108 調查局特考三等 醫學鑑識組 生物化學 考古題詳解

核心觀念

本題考查嘌呤核苷酸分解代謝：腺嘌呤與鳥嘌呤經去胺、脫核糖及氧化反應，最後生成尿酸（uric acid）。人體缺乏尿酸酶（uricase），因此尿酸是嘌呤分解的終產物，主要由腎臟排出。

解題方法

以腺嘌呤核苷酸與鳥嘌呤核苷酸兩條支線作答，並標明各步驟的酵素，即可完整呈現代謝路徑。

一、腺嘌呤支線

AMP 可經兩種方式進入次黃嘌呤（hypoxanthine）代謝：

• AMP 經 AMP deaminase 去胺形成 IMP；IMP 經 5′-nucleotidase 去磷酸形成肌苷（inosine），再由 purine nucleoside phosphorylase（PNP） 脫去核糖，生成次黃嘌呤。
• AMP 經 5′-nucleotidase 去磷酸形成腺苷（adenosine）；腺苷經 adenosine deaminase（ADA） 去胺形成肌苷，再由 PNP 脫去核糖，生成次黃嘌呤。

次黃嘌呤經 xanthine oxidoreductase 氧化成黃嘌呤（xanthine），再氧化成尿酸。此酵素可呈現為 xanthine dehydrogenase 或 xanthine oxidase 形式。

核心觀念

本題考查同半胱胺酸的結構，以及其在甲硫胺酸代謝中的兩條主要去路。血中同半胱胺酸升高，常見原因包括葉酸、維生素 B₁₂ 或維生素 B₆ 缺乏。

同半胱胺酸是含硫胺基酸，結構可寫為：

其中羧基端為胺基酸主鏈，側鏈末端帶有巰基（$-\mathrm{SH}$）；其系統命名為 2-胺基-4-巰基丁酸。

解題方法

判斷哪些營養素缺乏會使同半胱胺酸累積，可由它的兩條代謝去路切入：

1. 再甲基化為甲硫胺酸 同半胱胺酸接受甲基後形成甲硫胺酸。反應由甲硫胺酸合成酶催化，需維生素 B₁₂參與；甲基則由 5-甲基四氫葉酸提供。因此，葉酸或維生素 B₁₂缺乏會降低再甲基化效率，使同半胱胺酸較易累積。

核心觀念

必需脂肪酸是人體無法自行合成、必須由飲食攝取的多元不飽和脂肪酸。此題核心在於脂肪酸的碳鏈延長與雙鍵生成能力，以及必需脂肪酸在細胞膜結構、訊號傳遞與脂質介質合成中的作用。

解題方法

判斷一種脂肪酸是否必需，關鍵是看人體能否在脂肪酸碳鏈的相應位置引入雙鍵。人體脂肪酸去飽和酶可在靠近羧基端的位置引入雙鍵，但無法在距離甲基端第 3 或第 6 個碳的位置引入雙鍵。因此，人體不能由油酸等脂肪酸自行合成具有 $\omega$-6 或 $\omega$-3 結構的起始脂肪酸，必須由飲食取得。

必需脂肪酸的種類

人體的兩種必需脂肪酸為：

• 亞麻油酸（linoleic acid，LA）：$18:2\,\omega$-6，屬於 $\omega$-6 脂肪酸。
• α-次亞麻油酸（α-linolenic acid，ALA）：$18:3\,\omega$-3，屬於 $\omega$-3 脂肪酸。

「必需」的判定是指人體不能合成其母體脂肪酸；攝取後，人體仍可利用延長酶與去飽和酶進一步代謝。例如，亞麻油酸可轉化為花生四烯酸；α-次亞麻油酸則可轉化為 EPA 與 DHA，但轉換效率有限。

必需的原因及重要性

**為何必需：**人體缺乏能在脂肪酸甲基端引入 $\omega$-6 或 $\omega$-3 雙鍵的酶，因此不能從頭合成亞麻油酸與 α-次亞麻油酸。

核心觀念

葡萄糖－丙胺酸循環連結骨骼肌與肝臟的代謝，主要完成兩件事：將肌肉分解胺基酸產生的氮安全運送至肝臟，並將肌肉中的碳骨架送至肝臟轉成葡萄糖，再供肌肉利用。

解題方法與循環步驟

1. **骨骼肌形成丙胺酸：**肌肉糖解作用產生丙酮酸；胺基酸分解產生的胺基，先經轉胺作用轉移至 α-酮戊二酸，形成麩胺酸。接著丙胺酸轉胺酶（alanine aminotransferase, ALT）將麩胺酸的胺基轉給丙酮酸，生成丙胺酸與 α-酮戊二酸： $\text{丙酮酸}+\text{麩胺酸}\rightleftharpoons\text{丙胺酸}+\alpha\text{-酮戊二酸}$
2. **丙胺酸運至肝臟：**丙胺酸經血液送至肝臟，在 ALT 催化下轉回丙酮酸，胺基轉移至 α-酮戊二酸而形成麩胺酸。
3. **肝臟處理氮與碳骨架：**麩胺酸的氮可經氧化脫胺等途徑進入尿素循環，合成尿素排出；丙酮酸則進入糖質新生，生成葡萄糖。
4. **葡萄糖回到肌肉：**肝臟釋出的葡萄糖經血液回到骨骼肌，供糖解作用使用，形成循環。

解題技巧與易錯處

作答時抓住「肌肉以丙胺酸運送胺基、肝臟以尿素排氮；丙胺酸的碳骨架在肝臟轉成葡萄糖」即可。此循環不只是碳源回收，也協助肌肉將氮送往肝臟處理；不要把它與主要運送氨的麩醯胺酸途徑混為一談。

（二）Malate-aspartate shuttle（蘋果酸－天門冬胺酸穿梭）

核心觀念

此穿梭系統將細胞質 NADH 的還原當量轉移至粒線體基質，使其能進入粒線體電子傳遞鏈。內膜不直接通透 NADH，因此由蘋果酸、草醯乙酸及天門冬胺酸等代謝物接力轉移電子；NADH 本身並未穿過粒線體內膜。

解題方法與穿梭步驟

核心觀念

本題考升糖素在禁食或低血糖時，如何透過肝細胞的受體與第二訊息系統，調整醣類代謝，使血糖上升。掌握「升糖素促進肝醣分解與糖質新生、抑制肝醣合成與糖解作用」即可組織答案。

升糖素主要由胰臟 $\alpha$ 細胞分泌，作用標的以肝臟為主；骨骼肌缺乏升糖素受體，因此升糖素不直接促進骨骼肌肝醣分解。

解題方法

依「受體與訊息傳遞 → 酵素磷酸化 → 代謝途徑變化 → 生理結果」的順序說明：

1. **受體與第二訊息系統：**升糖素與肝細胞膜上的升糖素受體結合。此受體為 G 蛋白偶聯受體，活化 $G_s$ 蛋白，進而活化腺苷酸環化酶，使 ATP 轉變為環狀 AMP（cAMP）。
2. **蛋白激酶活化：**cAMP 活化蛋白激酶 A（PKA），使多種代謝酵素及調控蛋白磷酸化，快速改變代謝方向。
3. **增加肝醣分解：**PKA 活化磷酸化酶激酶；後者再使肝醣磷酸化酶活化，促進肝醣分解，產生葡萄糖-1-磷酸，經轉變為葡萄糖-6-磷酸後，在肝臟進一步生成葡萄糖並釋入血液。