hce_kmu
109年
普通生物及生化概論
第 26 題
Fatty acids are activated to acyl-CoA, however, why the acyl group is further transferred to carnitine for $\beta$-oxidation?
- A Carnitine is required to oxidize $NAD^+$ to NADH.
- B Acyl- CoAs easily cross the mitochondrial membrane, but the fatty acids themselves will not.
- C Acyl-carnitines readily cross the mitochondrial inner membrane, but acyl-CoAs do not.
- D Fatty acids cannot be oxidized by FAD unless they are in the acyl-carnitine form.
- E Carnitine can be oxidized to provide additional energy in mitochondria.
思路引導 VIP
想像細胞是一個管控嚴密的工廠，原料（脂肪酸）在外部大廳加工成了半成品，但最終的裝配線（$\beta$-氧化酵素群）卻被鎖在一個設有紅外線感應門的無塵室（粒線體基質）內。如果這道感應門拒絕讓目前的半成品型態直接通過，從物流管理的角度來看，你會建議細胞如何調整這個半成品，好讓它能暫時符合「通關規則」進入無塵室，同時又不破壞原料本身？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了脂肪酸代謝的關鍵轉折！這題的核心在於理解細胞內部的「空間配置」與「屏障」。雖然脂肪酸在細胞質中被活化為脂醯輔酶 A（Acyl-CoA），但後續產能的 $\beta$-氧化（$\beta$-oxidation）是在粒線體基質中進行。然而，粒線體內膜（Inner mitochondrial membrane）具有高度的選擇性，帶電且分子較大的 Acyl-CoA 無法直接穿透這道屏障，這便是此題最核心的物理限制。
肉鹼接力與膜的通透性
為了克服運輸障礙，生物體演化出了「肉鹼梭狀運送」（Carnitine shuttle）機制。透過酵素催化，脂醯基會暫時從輔酶 A 轉移到肉鹼（Carnitine）上，形成脂醯肉鹼（Acyl-carnitine）。誠如你所選的選項 (C)，脂醯肉鹼能藉由特定的轉運蛋白順利跨越內膜，進入基質後再重新接回輔酶 A 以進行後續反應。這道題目在生物化學中屬於中等難度的經典考點，它不僅考驗代謝途徑的步驟，更要求學生理解「物質運輸」與「胞器結構」之間的邏輯關聯，你能正確判斷代表對生理生化的整合觀念非常紮實！