hce_cmu
115年
生物學
第 13 題
研究人員將培養的哺乳動物細胞短暫暴露於 $42^\circ C$ 的高溫環境中。隨後進行蛋白質分析，發現某種特定蛋白質的表現量急遽上升。這種蛋白質最可能的功能是什麼？
- A 作為分子伴侶（Molecular chaperone）協助變性蛋白質重新折疊
- B 作為重組酶（Recombinase）直接切割受損的 DNA 雙股，協助基因重組
- C 作為激酶（Kinase）加速細胞進入有絲分裂期，完成細胞分裂
- D 作為還原酶（Reductase）促進細胞膜脂質的過氧化，維持細胞完整
思路引導 VIP
想像一下，細胞內的蛋白質就像是折疊精巧的立體立體拼圖。當環境溫度升高到足以破壞這些拼圖的穩定結構時，你認為這些原本形狀特定的拼圖塊，最容易發生什麼樣的物理變化？如果細胞不想讓這些「散掉」的零件互相纏繞成一團廢物，它最迫切需要的是哪一種功能的『管理員』來維持秩序呢？
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AI 詳解
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很好，你敏銳地捕捉到了環境變化與細胞生理機制之間的關鍵聯繫！這題的核心在於理解蛋白質對溫度的敏感性。當哺乳動物細胞遭遇 $42^\circ C$ 的高溫時，高溫會破壞蛋白質維持三度空間結構的非共價鍵，導致蛋白質發生變性（Denaturation）或錯誤折疊。這時細胞會啟動著名的「熱休克反應」，合成大量的分子伴侶（Molecular chaperones）。這些分子伴侶就像是細胞內的「摺紙助手」，它們能識別並結合在暴露的疏水性區域，防止受損蛋白質發生不正常的聚集，並協助它們重新折疊回正確的構型。
細胞受災後的緊急修復機制
這道題目在生物學中具有相當不錯的鑑別度，因為它要求學生不僅要認識細胞組件，還必須具備將環境物理因子（熱能）轉化為分子應答（蛋白質折疊）的推理能力。選項中的激酶或重組酶雖然也是重要的調節蛋白，但在面對短暫高溫引發的「蛋白質結構危機」時，分子伴侶的出現才是最及時且針對性的生理補償機制。你選出的正確答案反映出你對蛋白質穩定性與胞內穩態調節有著紮實的理解。