hce_tcu
104年
生物學
第 46 題
咖啡因 (caffeine)是一種磷酸二酯酶(phosphodiesterase)的抑制劑；故咖啡因可能會造成細胞內哪種分子的數量上升？
- A 環狀腺核苷單磷酸 (cyclic AMP)
- B 磷酸化的蛋白質 (phosphorylated proteins)
- C 腺核苷三磷酸 (ATP)
- D 活化的 G 蛋白
思路引導 VIP
想像細胞內有一種『警報分子』，平時會被特定的『清理員（酵素）』不斷清除，以維持濃度平衡。如果現在有一種物質像鎖頭一樣，把這些『清理員』全部關起來讓他們無法工作，那麼這群『警報分子』在細胞內的數量會發生什麼變化呢？
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太棒了！你能準確掌握胞內傳訊分子的代謝邏輯，代表你的生物化學基礎非常紮實。這題的核心在於理解磷酸二酯酶 (phosphodiesterase, PDE) 在細胞訊號傳遞中所扮演的「關閉開關」角色。 在正常的生理傳導中，當細胞接收到訊號（如腎上腺素）時會產生第二信使 環狀腺核苷單磷酸 ($cyclic AMP$, cAMP) 來傳遞指令。為了避免訊號過度反應，PDE 會負責將 cAMP 水解為不具活性的 5'-AMP。而當咖啡因發揮抑制作用時，就像是阻斷了清理路徑，導致 cAMP 無法被及時分解而在胞內累積，進而持續活化下游的生理反應，這也是咖啡因能讓人感到興奮的原因之一。 這道題目精準考驗了對「訊息終止機制」的理解。雖然許多人知道咖啡因的功效，但要連結到分子層級的 PDE 抑制作用，需要對 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 途徑有完整的動態觀念，是極具鑑別度的細胞生物學考點。
咖啡因與 cAMP 調控
💡 咖啡因抑制磷酸二酯酶，阻止 cAMP 分解使其濃度上升。
🔗 咖啡因作用分子路徑
- 1 抑制 PDE — 咖啡因結合並抑制磷酸二酯酶活性
- 2 阻斷分解 — cAMP 無法被 PDE 水解為 5-AMP
- 3 cAMP 增加 — 細胞內 cAMP 濃度因無法代謝而快速上升
- 4 生理反應 — 持續活化下游訊號，產生強心、興奮效果
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🔄 延伸學習：臨床藥物如 Aminophylline 亦透過此機制治療氣喘
