112-2 生化學考古題詳解

Question

【112-2 醫學(一) 第88題】下列關於葡萄糖新生（gluconeogenesis）的敘述，何者正確？

Accepted Answer

[破題關鍵]
葡萄糖新生不是糖解作用的簡單逆轉，它需要繞過幾個不可逆步驟，並消耗大量能量。
[選項拆解]
- A：錯在葡萄糖新生並非全部反應都發生在細胞質。例如，丙酮酸轉化為草醯乙酸 (oxaloacetate) 發生在粒線體。
- B：正確。葡萄糖新生是一個耗能的過程，將兩分子丙酮酸轉化為一分子葡萄糖，需要消耗 4 分子 ATP 和 2 分子 GTP 來提供能量。
- C：錯在葡萄糖新生過程中所參與的酵素與糖解作用 (glycolysis) 並不完全相同。有三個關鍵的不可逆步驟需要不同的酵素來繞過。
- D：錯在磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 (Phosphoenolpyruvate carboxykinase, PEPCK) 的功能是將草醯乙酸 (oxaloacetate) 轉化成磷酸烯醇丙酮酸 (phosphoenolpyruvate)，而不是將 phosphoenolpyruvate 轉化成 oxaloacetate。
[核心知識]
- **葡萄糖新生 (Gluconeogenesis)** 是從非碳水化合物前驅物 (如乳酸、丙酮酸、甘油、某些胺基酸) 合成葡萄糖的代謝途徑。主要發生在肝臟，少量在腎臟。
- **細胞位置**: 葡萄糖新生涉及粒線體和細胞質。例如，丙酮酸 (pyruvate) 轉化為草醯乙酸 (oxaloacetate) 發生在粒線體，而草醯乙酸轉化為磷酸烯醇丙酮酸 (phosphoenolpyruvate) 則可發生在粒線體或細胞質。大部分後續反應在細胞質中進行。
- **能量消耗**: 葡萄糖新生是一個耗能的過程，需要消耗 ATP 和 GTP。將兩分子丙酮酸轉化為一分子葡萄糖，總共需要消耗 4 分子 ATP、2 分子 GTP 和 2 分子 NADH。
- **與糖解作用的關係**: 葡萄糖新生不是糖解作用的簡單逆轉。糖解作用中有三個不可逆的步驟 (由己糖激酶、磷酸果糖激酶和丙酮酸激酶催化)，葡萄糖新生必須透過不同的酵素來繞過這些步驟，這些繞道反應通常需要能量輸入。

Answer

A. 葡萄糖新生全部的反應都發生在細胞質

Answer

B. 葡萄糖新生將 pyruvate 轉化成葡萄糖需要消耗 ATP 及 GTP

Answer

C. 葡萄糖新生過程中所參與的酵素與糖解作用（glycolysis）完全相同，只是反應方向相反

Answer

D. Phosphoenolpyruvate carboxykinase（PEPCK）的功能是將 phosphoenolpyruvate 轉化成 oxaloacetate