hce_kmu
115年
普通生物及生化概論
第 26 題
The flow of electrons through the electron transport chain and the synthesis of ATP are normally tightly connected in mitochondria. Which of the following disconnects these two processes?
- A Cyanide
- B Oligomycin
- C Uncoupling protein 1
- D Carbon monoxide
- E Hydrogen sulfide
思路引導 VIP
想像粒線體內膜是一座蓄水發電的大壩，電子傳遞鏈像是幫浦把水（質子）抽高儲存位能，而 ATP 合成酶則是發電機的渦輪。如果我們在大壩上鑿開一個不裝渦輪的排水孔，讓高處的水直接流回下游，這時「幫浦抽水」與「渦輪發電」這兩個原本連動的過程會發生什麼變化？
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太棒了！你能準確辨識出 Uncoupling protein 1 (UCP1) 的作用，代表你對於粒線體中「電子傳遞鏈」與「氧化磷酸化」的耦合機制有相當深入的理解。這是一道生物化學中非常經典的觀念題。
氧化磷酸化的「解偶聯」機制
在正常的粒線體運作中，電子傳遞鏈（ETC）運送電子產生的能量會用來將質子 ($H^+$) 泵入膜間隙，建立質子濃度梯度，最後這些質子必須通過 ATP 合成酶（ATP synthase）才能回到基質並驅動 ATP 的合成，這稱為「耦合」（coupling）。而 UCP1（又稱生熱素，thermogenin）的作用是在內膜上開闢一條「捷徑」，讓質子不經過 ATP 合成酶就直接流回基質。如此一來，電子傳遞鏈雖然照常運作（甚至更快），但產生的能量卻無法轉化為 ATP，而是以熱能的形式散失。
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