下列何種抗生素已證實不會干擾mRNA 的轉譯作用?
詳細解析
本題觀念
抗生素的作用機轉可依其「攻擊目標」分類:有些直接結合核糖體而阻斷 mRNA 轉譯(也就是蛋白質合成過程),有些則作用在細胞壁、細胞膜或 DNA 等完全不同的結構上。本題要辨識的就是哪一種抗生素與蛋白質合成無關,走的是「細胞壁合成抑制」路線,這是抗生素藥理分類中最基本的考點。
選項分析
(A) Chloramphenicol Chloramphenicol(氯黴素)會結合細菌核糖體的 50S 次單元,抑制肽醯基轉移酶(peptidyl transferase)的活性,直接阻斷肽鍵的形成,使蛋白質合成停擺。因此它會干擾 mRNA 轉譯,不是正確答案。
(B) Cycloheximide Cycloheximide(放線菌酮)作用在真核生物 80S 核糖體的肽醯基轉移酶,阻斷轉譯延伸步驟(translational elongation),讓蛋白質無法繼續合成。它同樣會干擾 mRNA 轉譯。
(C) Penicillin ✅ Penicillin(盤尼西林)的作用完全不涉及核糖體。它結合細菌的 DD-轉肽酶(DD-transpeptidase,又稱盤尼西林結合蛋白 PBPs),阻止肽聚醣(peptidoglycan)的交聯反應,使細菌細胞壁結構不完整而裂解死亡。因此 penicillin 不會影響 mRNA 轉譯。
(D) Puromycin Puromycin(嘌呤黴素)的結構類似胺醯基-tRNA(aminoacyl-tRNA)的 3' 端,能進入核糖體的 A 位點並以醯胺鍵(amide bond)接入正在合成的肽鏈,但後續反應無法繼續,導致肽鏈提前終止(premature chain termination)。它能同時作用在原核與真核核糖體,會干擾 mRNA 轉譯。
答案解析
本題的關鍵在區分「蛋白質合成抑制劑」與「細胞壁合成抑制劑」。Chloramphenicol、cycloheximide 和 puromycin 三者都直接作用在核糖體上,分別透過抑制肽鍵形成、阻斷延伸、造成提前終止等方式干擾 mRNA 轉譯。唯有 penicillin 的標靶是細胞壁合成酵素(PBPs),與核糖體和 mRNA 轉譯完全無關,因此正確答案為 (C)。
核心知識點
- 干擾轉譯的抗生素通常結合核糖體(50S 或 80S 次單元),影響蛋白質合成的特定步驟
- Penicillin 屬於 β-內醯胺類(β-lactam),抑制細胞壁肽聚醣交聯,不作用於核糖體
- Puromycin 是少數能同時作用於原核與真核核糖體的蛋白質合成抑制劑
參考資料
- Penicillin, Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Penicillin
- Protein synthesis inhibitor, Wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Protein_synthesis_inhibitor
- Structural basis for the context-specific action of the classic peptidyl transferase inhibitor chloramphenicol, PMC: https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9071271/