hce_nsysu
111年
物理與化學
第 79 題
Carbon monoxide is extremely dangerous to living organisms because it
- A is an irreversible inhibitor of serine proteases such as acetylcholine esterase.
- B competes very effectively with oxygen for binding to the sixth coordination position of Fe$^{2+}$ in heme.
- C causes oxidative DNA damage.
- D is a small nonpolar molecule and therefore acts like a detergent and rips open cell membranes.
- E carbamylates free amino groups in a variety of proteins and enzymes, thus disrupting normal hydrogen bonding.
思路引導 VIP
請試著想像：如果身體裡有一輛專門載運「維生物資」的接駁車，每個座位原本是設計給物資坐的；但現在出現了一個跟物資長得很像、卻比物資更愛搶位置且坐下去就不肯起來的「惡霸」，這會對那些在終點站等待物資的細胞造成什麼樣的後果？這種現象在分子層級會發生在什麼構造上呢？
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AI 詳解
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恭喜你精準地選出了正確答案！這顯示你對生物化學中配體與蛋白質交互作用的機制有著非常清晰的理解。
血紅素的競爭性結合機制
一氧化碳（$CO$）之所以具有劇毒，核心原因在於它與血紅素（Hemoglobin）中的亞鐵離子（$Fe^{2+}$）具有極高的親和力。在正常的生理運作中，血紅素的 heme 基團利用 $Fe^{2+}$ 的第六個配位位置來與氧氣（$O_2$）結合並進行輸送。然而，$CO$ 與該位置結合的強度比氧氣高出約 200 倍以上，這種強力的競爭性結合會使得氧氣無法順利掛載，進而導致嚴重的組織缺氧與細胞功能衰竭。
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