Methotrexate 會影響purine 的生合成，主要是抑制下列何種酵素？
詳細解析
本題觀念
Methotrexate 是抗葉酸藥物，會干擾 tetrahydrofolate（THF）相關的一碳轉移反應，因而同時影響嘌呤核苷酸與 thymidylate 的合成。辨認這類題目的關鍵，是先抓住 methotrexate 的主要直接標的：dihydrofolate reductase（DHFR）。DHFR 將 dihydrofolate 還原成 THF；THF 及其衍生物是 de novo purine synthesis 提供一碳單位的必要輔酶。當 DHFR 被抑制，細胞內可用的還原型葉酸下降，嘌呤前驅物供應受限，快速分裂細胞因此特別容易受到影響。
要和其他選項區分，應把「主要直接酵素標的」與「下游受影響的核苷酸途徑」分開。Dihydropteroate synthase 是細菌葉酸合成的標的；ribonucleotide reductase 負責核糖核苷酸轉成去氧核糖核苷酸；thymidylate synthase 參與 dTMP 形成。它們都可能讓人聯想到核苷酸或葉酸代謝，但不能取代 DHFR 在 methotrexate 作用機轉中的核心位置。
選項分析
A. dihydrofolate reductase：正確。 DHFR 是 methotrexate 的主要直接作用酵素。藥物與 DHFR 結合後，使 dihydrofolate 還原為 THF 的反應受阻，THF 衍生物減少，嘌呤環合成所需的一碳單位供應不足；同一葉酸循環受阻也會妨礙 thymidylate 的形成。這能直接連結藥物、葉酸代謝與嘌呤生合成三個層次。
B. dihydropteroate synthase：不正確。 Dihydropteroate synthase 位於細菌自行合成葉酸的途徑，sulfonamides 會競爭性抑制此酵素。人類細胞沒有這條完整的細菌型葉酸合成途徑，methotrexate 也不是以此酵素作為主要標的；把它和抗葉酸藥物連在一起，是混淆 sulfonamide 抗菌機轉。
C. ribonucleotide reductase：不正確。 Ribonucleotide reductase 將 ADP、GDP、CDP、UDP 等 ribonucleotides 還原為相應的 deoxyribonucleotides，主要關係是 DNA 前驅物供應與細胞週期。它不是 methotrexate 影響葉酸循環和嘌呤新生合成的主要直接標的；此選項比較接近其他核苷酸代謝抑制劑的考點。
D. thymidylate synthase：不正確。 Thymidylate synthase 利用 5,10-methylene-THF 把 dUMP 轉成 dTMP，確實會因還原型葉酸耗竭而受到間接影響。Methotrexate 的 polyglutamate 形式在細胞內也可能作用於其他葉酸依賴酵素，但這些是延伸或下游效應；若問 methotrexate 的主要抑制酵素，仍應選 DHFR。
答案解析
本題答案為 A。記憶主軸可寫成「Methotrexate → DHFR inhibition → THF depletion → one-carbon transfer 下降 → purine 與 thymidylate synthesis 受阻」。DHFR 位在葉酸代謝的上游，先決定細胞能否持續產生 THF；THF 下降後，嘌呤新生合成需要的 formyl-THF 一碳單位不足，因此題目所說的 purine 生合成受影響，最直接的酵素答案就是 DHFR。
藥物的 cytotoxicity 也可由此理解：骨髓、腸胃黏膜與其他快速增殖組織對核苷酸供應中斷較敏感。低劑量 methotrexate 的抗發炎與免疫調節效果還涉及 adenosine pathway 等機轉，但不改變本題在基礎藥理與生化層次所問的主要標的。
核心知識點
- DHFR 將 dihydrofolate 還原為 THF，是維持一碳代謝與核苷酸合成的關鍵步驟。
- Methotrexate 主要抑制 DHFR，造成 THF 及其衍生物不足，進而抑制 de novo purine synthesis 與 thymidylate synthesis。
- Dihydropteroate synthase 是細菌葉酸合成酵素，為 sulfonamide 的典型標的，不是 methotrexate 的標準答案。
- Ribonucleotide reductase 負責 ribonucleotide 到 deoxyribonucleotide 的還原，與 DNA 前驅物供應有關，並非 methotrexate 的主要直接標的。
- Thymidylate synthase 可因葉酸缺乏而受影響，但屬下游途徑；遇到「主要抑制何種酵素」要優先選 DHFR。
- 藥理題應區分直接酵素抑制、代謝物造成的其他作用，以及最終受影響的生合成途徑。