有關arginine 代謝合成體內具生物活性物質之敘述，下列何者正確？
詳細解析
本題觀念
精胺酸（arginine）是條件性必需胺基酸，在體內可透過多條代謝路徑轉化為具有生物活性的物質。本題考核精胺酸參與的代謝產物合成機制，包括一氧化氮的生成、肌酸的合成步驟，以及褪黑激素的真正前驅物。理解這些路徑的關鍵酵素與正確產物，是營養生化學的重要基礎。
選項分析
A. 在體內藉由 NOS 作用生成 nitrogen dioxide NOS（一氧化氮合成酶，nitric oxide synthase）催化 L-精胺酸氧化，正確產物是一氧化氮（NO）與瓜胺酸（citrulline），非二氧化氮（NO₂）。NO 是重要訊號分子，促進血管舒張與抑制血小板凝集。NO₂ 則是有毒空氣汙染物，與 NOS 酵素活性無關。選項將 NO 誤寫為 NO₂，錯誤。
B. arginine 和 glycine 藉由轉甲基作用生成肌酸 ✅ 肌酸合成分兩步。第一步在腎臟：AGAT（精胺酸-甘胺酸脒基轉移酶）將精胺酸的胍基轉移給甘胺酸，生成胍基乙酸。第二步在肝臟：GAMT 利用 SAM（S-腺苷甲硫胺酸）進行轉甲基作用，將胍基乙酸甲基化為肌酸。此路徑消耗體內約 40% 的可轉移甲基，代謝負擔極大。本選項正確。
C. arginine 和 tyrosine 藉由氫氧化作用生成褪黑激素 褪黑激素（melatonin）的前驅物是色胺酸（tryptophan），非精胺酸或酪胺酸。合成路徑：色胺酸 → 5-HTP（色胺酸羥化酶）→ 血清素 → N-乙醯血清素 → 褪黑激素（HIOMT 甲基化）。前驅物與反應類型均不正確。
D. L-form 和 D-form 的 arginine 皆可被人體吸收利用 人體代謝路徑幾乎只使用 L-精胺酸。D-精胺酸在動物實驗中不具促進生長活性，哺乳類的 D-胺基酸氧化酶（DAAO）會將 D-型胺基酸分解，目的是解毒而非生物合成。敘述錯誤。
答案解析
答案為 (B)。肌酸合成以精胺酸與甘胺酸為原料，GAMT 催化的轉甲基步驟是關鍵反應，將胍基乙酸轉化為肌酸，也是體內消耗 SAM 甲基最大的途徑之一。
核心知識點
- NOS 催化 L-精胺酸 → NO + 瓜胺酸；產物是 NO 而非 NO₂
- 肌酸合成：精胺酸 + 甘胺酸 →（AGAT，腎臟）→ 胍基乙酸 →（GAMT + SAM，肝臟）→ 肌酸
- 褪黑激素前驅物是色胺酸，與精胺酸或酪胺酸無關
- 人體只利用 L-精胺酸，D-精胺酸不具生物合成活性
參考資料
- Nitric Oxide Synthase overview - ScienceDirect (https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/nitric-oxide-synthase)
- Creatine biosynthesis (https://en.wikipedia.org/wiki/Creatine)
- Arginine:glycine amidinotransferase (https://en.wikipedia.org/wiki/Arginine:glycine_amidinotransferase)
- The metabolic burden of creatine synthesis (PMID: 21387089)
- Melatonin biosynthesis (https://en.wikipedia.org/wiki/Melatonin)
- D-amino Acids in Health and Disease (PMC6770864)