糖濃度,且其下游產物(肝醣)並不促進胰島素分泌。此選項不符合。

(B) glucokinase(或稱 hexokinase IV) Glucokinase 具備以下獨特特性,使其成為β細胞的葡萄糖感應器:

  • 對葡萄糖的親和力低(Km810K_m \approx 8\text{–}10 mM),不被生理濃度下的葡萄糖所飽和
  • 活性在生理血糖範圍(3–15 mM)內與葡萄糖濃度呈正比
  • 不受產物 glucose-6-phosphate(G6P)的反饋抑制

其下游代謝途徑:

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