調查局三等申論題
107年
[醫學鑑識組] 生物化學
第 五 題
五、細胞合成脂肪酸時需要進行 citrate-pyruvate shuttle（檸檬酸-丙酮酸穿梭），請繪出此 shuttle，並說明其運作目的。（20 分）
📝 此題為申論題
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看到此題，應先聯想到脂肪酸合成的「空間位置」差異：原料 Acetyl-CoA 位於粒線體基質，而合成作用發生在細胞質，且粒線體內膜缺乏 Acetyl-CoA 的運輸蛋白。解題需分兩層次：首先利用反應方程式或文字流程清晰「畫出」穿梭系統的循環步驟，接著點出其雙重目的——運送碳骨架（Acetyl-CoA）以及提供還原力（NADPH）。
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【破題】 細胞進行脂肪酸合成（Fatty acid synthesis）主要發生於細胞質（cytosol），但其前驅物乙醯輔酶A（Acetyl-CoA）主要在粒線體基質（mitochondrial matrix）中產生。因粒線體內膜對 Acetyl-CoA 不具通透性，細胞遂演化出檸檬酸-丙酮酸穿梭（Citrate-pyruvate shuttle）機制，以解決此空間阻隔問題。 【論述】
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脂肪酸合成（Fatty acid synthesis）的過程? 因為提到 Acetyl-CoA 即可進入脂肪酸合成途徑。還有可產生脂肪酸合成所需的大量還原力 NADPH。所以想知道脂肪酸合成的過程
檸檬酸丙酮酸穿梭
💡 解決乙醯輔酶A跨膜運輸障礙並提供脂肪酸合成所需的還原力 NADPH。
🔗 檸檬酸-丙酮酸穿梭代謝流
- 1 粒線體縮合 — Acetyl-CoA + OAA 縮合形成 Citrate
- 2 跨膜轉運 — Citrate 經由運輸蛋白由粒線體進入細胞質
- 3 裂解析出 — ATP citrate lyase 裂解 Citrate 釋出 Acetyl-CoA
- 4 氧化脫羧 — Malic enzyme 將 Malate 轉為 Pyruvate 並產生 NADPH
- 5 返回再生 — Pyruvate 回粒線體經羧化作用重新生成 OAA
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🔄 延伸學習：延伸學習：此路徑產生的 NADPH 約佔脂肪酸合成所需總量的 40-50%。
