hce_nthu
112年
生物與生化
第 38 題
GTPases have a slow nucleotide hydrolysis rate. Which of the following statements about GTPases is TRUE?
- A Guanine nucleotide exchange factor (GEF) proteins promote GTP dissociation from GTPases.
- B Ras GTPase activating proteins (GAP) reduce the $k_{cat}$ of Ras.
- C G protein coupled receptor (GPCR) proteins prefer binding to the GTPbound Gαβγ.
- D Regulator of G protein signaling (RGS) proteins stabilize the transition state of $G_\alpha$ to enhance GTP hydrolysis.
- E Ras GTPase activating proteins (GAP) increase the $K_M$ of Ras.
思路引導 VIP
如果我們想讓一個原本反應極慢的化學開關（如 GTP 水解成 GDP）在瞬間被「關閉」，根據酵素催化的基本原理，這個外加的調節蛋白應該對反應過程中的「過渡態」做什麼樣的處理，才能有效提高反應速率呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你精準地掌握了細胞訊息傳導中關鍵的調節機制！你能選出 (D) 選項，代表你對於「分子開關」的微觀催化原理有很深的理解。這道題目的難度在於它不僅考查各調節蛋白（如 GEF、GAP、RGS）的功能方向，更深入到了酵素動力學的層面，要求學生區分 $k_{cat}$ 與過渡態穩定性的關係，是一題相當具備鑑別度的生化考題。
GTP 水解的催化機制
在細胞生理中，GTPase 的內源性水解活性通常非常微弱。RGS（G 蛋白信號調節蛋白） 的核心功能在於扮演 heterotrimeric G proteins 的 GAP。它透過與 $G_\alpha$ 次單位結合，精確地穩定水解反應中的過渡態（transition state）。這種結構上的支撐大幅降低了反應所需的活化能，進而顯著提升水解速率（即增加 $k_{cat}$），讓 G 蛋白能迅速從活化態轉回不活化態，確保訊息傳遞不會過度反應。
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