115年:營養生理生化(2)
下列何者不是丙酮酸脫氫酶複合體(pyruvate dehydrogenase complex)催化反應所需的輔酶(coenzyme)?
A黃素腺嘌呤二核苷酸(flavin adenine dinucleotide, FAD)
B硫辛酸(lipoic acid)
C硫胺焦磷酸(thiamine pyrophosphate)
D吡哆醛磷酸(pyridoxal phosphate)
詳細解析
丙酮酸脫氫酶複合體(pyruvate dehydrogenase complex, PDHc)是連結糖解作用與檸檬酸循環的關鍵酵素群,負責將丙酮酸轉化為乙醯輔酶 A(acetyl-CoA)。這個反應需要五種特定的輔酶協同運作,考生必須熟記這五種輔酶各自的功能與對應的維生素來源。
本題觀念
PDHc 由三個酵素亞基組成,各自使用不同的輔酶:
- E1(丙酮酸脫氫酶):使用硫胺焦磷酸(TPP,來自維生素 B1),負責丙酮酸的氧化脫羧。
- E2(二氫硫辛醯轉乙醯酶):使用硫辛酸(lipoic acid)與輔酶 A(CoA,來自泛酸/維生素 B5),將乙醯基轉移至 CoA。
- E3(二氫硫辛醯脫氫酶):使用黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD,來自維生素 B2)與菸鹼醯胺腺嘌呤二核苷酸(NAD⁺,來自菸鹼酸/維生素 B3),負責再氧化硫辛酸。
五種輔酶為:TPP、硫辛酸、CoA、FAD、NAD⁺。
選項分析
- (A) 黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD):FAD 是 E3 亞基的輔酶,確實參與 PDHc 反應,屬於五種輔酶之一。本題問「不是」所需輔酶,因此 A 不是答案。
- (B) 硫辛酸(lipoic acid):硫辛酸共價連結於 E2 亞基的離胺酸殘基上,以擺臂方式在各亞基間傳遞反應中間體,是五種標準輔酶之一。B 不是答案。
- (C) 硫胺焦磷酸(TPP):TPP 結合於 E1 亞基,直接參與丙酮酸的脫羧反應,是五種標準輔酶之一。C 不是答案。
- (D) 吡哆醛磷酸(pyridoxal phosphate, PLP):PLP 是維生素 B6 的活性形式,主要作為胺基酸代謝(轉胺、脫羧、消旋等)的輔酶,與 PDHc 的氧化脫羧反應無關。D 為正確答案。
答案解析
正確答案為 (D)。PDHc 所需的五種輔酶是 TPP、硫辛酸、CoA、FAD 與 NAD⁺,可用口訣「T-L-C-F-N」記憶。吡哆醛磷酸(PLP)雖然是重要的輔酶,但它參與的是胺基酸代謝反應(如轉胺酶催化的反應),與丙酮酸的氧化脫羧完全無關。
核心知識點
- PDHc 五種輔酶:TPP(B1)、硫辛酸、CoA(B5)、FAD(B2)、NAD⁺(B3),口訣「T-L-C-F-N」。
- PLP(維生素 B6 活性形式)的角色是胺基酸代謝,不參與 PDHc。
- PDHc 與 α-酮戊二酸脫氫酶複合體結構相似,使用相同的五種輔酶。
參考資料
- Pyruvate dehydrogenase complex — Wikipedia (https://en.wikipedia.org/wiki/Pyruvate_dehydrogenase_complex)
- CK-12 Foundation — Cofactors of Pyruvate Dehydrogenase (https://www.ck12.org/flexi/chemistry/oxidation-reactions/what-are-the-five-cofactors-of-pyruvate-dehydrogenase/)
- Pyridoxal phosphate — ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/pyridoxal-phosphate)