高考申論題
107年
[藥事] 藥理學與藥物化學
第 ㈤ 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？
說明 co-factor 主要之功能為何？
📝 此題為申論題
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看到此題應聯想 Thymidylate synthase (TS) 催化 dUMP 轉化為 dTMP 的生化途徑。思考輔因子 $N^5,N^{10}$-methylene-THF 在此化學反應中貢獻了什麼基團（單碳/甲基提供者），以及伴隨的氧化還原作用（提供還原力）。
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該輔因子（$N^5,N^{10}$-methylene-THF）在 Thymidylate synthase 催化反應中的主要功能為：
- 作為單碳單位提供者（One-carbon unit donor）：提供亞甲基（methylene group），轉移至 dUMP 嘧啶環的 C5 位置上。
- 作為還原劑：提供氫原子，將亞甲基還原成甲基（methyl group），最終使 dUMP 成功轉化為 dTMP，而輔因子自身則被氧化成雙氫葉酸（Dihydrofolate, DHF）。