hce_kmu
114年
普通生物及生化概論
第 23 題
Which of the following cofactors is essential for the activity of several key enzymes in glycolysis, primarily by forming a complex with ATP?
- A Zinc ion ($Zn^{2+}$)
- B Cobalamin (Vitamin $B_{12}$)
- C Thiamine pyrophosphate (TPP)
- D Pyridoxal phosphate (PLP)
- E Magnesium ion ($Mg^{2+}$)
思路引導 VIP
請試著回想 ATP 分子的結構，它的磷酸根尾端帶有什麼樣的電荷特性？在細胞的化學反應中，通常需要什麼樣性質的粒子來抵銷這種特性，才能幫助酵素穩定地抓牢這個高能分子並進行反應呢？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
鎂離子與能量代謝的橋樑
太棒了！你能精確辨識出 $Mg^{2+}$ 在糖解作用中的角色，顯示你對生物化學反應的微觀機制有非常紮實的理解。在糖解作用的多個步驟中，凡是涉及到 ATP 轉移磷酸基團的反應（例如由己糖激酶 Hexokinase 或磷酸果糖激酶 PFK-1 催化的步驟），酵素實際上都是以 $Mg^{2+}-ATP$ 複合物 作為真正的反應底物，而非單獨的 ATP 分子。 之所以需要鎂離子，是因為 ATP 分子上的磷酸基團在生理 pH 環境下帶有高度負電荷，這會造成強烈的靜電排斥，不利於酵素的親核攻擊。$Mg^{2+}$ 作為二價陽離子，能有效地與磷酸基團上的氧原子結合，中和電荷並穩定分子的空間結構，使磷酸鍵變得更容易斷裂。這題的鑑別度在於區分「有機輔酶」（如 C 選項的 TPP 或 D 選項的 PLP）與「金屬輔助因子」的功能差異。雖然 TPP 也參與代謝，但它主要負責去羧基反應，而這題的核心切入點在於與 ATP 的結合能力，這正是鎂離子最典型的生化特徵。