Phlorizin 之降血糖作用易被何種酵素水解而失效?
詳細解析
本題觀念
Phlorizin 是一種 aryl β-D-glucoside,可視為 phloretin 與 glucose 以 β-O-glucosidic bond 連接而成的糖苷。它的降血糖作用和完整的 phlorizin 分子抑制腎臟及腸道 sodium-glucose cotransporter(SGLT,鈉—葡萄糖共同轉運蛋白)有關;若糖苷鍵被水解,便會失去原本分子的結構完整性與口服穩定性。解題關鍵是先看糖苷鍵的 α/β 組態,再對照酵素的受質專一性,因此答案是 B β-glucosidase。
選項分析
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A α-glucosidase:錯誤。 α-glucosidase 主要辨認並水解 α-構型的糖苷鍵,參與部分寡糖或雙糖的末端分解;phlorizin 的葡萄糖殘基是 β-D-glucose,連結形式是 β-glycosidic bond,與 α-glucosidase 的典型專一性不符。
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B β-glucosidase:正確。 β-glucosidase 能水解 β-構型的 glucosidic bond。腸道中的 lactase-phlorizin hydrolase 具有 β-glucosidase 活性,可將 phlorizin 水解為 phloretin 和 β-D-glucose,使原本的 phlorizin 糖苷被分解,降低其作為完整分子的穩定性與可利用性。因此本項符合題目敘述。
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C α-amylase:錯誤。 α-amylase 主要作用於澱粉或 glycogen 內的 α-1,4 glycosidic bonds,負責較長碳水化合物鏈的初步分解。它的受質是 α-1,4 連結的多醣鏈,不是 phlorizin 中 phloretin 與 glucose 之間的芳香族 β-O-glucosidic bond。
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D esterase:錯誤。 Esterase 水解的是 ester bond,常見於酯類藥物或脂質相關結構;phlorizin 易被切開的鍵是醣苷鍵,不是羧酸與醇形成的 ester bond。即使某些藥物同時含有不同官能基,也要依題目所問的主要易水解鍵判斷,不能只看到「水解」二字就選 esterase。
答案解析
本題答案為 B。Phlorizin 的結構屬於 phloretin 的 β-D-glucoside,β-glucosidase 可辨認 β-糖苷鍵,將 phlorizin 加水分解成 phloretin 與 glucose。腸道 lactase-phlorizin hydrolase 是這個反應的重要酵素來源;它的名稱本身就反映對 lactose 與 phlorizin 的水解能力。
這個考點可用「鍵的構型配酵素」記憶:α-glucosidase 對 α-糖苷鍵,β-glucosidase 對 β-糖苷鍵;α-amylase 則主要切澱粉的 α-1,4 鍵;esterase 則切 ester bond。Phlorizin 的 β-D-glucoside 被拆解後,不再保有完整的母體糖苷結構,因而容易造成其降血糖效應與口服利用性下降。
核心知識點
- Phlorizin: phloretin 的 aryl β-D-glucoside,含 β-O-glucosidic bond。
- β-glucosidase: 水解 β-糖苷鍵,產物為 phloretin 與 β-D-glucose。
- Lactase-phlorizin hydrolase: 腸道 β-glucosidase 活性的重要來源,可分解 phlorizin。
- α-glucosidase: 主要處理 α-構型糖苷鍵,不能作為本題最佳答案。
- α-amylase: 主要水解澱粉或 glycogen 的 α-1,4 鍵。
- Esterase: 水解 ester bond,與 phlorizin 的 β-糖苷鍵不同。