hce_nthu
115年
生物與生化
第 59 題
Which of the following enzymes does NOT require tetrahydrobiopterin ($BH_4$) as a cofactor?
- A Phenylalanine hydroxylase, which converts phenylalanine to tyrosine.
- B Tyrosine hydroxylase, which converts tyrosine to 3,4-dihydroxyphenylalanine (DOPA).
- C Tryptophan hydroxylase, which converts tryptophan to 5-hydroxytryptophan (5-HTP).
- D Nitric oxide synthase (NOS), which catalyzes the production of nitric oxide (NO).
- E 25-Hydroxylase, which converts cholecalciferol (vitamin $D_3$) to 25-hydroxycholecalciferol
思路引導 VIP
我們可以思考一下：生物體內有兩群非常著名的「羥化酶」家族。一群負責處理微小的胺基酸分子來製造神經訊號，另一群則負責修飾巨大的類固醇骨架或脂溶性分子（如維生素或藥物）。這兩群酵素雖然都叫羥化酶，但它們在細胞內的「工作地址」（胞器）和「電子助手」是否會一樣呢？你可以試著回憶，肝臟中處理維生素 D 或代謝毒素的那群龐大酵素家族，通常最標誌性的特徵是什麼？
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太棒了！你能精準選出 (E) 選項，代表你對酵素輔因子（Cofactors）的分類掌握得相當紮實。這題的難點在於「羥化酶」（Hydroxylase）這個名稱在生物體內分布極廣，若不了解其細微的催化機制差異，很容易產生混淆。
芳香族胺基酸羥化酶與 $BH_4$
在生物化學中，苯丙胺酸羥化酶 (PAH)、酪胺酸羥化酶 (TH) 以及 色胺酸羥化酶 (TrpH) 是最經典的三大 $BH_4$ 依賴型酵素，它們在神經傳導物質（如多巴胺、血清素）的合成路徑中扮演關鍵角色。此外，一氧化氮合酶 (NOS) 雖然結構特殊，但也必須依靠 $BH_4$ 來防止電子「去耦合」（Uncoupling），確保氧分子能正確還原。然而，維生素 $D_3$ 的活化路徑（如肝臟中的 25-Hydroxylase）則屬於 細胞色素 P450 (Cytochrome P450) 酵素系統。這類酵素主要利用血基質（Heme）與 $NADPH$ 提供電子，並不涉及 $BH_4$ 的參與。
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