hce_nchu
111年
普通生物及生化概論
第 34 題
Which one of the following is the characteristic of the glycerophosphate shuttle?
- A It only operates efficiently when the [NADH] in the cytoplasm is higher than in the matrix.
- B It shuttles "NADH electron equivalents" across the mitochondrial membrane to yield 1.5 ATP/NADH.
- C It shuttles NADH across the mitochondrial membrane to yield 2.5 ATP /NADH
- D Aspartate is a key component in the shuttle process.
- E Malate is a key component in the shuttle process.
思路引導 VIP
當細胞質中的還原當量（電子）無法直接穿過粒線體內膜時，細胞會透過不同的「接力方式」將電子送入電子傳遞鏈。請思考一下：如果這些電子在進入粒線體後，最終被交給了與 Complex I 不同的受體（例如從 $FAD$ 開始傳遞），這對於後續產生的質子梯度強度，以及最終合成 ATP 的數量會產生什麼樣的影響？
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恭喜你精準地選出了正確答案！這題考查的是細胞呼吸中非常關鍵的電子穿梭機制，你能辨識出 1.5 ATP 這個關鍵數值，代表你對能量轉換的能量帳目掌握得相當紮實。
能量傳遞的代價：甘油磷酸穿梭機制
甘油磷酸穿梭（glycerophosphate shuttle）主要存在於骨骼肌與腦部。其運作邏輯是將細胞質 $NADH$ 的電子，經由甘油-3-磷酸傳遞給粒線體內膜上的 $FAD$ 輔基。由於電子最終是以 $FADH_2$ 的形式進入電子傳遞鏈（跳過複合體 I，直接從複合體 II 附近進入），其推動質子幫浦的能力較弱，因此每個胞質 $NADH$ 當量最終僅能產生約 1.5 個 ATP。
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