103年:醫學二(1)

維繫蛋白質三級結構穩定性作用力之中,何者最易受到所處環境之氧化還原狀態的影響?

A雙硫鍵( disulfide bond )
B氫鍵( hydrogen bond )
C凡德瓦爾力( van der Waals interaction )
D離子交互作用( ionic interaction )

詳細解析

本題觀念:

蛋白質三級結構(tertiary structure)的穩定性由多種作用力維持,包括共價鍵和非共價交互作用。其中,雙硫鍵(disulfide bond)是唯一可被環境氧化還原(redox)狀態直接調控的共價作用力,是本題核心。

選項分析

(A) 雙硫鍵(disulfide bond) 雙硫鍵由兩個半胱胺酸(cysteine)殘基的巰基(—SH)在氧化環境下失去兩個氫形成 —S—S— 共價鍵。此反應完全可逆:氧化環境促進雙硫鍵形成,還原環境(如細胞內存在 glutathione 或 dithiothreitol)則使雙硫鍵還原斷裂,恢復為—SH。因此,環境的氧化還原狀態直接決定雙硫鍵是否存在,進而影響蛋白質三級結構。此為正確答案。

(B) 氫鍵(hydrogen bond) 氫鍵由帶部分正電的氫原子與帶部分負電的原子(如 N、O)之間的靜電吸引力形成。氫鍵受 pH、溫度及溶劑極性影響,但並不直接受氧化還原狀態調控。

(C) 凡德瓦爾力(van der Waals interaction) 凡德瓦爾力是因暫時偶極(transient dipole)誘發的短距離吸引力。個別作用力極弱(0.1–1 kJ/mol),不受氧化還原狀態影響。

(D) 離子交互作用(ionic interaction) 即鹽橋(salt

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