高考申論題
107年
[藥事] 藥理學與藥物化學
第 ㈢ 題
📖 題組：
九、5-Fluorouracil（5-FU）屬於一種前驅藥（prodrug），在體內需經酵素催化轉變為活化型（active form）後，能抑制 thymidylate synthase 之活性而導致 DNA 合成受阻。（每小題 2 分，共 12 分） ㈠ 畫出 5-FU 活化型之結構式。 ㈡ 5-FU 之作用機轉係與內生性受質（endogenous substrate）競爭與酵素 thymidylate synthase 之反應，試畫出該內生性受質之結構式。 ㈢ Thymidylate synthase 通常以何種胺基酸與該內生性受質或活性型 5-FU 進行親核性反應？ ㈣ 上述酵素催化反應需要何種 co-factor 參與？ ㈤ 說明 co-factor 主要之功能為何？ ㈥ 同時給予 5-FU 及 leucovorin 之目的為何？
九、5-Fluorouracil（5-FU）屬於一種前驅藥（prodrug），在體內需經酵素催化轉變為活化型（active form）後，能抑制 thymidylate synthase 之活性而導致 DNA 合成受阻。（每小題 2 分，共 12 分） ㈠ 畫出 5-FU 活化型之結構式。 ㈡ 5-FU 之作用機轉係與內生性受質（endogenous substrate）競爭與酵素 thymidylate synthase 之反應，試畫出該內生性受質之結構式。 ㈢ Thymidylate synthase 通常以何種胺基酸與該內生性受質或活性型 5-FU 進行親核性反應？ ㈣ 上述酵素催化反應需要何種 co-factor 參與？ ㈤ 說明 co-factor 主要之功能為何？ ㈥ 同時給予 5-FU 及 leucovorin 之目的為何？
Thymidylate synthase 通常以何種胺基酸與該內生性受質或活性型 5-FU 進行親核性反應？
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到酵素催化過程中的「親核性反應」，應聯想酵素活性位點常見具備親核性側鏈的胺基酸（如具備 -SH 的 Cysteine 或具備 -OH 的 Serine/Threonine）。在 Thymidylate synthase 的催化機制中，與 dUMP 或 5-FU (FdUMP) 形成共價鍵的關鍵胺基酸為半胱胺酸 (Cysteine)。
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Thymidylate synthase 通常以 半胱胺酸（Cysteine） 與內生性受質（dUMP）或活性型 5-FU（FdUMP）進行親核性反應。 【機轉補充】 酵素活性位點上的半胱胺酸（Cysteine）殘基會利用其側鏈的硫醇基（-SH）作為親核基團（Nucleophile），去攻擊受質（dUMP 或 FdUMP）嘧啶環上的第六位碳（C6），進而形成共價結合的中間產物。