113 年 國立臺灣大學生醫電子與資訊學研究所丙組《生物化學（一般生物化學）》

本題考查大腸桿菌 (E. coli) 同源重組 (homologous recombination) 過程中的蛋白質功能。RecBCD 酶是一種核酸外切酶 (exonuclease) 和解旋酶 (helicase) 的複合體，它負責識別 DNA 斷裂點，並在重組過程中解開雙股 DNA，同時降解其中一股 DNA 鏈。此過程對於啟動同源重組至關重要。

• RecBCD 酶：具備解旋酶和核酸外切酶活性，能解開雙股 DNA 並沿著 DNA 移動，同時降解其中一股鏈，為 RecA 蛋白的結合鋪路。

本題考查大腸桿菌 (E. coli) 中由甲基導向的錯配修復 (methyl-directed mismatch repair) 系統所涉及的酵素。這個系統負責識別和修復 DNA 複製過程中產生的鹼基錯配 (mismatch) 或小片段插入/缺失 (insertion/deletion)。

錯配修復的主要步驟包括：

1. 識別錯配：錯配識別蛋白 (如 MutS) 結合到錯配處。
2. 識別未甲基化鏈：由於大腸桿菌的 DNA 在複製後會經過甲基化修飾，而新合成的鏈在一段時間內未甲基化，錯配修復系統能利用此差異來決定哪一條鏈是錯誤的。識別功能由 MutH 蛋白完成，它會尋找 GATC 序列並在未甲基化鏈上進行切割。
3. 切除錯誤鏈：利用核酸外切酶 (exonuclease) 切除含有錯配的 DNA 片段。
4. 重新合成：利用 DNA 聚合酶 (DNA polymerase) 重新合成正確的 DNA 片段。
5. 連接：利用 DNA 連接酶 (DNA ligase) 將切口連接起來。

我們來分析各選項：

• A) DNA polymerase III：是大腸桿菌主要的 DNA 複製酶，在錯配修復中負責重新合成被切除的 DNA 片段。

本題探討真核生物染色體需要多個 DNA 複製起點 (replication origins) 的原因，與細菌的單一複製起點相對比。

• A) They have a variety of DNA polymerases...：雖然真核生物有多種 DNA 聚合酶，但這並非需要多個複製起點的主要原因。這些聚合酶的功能各異，但複製起點的數量主要與基因體大小和複製速度有關。
• B) The processivity of the eukaryotic DNA polymerase is much less than the bacterial enzyme.：真核生物 DNA 聚合酶的 processivity (連續合成能力) 相較於細菌可能較低，這意味著它們可能需要更頻繁地重新結合，但這並非直接導致需要多個複製起點。

本題比較真核生物的 PCNA (Proliferating Cell Nuclear Antigen) 和細菌 DNA 聚合酶 III 的 β-亞基 (β-subunit) 的功能相似性。

PCNA 在真核生物 DNA 複製中的主要功能是作為一個環狀夾 (sliding clamp)，它環繞著 DNA 雙股，並將 DNA 聚合酶穩定地結合在 DNA 上，從而極大地提高了 DNA 聚合酶的 processivity (連續合成能力)。

細菌 DNA 聚合酶 III 的 β-亞基也具有相同的功能，它也是一個環狀二聚體，能夾住 DNA，將 DNA 聚合酶 III 的核心酶 (core enzyme) 牢固地附著在模板 DNA 上，從而大大增強了其複製的 processivity。

• A) forms a circular sliding clamp to increase the processivity of replication.：這是 PCNA 和細菌 DNA 聚合酶 III β-亞基的共同關鍵功能。

本題考查膠原蛋白 (collagen) 中一種特殊的共價交聯結構——去羥基賴氨酸-諾白氨酸 (dehydroxylysinonorleucine) 的形成。這種交聯是膠原蛋白結構穩定性和強度的一個重要來源。

膠原蛋白的鏈是由甘氨酸 (glycine) 和脯氨酸 (proline) 豐富的重複序列 (Gly-X-Y) 組成，其中 X 和 Y 通常是脯氨酸或羥脯氨酸 (hydroxyproline)。然而，在膠原蛋白的成熟過程中，會發生翻譯後修飾，其中賴氨酸 (lysine) 和羥賴氨酸 (hydroxylysine) 會被進一步修飾和交聯。

去羥基賴氨酸-諾白氨酸 (dehydroxylysinonorleucine) 是一種由兩種胺基酸形成的交聯結構。這個結構的形成涉及到：

1. 賴氨酸 (Lysine)：一個賴氨酸殘基被氧化形成醛基 (aldehyde)。
2. 另一個賴氨酸 (Lysine)：與上述醛基反應，形成一個亞胺 (imine)，隨後進一步轉化為穩定結構。

本題考查 RNA 的特性與功能，找出不正確的敘述。

• A) Some RNAs can function as an enzyme.：這是正確的。核酶 (ribozymes) 是一類具有催化活性的 RNA 分子，例如核糖體中的 rRNA 具有肽酰轉移酶 (peptidyl transferase) 的活性，參與蛋白質的合成。
• B) RNAs can have a function to be a genetic information.：這是正確的。在某些病毒（如流感病毒、HIV）中，RNA 擔任遺傳物質。
• C) Except mRNAs, there is no other RNA in ribosomes.：這是錯誤的。

本題考查需要 FAD (黃素腺嘌呤二核苷酸) 作為輔酶的酶。FAD 是一種重要的輔酶，在許多氧化還原反應中作為電子載體。

• A) Acyl-CoA dehydrogenase：脂肪酸代謝中的關鍵酶，負責脂肪酸的 β-氧化。此類酶需要 FAD 作為輔酶，將底物中的氫傳遞給 FAD。
• B) α-Ketoglutarate dehydrogenase：三羧酸循環 (TCA cycle) 中的一個關鍵酶複合物，將 α-酮戊二酸轉化為琥珀醯輔酶 A。該複合物需要 NAD+ 和輔酶 A 作為輔酶，同時也包含 TPP (硫胺素焦磷酸) 和輔酶 Q (Coenzyme Q)，但不直接使用 FAD。

本題探討葡萄糖-6-磷酸 (glucose 6-phosphate, G6P) 如何活化糖原合成酶 (glycogen synthase)。在肝臟和肌肉中，G6P 是葡萄糖代謝的中間產物，也是調節糖原合成的重要信號分子。

糖原合成酶 (GS) 的活性受到共價修飾（磷酸化）和變構調節 (allosteric regulation) 的影響。

• 變構調節 (Allosteric Regulation)：
  G6P 是一種強效的變構激活劑，可以結合到糖原合成酶上，使其構象發生改變，從而提高其活性，尤其是在 G6P 濃度較高時（表示細胞內葡萄糖豐富）。

• 共價修飾 (Covalent Modification)：
  糖原合成酶的活性通常受到磷酸化狀態的抑制。磷酸化糖原合成酶 (GS-P) 的活性較低，去磷酸化糖原合成酶 (GS) 的活性較高。

  • 磷酸化是由蛋白激酶 (如 GSK-3) 催化的。
  • 去磷酸化是由磷酸酶 (如 Protein Phosphatase 1, PP1) 催化的。

現在我們分析選項：

• A) Glucose 6-phosphate can directly activate glycogen synthase via an allosteric regulation.：這是正確的。G6P 作為一種變構激活劑，直接結合到 GS 上，提高其活性。

核心觀念

本題考查「檸檬酸循環（citric acid cycle, TCA cycle）中間產物作為生合成前驅物」的概念。TCA 循環不僅負責產生能量，其中間產物也可提供胺基酸、卟啉等生合成所需的碳骨架。

重要連結如下：

• $\alpha$-酮戊二酸（$\alpha$-ketoglutarate）可轉變為麩胺酸，再合成脯胺酸。
• 草醯乙酸（oxaloacetate）可轉變為天門冬胺酸，再生成天門冬醯胺。
• 琥珀醯-CoA（succinyl-CoA）與甘胺酸合成 $\delta$-胺基酮戊酸，是卟啉合成的起始反應。
• 甘胺酸主要由絲胺酸經由絲胺酸羥甲基轉移酶生成，並非直接由 TCA 循環中間產物產生。

解題方法

逐一追蹤各選項的生合成來源，判斷其碳骨架是否可由 TCA 循環中間產物直接供應。

主要反應關係為：

$$\alpha\text{-ketoglutarate} \rightarrow \text{glutamate} \rightarrow \text{proline}$$ $$\text{oxaloacetate} \rightarrow \text{aspartate} \rightarrow \text{asparagine}$$ $$\text{succinyl-CoA}+\text{glycine} \rightarrow \delta\text{-aminolevulinate} \rightarrow \text{porphyrins}$$

而甘胺酸的主要來源為：

$$\text{serine}+\text{THF} \rightleftharpoons \text{glycine}+N^5,N^{10}\text{-methylene-THF}$$

因此，甘胺酸不是由 TCA 循環中間產物直接生成。

選項分析

A) Proline（脯胺酸）

錯誤選項。$\alpha$-酮戊二酸可先經轉胺作用形成麩胺酸，麩胺酸再經由麩胺酸-半醛等中間步驟合成脯胺酸：

$$\alpha\text{-ketoglutarate} \rightarrow \text{glutamate} \rightarrow \text{proline}$$

因此脯胺酸的碳骨架可由 TCA 循環中間產物提供。

B) Asparagine（天門冬醯胺）

本題考查葡萄糖刺激胰腺 β 細胞分泌胰島素的機制，找出不正確的敘述。

葡萄糖刺激胰島素分泌的過程是一個多步驟的信號傳導通路：

1. 葡萄糖進入 β 細胞：通過葡萄糖轉運蛋白 GLUT2 進入 β 細胞。
2. 葡萄糖代謝：在細胞內，葡萄糖被磷酸化為葡萄糖-6-磷酸 (G6P)，然後進入糖酵解和三羧酸循環，產生 ATP。
3. ATP 升高：葡萄糖代謝的 ATP 產量增加，導致細胞內 ATP/ADP 比率升高。
4. ATP 關閉 K+ 通道：高 ATP 水平結合到細胞膜上的 ATP-敏感性鉀離子通道 (KATP channels)，導致通道關閉。
5. 膜去極化：鉀離子通道關閉阻止 K+ 外流，使細胞膜內正電位升高，發生去極化。
6. Ca2+ 通道打開：膜去極化打開電壓門控鈣離子通道 (voltage-gated Ca2+ channels)，Ca2+ 從細胞外流入細胞內。
7. 胰島素釋放：細胞內 Ca2+ 濃度的升高觸發胰島素囊泡 (insulin vesicles) 與細胞膜融合，通過胞吐作用 (exocytosis) 釋放胰島素。

現在分析選項：

• **A) Blood glucose is taken by pancreatic ẞ cells via glucose transport

本題考查蛋白質結構變化的術語。蛋白質的摺疊 (folding) 是其獲得生物活性所必需的過程。當蛋白質失去其特定的三維結構時，稱為展開或變性。

• A) Denaturation (變性)：指蛋白質在物理或化學因素（如高溫、極端 pH、強溶劑、某些化學試劑）作用下，失去其原有的二級、三級和四級結構，但通常不破壞其一級結構（胺基酸序列）。變性後的蛋白質通常會失去生物活性。

本題考查朊病毒 (Prions) 的特性。朊病毒是一類特殊的傳染性病原體，它們是由錯誤摺疊的蛋白質（PrPSc）引起的，能夠誘導細胞內正常摺疊形式的蛋白質（PrPC）也發生錯誤摺疊，從而導致神經系統退化性疾病，如庫賈氏病 (Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)、狂牛病 (Bovine Spongiform Encephalopathy, BSE) 等。

• A) are encoded by viruses.：朊病毒不是病毒，它們不含核酸，也不是由病毒編碼的。
• B) cleave DNA at specific sites.：朊病毒是蛋白質，不具備核酸酶 (nuclease) 的活性，不會切割 DNA。

本題考查水合疏水性圖 (hydropathy plot) 的用途。水合疏水性圖是一種工具，用於分析蛋白質的一級胺基酸序列，以預測其三維結構，特別是對於膜蛋白。

水合疏水性圖的原理是：

1. 計算蛋白質序列中一段胺基酸（通常是 7-20 個胺基酸）的平均水合疏水性值。
2. 將這個平均值繪製在一個圖上，橫軸是胺基酸在序列中的位置，縱軸是平均水合疏水性值。
3. 水合疏水性值高的區域（圖中的峰）表示該段胺基酸序列傾向於處於疏水環境中，例如細胞膜的脂質雙層內部。
4. 水合疏水性值低的區域（圖中的谷）表示該段胺基酸序列傾向於處於親水環境中，例如細胞質或細胞外空間。

基於這個原理，水合疏水性圖主要用於：

• 預測膜跨越片段 (membrane-spanning segments)：如果一個蛋白質序列中出現一段連續的高水合疏水性峰，則很可能表示該段胺基酸形成一個 α-螺旋，穿過細胞膜的脂質雙層。
• 預測膜蛋白的拓撲結構：通過識別跨膜片段的數量和位置，可以推測蛋白質在膜上的排布方式（如單次跨膜、多次跨膜、N 端或 C 端朝向細胞質）。

本題考查穀胱甘肽 (Glutathione) 的化學結構。穀胱甘肽是一種重要的細胞內抗氧化劑和解毒劑。

穀胱甘肽是一種特殊的胜肽，由三個胺基酸組成：

1. γ-谷氨酸 (γ-glutamate)：通過其 γ-羧基與半胱氨酸的 α-胺基形成肽鍵。
2. 半胱氨酸 (cysteine)：其側鏈的巰基 (-SH) 是穀胱甘肽發揮抗氧化活性的關鍵。
3. 甘氨酸 (glycine)：通過其 α-羧基與半胱氨酸的 α-胺基形成肽鍵。

本題考查共軛蛋白質 (conjugated proteins) 的概念。共軛蛋白質是由蛋白質部分（載體蛋白，apoprotein）和一個或多個非蛋白質部分（輔基，prosthetic group）組成的蛋白質。輔基可以是金屬離子、輔酶、脂質、糖類、核酸等。

我們來分析各選項：

• A) Nucleoproteins (核蛋白)：由蛋白質（如組蛋白）和核酸（DNA 或 RNA）結合而成。核酸是輔基。

本題考查 6-磷酸葡萄糖酶 (Glucose-6-phosphatase) 的催化反應。這種酶缺乏会导致第一型肝糖儲積症 (Type I glycogen storage disease)。

6-磷酸葡萄糖酶是一種位於內質網膜上的關鍵酶，它在肝臟和腎臟中發揮作用，參與葡萄糖的釋放。

其催化反應是：
葡萄糖-6-磷酸 (glucose 6-P) → 葡萄糖 (glucose) + 無機磷酸鹽 (Pi)

這個反應是糖異生 (gluconeogenesis) 和肝糖分解 (glycogenolysis) 的最後一步，將葡萄糖-6-磷酸去磷酸化，釋放出游離葡萄糖進入血液循環。

現在分析選項：

• A) glucose 6-P to glucose 1-P：這是磷酸葡萄糖變位酶 (phosphoglucose isomerase) 的作用，將 G6P 轉化為 G1P。

核心觀念

本題考查核苷三磷酸在膜脂質生合成中的功能，特別是 CTP（cytidine triphosphate，胞苷三磷酸）對磷脂前驅物的活化作用。

磷酸甘油脂、鞘磷脂及其他取代鞘脂的合成，常需先將磷脂酸、磷酸膽鹼或磷酸乙醇胺等中間物轉換成高能量的 CDP-衍生物。此活化反應通常利用 CTP：

$$\text{磷酸化中間物}+\text{CTP} \rightarrow \text{CDP-活化中間物}+\text{PP}_i$$

例如：

$$\text{磷酸膽鹼}+\text{CTP} \rightarrow \text{CDP-膽鹼}+\text{PP}_i$$

CDP-膽鹼可進一步參與磷脂醯膽鹼及鞘磷脂相關途徑。

解題方法

判斷這類題目的關鍵，是辨認「哪一種核苷三磷酸負責形成 CDP-活化中間物」。

CTP 的胞苷一磷酸部分可被轉移至磷脂生合成的前驅物，形成具有高轉移潛力的 CDP-衍生物。例如磷脂醯甘油的合成可經由 CDP-二酸甘油；磷脂醯膽鹼與磷脂醯乙醇胺的合成則涉及 CDP-膽鹼與 CDP-乙醇胺。

因此，本題所描述的共同參與者是 CTP。題目選項 A 的「СТР」為西里爾字母外觀，依題意應指標準縮寫 CTP。

選項分析

A) CTP

正確。

CTP 可將磷脂生合成中的磷酸化前驅物活化為 CDP-衍生物，提供後續磷脂鍵結反應所需的高能量中間物。

代表性反應包括：

$$\text{磷脂酸}+\text{CTP} \rightarrow \text{CDP-二酸甘油}+\text{PP}_i$$

以及：

本題考查花生四烯酸 (arachidonate) 的相關敘述，找出正確的選項。花生四烯酸是一種 ω-6 多不飽和脂肪酸，是許多生理活性脂質介質（如前列腺素、白三烯等）的前體。

• A) It is the substrate for the synthesis of prostaglandins by the cyclooxygenase pathway.：正確。前列腺素 (prostaglandins, PGs) 的合成是通過環氧化酶 (cyclooxygenase, COX) 途徑進行的，花生四烯酸是該途徑的直接底物。COX 酶催化花生四烯酸環化和氧化，生成前列腺素 G2 (PGG2) 和前列腺素 H2 (PGH2)，後者再被轉化為各種生理活性前列腺素。
• B) It is the substrate for the synthesis of leukotrienes by the lipoxygenase pathway.：正確。

本題考查哺乳動物中 RNA 聚合酶 I (RNA polymerase I, Pol I) 的轉錄功能。真核生物中有三種主要的 RNA 聚合酶，它們分別負責轉錄不同類型的 RNA。

• RNA 聚合酶 I (Pol I)：主要負責轉錄核糖體 RNA (rRNA)。它轉錄一個大的前體 RNA 分子 (45S pre-rRNA)，該前體分子經過加工和修飾後，產生 28S rRNA、18S rRNA 和 5.8S rRNA。
• RNA 聚合酶 II (Pol II)：主要負責轉錄信使 RNA (mRNA)，以及大多數小核 RNA (snRNA) 和 microRNA (miRNA)。

本題考查抗癌藥物 5-氟尿嘧啶 (5-fluorouracil, 5-FU) 的作用機制，特別是其衍生物如何抑制胸苷酸合成酶 (thymidylate synthase, TS)。

5-FU 是一種嘧啶類似物，在體內會被轉化為多種活性形式。其中，對抑制胸苷酸合成酶 (TS) 起作用的是 5-氟脫氧尿苷單磷酸 (5-fluoro-2'-deoxyuridine monophosphate, 5-FdUMP)。

抑制機制如下：

1. 5-FU 在細胞內被轉化為 5-FdUMP。
2. 5-FdUMP 與輔酶 N5,N10-亞甲基四氫葉酸 (N5,N10-methylenetetrahydrofolate) 結合，形成一個三元複合物 (ternary complex)。
3. 這個三元複合物能夠強烈且不可逆地結合到胸苷酸合成酶 (TS) 的活性位點。
4. TS 負責將脫氧尿苷單磷酸 (dUMP) 轉化為脫氧胸苷單磷酸 (dTMP)，dTMP 是 DNA 合成所需的四種脫氧核苷酸之一。

本題考查 RNA 加工 (RNA processing) 的機制，特別是涉及甲基化 (methylation) 和切割 (cleavage) 的過程。

• A) rRNA：rRNA 的加工過程包括前體 rRNA 的切割、修飾（如甲基化、假尿嘧啶化）和成熟。例如，哺乳動物的 45S pre-rRNA 需要經過多次切割和修飾才能形成 28S, 18S, 5.8S rRNA。甲基化是 rRNA 成熟中的常見修飾。
• B) tRNA：tRNA 的加工過程也包括切割、鹼基修飾（包括甲基化）和末端添加。例如，tRNA 的 5' 端前體由 RNase P 切割，3' 端加工涉及 CCA 添加，同時 tRNA 分子中存在多種鹼基修飾，其中甲基化是很常見的。
• C) siRNA (small interfering RNA)：siRNA 通常是由雙鏈 RNA (dsRNA) 通過 Dicer 酶切割產生，屬於 RNA 干擾 (RNAi) 的一部分。其加工過程主要是切割，甲基化不是其主要加工方式。
• D) mRNA：mRNA 的加工包括 5' 端加帽 (capping)、3' 端加 poly(A) 尾，以及剪接 (splicing) 去除內含子。雖然 mRNA 也可能發生一些鹼基修飾，但甲基化和切割（指像 tRNA 或 rRNA 那樣的預處理結構切割）不是其主要加工特徵。

核心觀念

本題比較原核生物與真核生物的 RNA 聚合酶，重點包括：RNA 聚合酶的種類與次單元數、酵素的分子量，以及原核生物常見的多順反子 RNA。

細菌通常以一種 RNA 聚合酶負責合成各類 RNA；真核細胞的細胞核則有 RNA 聚合酶 I、II、III，分別負責合成不同類型的 RNA。真核 RNA 聚合酶是由多個次單元組成的複合體，分子量約數百 kDa。原核生物的轉錄也常產生多順反子 RNA，也就是一條 RNA 含有多個基因的編碼區。

解題方法

逐項檢查 A 至 D 是否符合原核與真核 RNA 聚合酶的基本特徵：

• 若 A 至 D 都正確，則「以上皆無錯誤」的 E 為答案。
• 若其中有一項錯誤，則應選出該錯誤敘述，而不是選 E。

選項分析

A）原核細胞只有一種 RNA 聚合酶。正確。
以典型細菌為例，細胞有一種 RNA 聚合酶負責轉錄不同種類的 RNA。轉錄起始時，酵素可結合不同的 $\sigma$ 因子，以辨識不同啟動子；這不代表細胞具有多種不同的 RNA 聚合酶。

本題考查 tRNA 加工 (processing) 的過程，找出不是 tRNA 加工的機制。

tRNA 的加工是一個複雜的過程，確保其結構和功能正確。主要步驟包括：

1. 5' 端前體的切割：由 RNase P（一種含 RNA 的核酶）負責。
2. 3' 端加工：包括 CCA 序列的添加。tRNA 的 3' 末端始終是 CCA 序列，這是胺基酸連接位點。
3. 鹼基修飾：在 tRNA 分子中存在大量經過修飾的鹼基，以確保其結構穩定性和正確的氨醯化（aminoacylation）及密碼子識別。
4. 內含子剪接 (Splicing)：某些 tRNA 分子（尤其是在酵母和真菌中）含有內含子，需要通過剪接機制去除。

分析選項：

• A) RNase P cut：這是 tRNA 5' 端前體加工的關鍵步驟。
• B) RNase D cut：RNase D 也是一種核酸酶，參與 tRNA 成熟過程中的 3' 端加工，特別是在某些生物體中。

本題考查細菌 RNA 聚合酶 (bacterial RNA polymerase) 的核心酶 (core enzyme) 組成。細菌 RNA 聚合酶由幾個亞基組成，其中核心酶負責催化 RNA 合成，而全酶 (holoenzyme) 則包含一個σ因子，用於識別啟動子。

細菌 RNA 聚合酶的核心酶由以下亞基組成：

• 兩個 α 亞基 (α subunits)：參與聚合酶的組裝和與啟動子的結合。
• 一個 β 亞基 (β subunit)：是催化活性中心的一部分，負責 RNA 合成。
• 一個 β' 亞基 (β' subunit)：與 DNA 緊密結合，並參與聚合酶的組裝。
• 一個 ω 亞基 (ω subunit)：雖然不是催化活性所必需，但對酶的組裝和穩定性有幫助。

全酶 (holoenzyme) 是核心酶與 σ 因子 (σ factor) 的結合。σ 因子負責識別 DNA 上的啟動子 (promoter) 序列，並將 RNA 聚合酶引導到起始轉錄的位置。一旦轉錄開始，σ 因子通常會從核心酶上脫落。

分析選項：

• A) α：是核心酶的組分。
• B) β：是核心酶的催化活性亞基。
• C) β'：是核心酶的組分，與 DNA 結合。
• D) σ：是σ因子，它與核心酶結合形成全酶，負責啟動子識別，但不是核心酶本身的組分。

本題考查 DNA 合成與 RNA 合成之間的區別，找出錯誤的敘述。

• A) Both DNA and RNA synthesis have highly active and efficient proofreading functions.：這是錯誤的。DNA 聚合酶具有高度活躍和有效的校對 (proofreading) 功能（通常是 3'→5' 外切酶活性），以確保 DNA 複製的準確性。然而，RNA 聚合酶通常沒有校對功能，或其校對功能非常有限。RNA 分子是暫時性的，其準確性要求不如 DNA 高。
• B) Deoxyribonucleotides are used in DNA synthesis.：正確。DNA 合成使用脫氧核糖核苷酸 (dATP, dGTP, dCTP, dTTP)。
• C) RNA polymerase does not need a primer to initiate the synthesis of RNA.：正確。

本題考查膽固醇 (cholesterol) 合成途徑中的限速酶 (rate-limiting enzyme)。膽固醇合成是一個複雜的多步驟過程，發生在細胞質和內質網中。

膽固醇合成的主要途徑是從乙醯輔酶 A (acetyl-CoA) 開始，經過一系列反應生成膽固醇。其中的關鍵調控步驟和限速步驟通常被認為是：
3-羥基-3-甲基戊二醯輔酶 A 還原酶 (3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase, HMG-CoA reductase)。

HMG-CoA 還原酶催化 HMG-CoA 轉化為甲羥戊酸 (mevalonate)，這是從乙醯輔酶 A 到異戊二烯單位 (isoprene unit) 的關鍵步驟，也是膽固醇合成途徑中一個重要的調控點。該酶的活性受到激素（如胰島素、甲狀腺素、胰高血糖素）、膽固醇水平以及藥物（如他汀類藥物 statins）的嚴格調控。

分析選項：

• A) HMG-CoA synthase：催化乙醯輔酶 A 形成 HMG-CoA，這是合成 HMG-CoA 的第一步，但不是限速步驟。

本題考查脂蛋白 (lipoprotein) 代謝中的脂蛋白酶 (lipoprotein lipase, LPL) 輔因子。新生極低密度脂蛋白 (nascent VLDL) 在血液循環中會與高密度脂蛋白 (HDL) 發生脂蛋白交換，從 HDL 獲取某些脂蛋白（apolipoproteins），其中一些對 LPL 的活性至關重要。

脂蛋白酶 (LPL) 負責水解乳糜微粒 (chylomicrons) 和 VLDL 中的三酰甘油 (triacylglycerols)，釋放脂肪酸供組織利用。LPL 的活性需要某些脂蛋白的輔因子。

• Apolipoprotein C (ApoC)：特別是 Apolipoprotein C-II (ApoC-II)，是 LPL 的一個強效激活劑。

本題考查在肝臟調節膽固醇代謝中，同時參與「膽固醇酯攝取」和「組織膽固醇外流」的關鍵分子。

• A) ABCA1：ATP 結合盒轉運蛋白 A1 (ABCA1) 主要負責將細胞內的膽固醇和磷脂外流到載脂蛋白 A-I (ApoA-I)，從而啟動 HDL 的形成。它在膽固醇外流中起關鍵作用，但不是攝取膽固醇酯。
• B) ABCG1：ATP 結合盒轉運蛋白 G1 (ABCG1) 也參與膽固醇外流，將膽固醇外流到成熟的 HDL 或其他脂蛋白。它也主要與外流相關。
• C) Lipoprotein Lipase (LPL)：LPL 主要參與水解血漿中脂蛋白（如 VLDL, chylomicrons）的三酰甘油，釋放脂肪酸。它與膽固醇酯的攝取和外流關係不大。
• D) Class B scavenger receptor B1 (SR-B1)：SR-B1 在肝臟和腸道中表達。它在肝臟中扮演雙重角色：

本題考查激素敏感性脂肪酶 (hormone-sensitive lipase, HSL) 的活性調節，找出不會增加其活性的因素。HSL 是脂肪組織中分解三酰甘油 (triacylglycerols) 的關鍵限速酶，其活性受到細胞內信號通路的嚴格調控。

HSL 的激活通常是通過磷酸化來實現的，這個過程由 cAMP 依賴性蛋白激酶 (cAMP-dependent protein kinase, PKA) 催化。PKA 的活性則受細胞內 cAMP 濃度的影響。

激活 HSL 的主要途徑（通過腎上腺素等激素）：

1. 激素結合受體：例如腎上腺素 (epinephrine) 結合 β-腎上腺素能受體。
2. 激活腺苷酸環化酶 (Adenylate cyclase)：受體激活 Gs 蛋白，進而激活腺苷酸環化酶。
3. cAMP 升高：腺苷酸環化酶催化 ATP 轉化為 cAMP。
4. 激活 PKA：cAMP 結合並激活 PKA。
5. 磷酸化 HSL：PKA 磷酸化 HSL，使其活性增加。
6. 磷酸化脂滴相關蛋白 (Perilipin)：PKA 也磷酸化脂滴表面的脂滴蛋白 (perilipin)。磷酸化的脂滴蛋白會改變構象，釋放一個激活 HSL 的輔因子 (如 CGI-58)，或者直接參與 HSL 的激活。

本題考查脂肪組織 (adipose tissue) 中三酰甘油 (triacylglycerols, TAGs) 代謝的描述，找出不正確的敘述。

脂肪組織的主要功能是儲存能量（以 TAG 的形式）並在需要時釋放。

• A) Glycerol kinase is not expressed in adipose tissue.：正確。脂肪細胞缺乏甘油激酶 (glycerol kinase)。這意味著脂肪細胞不能利用甘油作為碳源來合成 TAG。甘油 3-磷酸 (glycerol 3-phosphate) 的主要來源是糖酵解產物二羥丙酮磷酸 (dihydroxyacetone phosphate, DHAP) 的還原。
• B) The source of glycerol 3-phosphate used for esterification is derived from glycolysis.：正確。如上所述，脂肪細胞通過糖酵解產生 DHAP，然後 DHAP 被 NADH 還原為甘油 3-磷酸，用於 TAG 的合成。
• C) There is a continuous cycle of lipolysis and re-esterification occurring in the adipose tissue.：正確。即使在禁食狀態下，脂肪組織中也存在一個動態平衡。一方面，TAG 被分解為脂肪酸和甘油（脂解，lipolysis）；另一方面，脂肪酸和甘油 3-磷酸重新酯化形成 TAG（再酯化，re-esterification）。這個循環確保了能量的儲存和釋放。
• D) The major enzyme regulating lipolysis in the adipose tissue is hormone-sensitive lipase.：正確。激素敏感性脂肪酶 (HSL) 是 TAG 分解（脂解）的限速酶，其活性受到激素（如腎上腺素、胰島素）的嚴格調控。

本題考查酶活性調節的常見機制，找出不是一種常見的酶活性調節方式。

• A) feedback inhibition (反饋抑制)：一種常見的代謝調控機制，最終產物抑制其合成途徑中的一個早期酶的活性。
• B) irreversible denaturation (不可逆變性)：變性會導致酶失活，但「不可逆」意味著酶結構被破壞，無法恢復。這是一種酶的失活或破壞方式，而不是一種動態的、可逆的活性調節機制。雖然變性會影響酶活性，但它不是一種「調控」方式，而是酶功能的喪失。

本題考查 Michaelis-Menten 動力學中的 Km 值 (Michaelis constant) 的定義。

Michaelis-Menten 方程式描述了酶催化反應的速率 (v) 與底物濃度 ([S]) 之間的關係：
$v = \frac{V_{max}[S]}{K_m + [S]}$
其中：

• $v$ 是反應速率。
• $V_{max}$ 是最大反應速率，當底物濃度足夠高時達到。
• $[S]$ 是底物濃度。
• $K_m$ 是 Michaelis 常數。

$K_m$ 的定義是：當底物濃度 $[S]$ 等於 $K_m$ 時，反應速率 $v$ 等於 $V_{max}$ 的一半。
$\text{If } [S] = K_m, \text{ then } v = \frac{V_{max} K_m}{K_m + K_m} = \frac{V_{max} K_m}{2 K_m} = \frac{V_{max}}{2}$
因此，$K_m$ 代表了酶與底物結合的親和力的一個指標。

本題考查酶的競爭性抑制 (competitive inhibition) 的特點，找出不正確的敘述。

競爭性抑制是指抑制劑 (inhibitor) 的結構與底物 (substrate) 相似，能夠與酶的活性位點 (active site) 競爭結合。

競爭性抑制的主要特點：

1. 結合位點：抑制劑與底物競爭結合酶的活性位點。
2. 底物濃度影響：抑制劑的效應可以被高濃度的底物所克服。這是因為當底物濃度遠大於抑制劑濃度時，底物結合酶活性位點的機率遠大於抑制劑。
3. $V_{max}$ 不變：在足夠高的底物濃度下，可以使底物完全佔據活性位點，達到與沒有抑制劑時相同的最大反應速率 $V_{max}$。因此，$V_{max}$ 不會改變。
4. $K_m$ 增加：需要更高的底物濃度才能達到 $V_{max}/2$ 的反應速率，因此視為表觀 $K_m$ ($K_{m,app}$) 增加。
5. 效應：抑制劑的存在會降低反應速率，尤其是在底物濃度不高時。

分析選項：

• A) Competitive inhibitors decrease the product concentration.：在給定的時間內，由於反應速率降低，產物濃度會低於沒有抑制劑的情況。

本題考查輔酶 (coenzyme) 的定義，找出不屬於常見輔酶的選項。輔酶是小分子有機化合物，它們與酶結合，協助酶催化反應。輔酶通常是維生素的衍生物。

• A) ATP (Adenosine triphosphate)：ATP 是一種核苷酸，也是細胞的主要能量貨幣。它經常作為反應物或產物參與許多酶促反應，例如磷酸化反應。雖然 ATP 參與酶促反應，但它通常被視為一種「底物」或「能量來源」，而不是傳統意義上的輔酶，儘管它確實結合到酶上並參與催化。
• B) NADH (Nicotinamide adenine dinucleotide, reduced form)：NADH 是一種重要的電子載體輔酶，參與氧化還原反應。它是煙酸 (niacin) 的衍生物。
• C) FAD (Flavin adenine dinucleotide)：FAD 也是一種重要的電子載體輔酶，參與氧化還原反應。它是核黃素 (riboflavin) 的衍生物。
• D) Heme：血紅素 (heme) 是一個輔基 (prosthetic group)，它包含一個鐵離子，並與蛋白質共價或非共價結合，形成血紅素蛋白（如細胞色素、血紅蛋白）。血紅素本身可以作為電子傳遞的載體，但它更常被視為輔基，是酶結構的一部分，而不是獨立的小分子輔酶。然而，在某些情況下，它也可以被視為輔因子。

本題考查原子力顯微鏡 (Atomic Force Microscopy, AFM) 的工作原理，詢問它基於哪種化學力。

原子力顯微鏡是一種高分辨率的掃描探針顯微鏡，它通過探針尖端與樣品表面之間的原子間相互作用力來成像。

AFM 的工作原理是：

1. 一個非常尖銳的探針（通常是矽或氮化硅製成）固定在一個懸臂梁 (cantilever) 的末端。
2. 探針尖端被掃描到樣品表面附近。
3. 探針尖端與樣品表面之間的各種原子間相互作用力（包括范德華力、靜電力、氫鍵等）會對懸臂梁產生作用。
4. 這些力會導致懸臂梁發生微小的彎曲或振動。
5. 通過激光反射系統檢測懸臂梁的彎曲或振動，並將其轉化為樣品表面的形貌信息。

主要的相互作用力包括：

• 范德華力 (van der Waals forces)：包括倫敦色散力 (London dispersion forces)、偶極-偶極相互作用 (dipole-dipole interactions) 和偶極-誘導偶極相互作用 (dipole-induced dipole interactions)。這些力在原子尺度上非常重要，尤其是在探針與樣品表面距離很近時。
• 靜電力 (Ionic force / electrostatic force)：如果樣品或探針帶有電荷，則會產生靜電力。

本題考查脂質雙層 (lipid bilayer) 的結構，以及哪些胺基酸傾向於出現在水-脂質界面 (water-lipid interface)。

脂質雙層由兩層磷脂分子組成，其結構特點是：

• 親水頭部 (hydrophilic head)：朝向水相（細胞質和細胞外空間）。
• 疏水尾部 (hydrophobic tail)：朝向雙層內部，形成疏水核心。

蛋白質嵌入脂質雙層時，其胺基酸殘基的性質決定了它們在蛋白質中的位置。

• 膜內區域 (membrane-embedded region)：與脂質疏水尾部接觸，通常富含疏水性胺基酸，如丙氨酸 (Alanine)、纈氨酸 (Valine)、亮氨酸 (Leucine)、異亮氨酸 (Isoleucine)、苯丙氨酸 (Phenylalanine)、蛋氨酸 (Methionine) 等。
• 膜表面區域 (membrane surface region)：與水相接觸，通常富含帶電或極性胺基酸，如帶正電的精氨酸 (Arginine)、賴氨酸 (Lysine)，帶負電的谷氨酸 (Glutamate)、天冬氨酸 (Aspartate)，以及極性胺基酸如酪氨酸 (Tyrosine)、絲氨酸 (Serine)、蘇氨酸 (Threonine) 等。

核心觀念

亮胺酸（leucine）是「純生酮胺基酸」（purely ketogenic amino acid），其碳骨架分解後只能形成：

1. 乙醯輔酶 A（acetyl-CoA）
2. 乙醯乙酸（acetoacetate）

亮胺酸的碳骨架共有 6 個碳，因此理論上最多可轉換成 3 個 2 碳單位：

$$6\ \text{個碳} \longrightarrow 3\ \text{個 acetyl-CoA}$$

解題方法

亮胺酸分解的主要路徑如下：

$$\text{Leucine} \longrightarrow \text{HMG-CoA} \longrightarrow \text{Acetoacetate}+\text{Acetyl-CoA}$$

其中 HMG-CoA 經 HMG-CoA lyase 裂解時，直接產生：

$$1\ \text{mole acetoacetate} + 1\ \text{mole acetyl-CoA}$$

接著，乙醯乙酸在具有利用酮體能力的組織中，可經 thiophorase 轉換為乙醯乙酸輔酶 A，再裂解成 2 個乙醯輔酶 A：

$$\text{Acetoacetate} \longrightarrow 2\ \text{moles acetyl-CoA}$$

因此，一莫耳亮胺酸最多產生：

本題考查尿素循環 (urea cycle) 中酶的缺陷與代謝性疾病的關聯，找出導致高檸檬酸尿症 (homocitrullinuria) 的酶。

高檸檬酸尿症 (homocitrullinuria) 是一種代謝性疾病，其特徵是尿液中出現高濃度的檸檬酸 (citrulline) 和高檸檬酸 (homocitrulline)。高檸檬酸尿症通常是由於尿素循環中的某些酶缺陷所致。

尿素循環的步驟：

1. 氨基甲醯磷酸合成酶 I (Carbamoyl phosphate synthetase I, CPS I)：催化氨和碳酸氫根形成氨基甲醯磷酸 (carbamoyl phosphate)。此反應發生於粒線體。
2. 鳥氨酸轉氨甲醯化酶 (Ornithine transcarbamoylase, OTC)：催化氨基甲醯磷酸與鳥氨酸 (ornithine) 反應生成檸檬酸 (citrulline)。此反應發生於粒線體。
3. 精氨酸琥珀酸合成酶 (Argininosuccinate synthetase, ASS)：催化檸檬酸與天冬氨酸 (aspartate) 反應生成精氨酸琥珀酸 (argininosuccinate)。此反應發生於細胞質。
4. 精氨酸琥珀酸裂解酶 (Argininosuccinate lyase, ASL)：催化精氨酸琥珀酸裂解為精氨酸 (arginine) 和富馬酸 (fumarate)。此反應發生於細胞質。
5. 精氨酸酶 (Arginase)：催化精氨酸水解為鳥氨酸和尿素。此反應發生於細胞質。

本題考查類固醇激素 (steroid hormones) 的生物合成前體。類固醇激素是一類重要的信號分子，它們的化學結構都基於一個稱為環戊烷多氫菲 (cyclopentanoperhydrophenanthrene) 的四環結構。

類固醇的生物合成途徑始於膽固醇 (cholesterol)。膽固醇分子經過一系列的酶促轉化，包括側鏈的截短、環的修飾和官能團的引入，最終生成各種不同的類固醇激素，如皮質醇 (cortisol)、醛固酮 (aldosterone)、性激素（如睾酮 testosterone, 雌二醇 estradiol, 孕酮 progesterone）等。

本題考查肽類激素 (peptide hormones) 與其受體 (receptor) 相互作用的信號傳導機制，找出準確描述的選項。

肽類激素是蛋白質或胜肽組成的激素，由於其分子較大且帶有電荷，通常無法直接穿過細胞膜。因此，它們與細胞的相互作用機制如下：

1. 結合細胞表面受體：肽類激素通常結合到細胞膜表面的特異性受體上。這些受體通常是跨膜蛋白。
2. 啟動細胞內信號級聯：激素與受體的結合會觸發受體構象的改變，並啟動一系列細胞內的信號傳導事件，稱為細胞內信號級聯 (intracellular signaling cascade)。
3. 第二信使的產生或激活：這個信號級聯通常涉及激活或抑制細胞內的酶（如腺苷酸環化酶、磷脂酶 C），導致第二信使（如 cAMP, IP3, DAG, Ca2+）的產生或釋放。
4. 細胞響應：第二信使進一步激活或抑制下游的效應蛋白（如蛋白激酶），最終引起細胞對激素信號的響應（如改變基因表達、酶活性、離子通道通透性等）。

分析選項：

• A) Hormones directly enter the cell and bind to cytoplasmic receptors.：這是類固醇激素或甲狀腺激素的機制，它們是脂溶性的，可以

本題考查第二信使 cAMP (環磷酸腺苷) 在激素信號傳導中的主要作用。

第二信使是細胞內用於傳遞激素信號的分子，它們在激素與細胞表面受體結合後被產生或釋放，並在細胞內部傳導信號。cAMP 是最常見的第二信使之一，尤其是在通過 G 蛋白偶聯受體 (GPCR) 傳導的信號通路中。

cAMP 的主要作用是：

1. 激活蛋白激酶 A (PKA)：cAMP 通過結合到 PKA 的調節亞基，使 PKA 的催化亞基釋放出來，從而激活 PKA。
2. 磷酸化下游靶蛋白：激活的 PKA 可以磷酸化細胞內的各種靶蛋白（如酶、離子通道、轉錄因子），從而改變它們的活性，執行細胞的響應。
3. 信號放大：一個激素分子與受體結合，可以激活多個 G 蛋白，每個 G 蛋白又可以激活一個腺苷酸環化酶，每個腺苷酸環化酶可以產生大量的 cAMP 分子。大量的 cAMP 再激活多個 PKA 分子，每個 PKA 又可以磷酸化多個靶蛋白。這個過程使得一個激素信號能夠被極大地放大，從而產生顯著的細胞響應。

本題考查類固醇激素受體 (steroid hormone receptors) 的特徵。類固醇激素（如皮質醇、性激素）是脂溶性的，可以穿過細胞膜。

類固醇激素受體的主要特徵是：

1. 細胞內定位：它們主要位於細胞質或細胞核內。
2. 結合激素：類固醇激素與其受體結合後，會激活受體。
3. 結合 DNA：激活的激素-受體複合物通常能夠結合到細胞核內的特定 DNA 序列上，這些序列稱為激素響應元件 (hormone response elements, HREs)。
4. 調節基因表達：結合到 DNA 後，激素-受體複合物可以作為轉錄因子，啟動或抑制特定基因的轉錄，從而調節蛋白質的合成，最終引起細胞響應。

分析選項：

• A) They are primarily located on the cell membrane.：這是肽類激素或胺類激素受體的主要特徵，類固醇激素受體位於細胞內。

本題考查葡萄糖無氧轉化為乳酸的發酵過程，以及其淨能量收益。

葡萄糖發酵生成乳酸的過程（乳酸發酵，lactic acid fermentation）是無氧呼吸的一種形式，發生在細胞質中，主要包括以下兩個階段：

1. 糖酵解 (Glycolysis)：

   • 1 分子葡萄糖 (6C) 被分解為 2 分子丙酮酸 (pyruvate, 3C)。
   • 在這個過程中，淨生成 2 分子 ATP (通過底物水平磷酸化)。
   • 同時，淨生成 2 分子 NADH (來自於甘油醛-3-磷酸脫氫酶的反應)。

2. 丙酮酸還原為乳酸 (Pyruvate reduction to lactate)：

   • 為了使糖酵解能夠持續進行（通過再生 NAD+），丙酮酸被還原為乳酸。
   • 這個反應消耗 2 分子 NADH，並將其氧化為 NAD+。
   • 這個步驟本身不產生 ATP，也不消耗 ATP。

核心觀念

本題考查丙酮酸去氫酶複合體（pyruvate dehydrogenase complex, PDH complex）將丙酮酸轉換為乙醯輔酶 A 的反應，以及其所需的五種輔酶：

1. Thiamine pyrophosphate, TPP
2. Lipoamide
3. Coenzyme A, CoA
4. Flavin adenine dinucleotide, FAD
5. Nicotinamide adenine dinucleotide, NAD⁺

總反應為：

$$\text{Pyruvate}+\text{CoA}+\text{NAD}^+ \rightarrow \text{Acetyl-CoA}+\text{CO}_2+\text{NADH}+\text{H}^+$$

因此，題目列出的 A～D 均屬於 PDH 複合體完成反應所需的輔酶或輔基。

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解題方法

PDH 複合體由三個主要酵素組成：

• E1：丙酮酸去氫酶（pyruvate dehydrogenase）
  使用 TPP，使丙酮酸脫羧並形成羥乙基中間物。

• E2：二氫硫辛醯轉乙醯酶（dihydrolipoyl transacetylase）
  使用與蛋白質共價結合的 lipoamide，接收乙醯基，再將乙醯基轉移給 CoA，形成 acetyl-CoA。

• E3：二氫硫辛醯去氫酶（dihydrolipoyl dehydrogenase）
  使用 FAD 將還原型 lipoamide 氧化回氧化型；FADH₂ 再將電子傳給 NAD⁺，生成 NADH。

輔酶的功能可整理如下：

輔酶	主要功能
TPP	丙酮酸脫羧
Lipoamide	攜帶乙醯基與電子
CoA	接受乙醯基形成 acetyl-CoA
FAD	接受並傳遞電子，重新氧化 lipoamide
NAD⁺	接受電子形成 NADH

本題考查單醣 (monosaccharide) 的分類。單醣根據其羰基位置分為醛糖 (aldose) 和酮糖 (ketose)，根據碳原子數分為三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖等。

• 醛糖 (Aldose)：羰基在鏈的末端（C1）。
• 酮糖 (Ketose)：羰基在鏈的內部（通常是 C2）。
• 戊糖 (Pentose)：含有五個碳原子。

本題考查三羧酸循環 (TCA cycle, Krebs cycle) 的正確敘述。

TCA 循環是細胞有氧呼吸的核心步驟，發生於粒線體基質中。其主要功能是氧化乙醯輔酶 A，產生還原當量 (NADH 和 FADH2) 和 ATP (或 GTP)，並釋放 CO2。

分析選項：

• A) Oxygen is used to oxidize the acetyl group carbons of acetyl-CoA in the TCA cycle.：這是錯誤的。TCA 循環本身不直接使用氧氣。氧氣是電子傳遞鏈 (electron transport chain, ETC) 的最終電子受體，ETC 的氧化還原電位差維持了 NADH 和 FADH2 的氧化，從而使 TCA 循環能夠持續進行。TCA 循環的氧化反應是通過將底物上的氫原子傳遞給 NAD+ 和 FAD 來實現的，而不是直接用氧氣氧化。
• B) Three molecules of NADH and one molecule of FADH2 are produced in one turn of the TCA cycle.：這是正確的。一個乙醯輔酶 A 分子進入 TCA 循環，經過一系列反應，最終產生：

本題考查蛋白質的脂質修飾 (lipid modification)，找出不是脂質修飾的選項。蛋白質的脂質修飾是通過共價連接脂質分子到蛋白質上，以調節蛋白質的功能、定位或膜結合能力。

• A) Myristoylation (肉豆蔻酰化)：是一種將肉豆蔻酸 (myristic acid, 一種 14 碳脂肪酸) 共價連接到蛋白質 N-末端甘氨酸殘基上的修飾。這是一種常見的脂質修飾。
• B) Palmitoylation (棕櫚酰化)：是一種將棕櫚酸 (palmitic acid, 一種 16 碳脂肪酸) 共價連接到蛋白質半胱氨酸殘基上的修飾，通常是通過硫酯鍵連接。這也是一種常見的脂質修飾。

本題考查原核生物 (prokaryotes) 核糖體 (ribosome) 的結構，特別是小亞基 (small subunit) 所含的 rRNA。

原核生物的核糖體（70S）由兩個亞基組成：

• 小亞基 (Small subunit)：是 30S 亞基，主要包含 16S rRNA。
• 大亞基 (Large subunit)：是 50S 亞基，主要包含 23S rRNA 和 5S rRNA。

本題考查質體 (plasmid) 作為基因克隆載體 (cloning vector) 的關鍵特性。一個有用的質體載體需要具備以下幾個關鍵特徵：

• A) Origin of replication (ori, 複製起點)：質體必須有一個能夠在宿主細胞（通常是細菌）中自我複製的 DNA 序列。這確保了當質體被轉入宿主細胞後，能夠穩定地存在並隨著細胞分裂而被複製到子代細胞中。
• B) Multiple cloning sites (MCS, 多重克隆位點)：也稱為接頭區 (polylinker)，是載體上的一段 DNA 序列，其中包含了多種限制酶的識別位點。這些位點允許外源 DNA 片段被方便地插入到載體中，通常通過限制酶消化和連接反應。

本題考查檢測 SARS-CoV-2 病毒感染的最佳技術。SARS-CoV-2 是一種 RNA 病毒。

• A) X-ray crystallography (X 射線結晶學)：用於確定蛋白質或核酸的三維結構，而不是用於檢測病毒感染。
• B) Northern blot (北方墨點法)：用於檢測特定 RNA 分子。雖然可以檢測病毒 RNA，但它相對耗時，靈敏度不如 PCR，且操作較複雜。
• C) Mass spectrometry (質譜法)：主要用於分析蛋白質的質量和結構，或者檢測小分子。對於檢測 RNA 病毒感染，其直接應用有限。
• D) RT-PCR (Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction, 反轉錄聚合酶鏈式反應)：這是檢測 RNA 病毒感染的黃金標準。