テスト：生化学（cardiovascular）

Contents

1 押さえるポイント
2 アセス
3 ブロック

押さえるポイント

Biologic Oxidation（生物学的酸化）
● Key feature of biologic oxidation（生物学的酸化の主要な特徴は何ですか？）
　生物学的酸化は、分子の電子（electrons）の移動を伴う酸化還元反応（oxidation-reduction reactions）です。このプロセスにおいてエネルギーが解放され、ATP生成のために使われます。
● Role of oxygen in these reactions（酸素はこれらの反応でどのような役割を果たしますか？）
　酸素（Oxygen）は、電子伝達系（electron transport chain）の最終的な電子受容体（terminal electron acceptor）として機能し、水（H2O）を生成します。
● Where in the cell does biologic oxidation primarily occur?（生物学的酸化は細胞のどこで主に行われますか？）
　ミトコンドリア（mitochondria）の内膜（inner membrane）で行われます。
Role of NAD+ in Oxidation Reactions（酸化反応におけるNAD+の役割）
● Function of NAD+（NAD+の役割は何ですか？）
　NAD+（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）は、酸化還元反応で電子を受け取り還元型のNADHとなり、エネルギー生成に重要な役割を果たします。
● NAD+ and electrons in the electron transport chain（NAD+は電子伝達系でどのように電子と相互作用しますか？）
　NADHは電子伝達系の複合体I（Complex I）に電子を供給し、エネルギー生成のためのプロトンポンプ活動を引き起こします。
Enzymes in Electron Transfer（電子移動に関与する酵素）
● Enzymes involved in transferring electrons during cellular respiration（細胞呼吸中に電子を移動させる酵素は何ですか？）
　主に複合体I（Complex I）、複合体II（Complex II）、複合体III（Complex III）、複合体IV（Complex IV）が関与します。
● Role of cytochrome c oxidase (Complex IV)（シトクロムcオキシダーゼの役割は何ですか？）
　シトクロムcオキシダーゼ（cytochrome c oxidase）は、電子を酸素に転送し、水を生成します。同時にプロトンをミトコンドリア膜間スペースに移動させ、プロトン勾配を形成します。
Electron Transport Chain (ETC)（電子伝達系）
● Function of Complex II（複合体IIの役割は何ですか？）
　複合体II（Complex II）は、FADH2から電子を受け取り、それを電子伝達系に供給しますが、プロトンポンプとしては機能しません。
● How do electrons from FADH2 enter the electron transport chain?（FADH2からの電子はどのように電子伝達系に入りますか？）
　FADH2は複合体IIに電子を供給し、これが後の複合体に移動します。
Proton Gradient Contributors（プロトン勾配の寄与因子）
● Which complexes contribute to the proton gradient?（どの複合体がプロトン勾配に寄与しますか？）
　複合体I、III、IVがプロトンをミトコンドリア内膜を越えて汲み上げ、プロトン勾配を形成します。
● Why is Complex II unique?（複合体IIが他と異なるのはなぜですか？）
　複合体IIはプロトンを汲み上げないため、他の複合体とは異なります。
Primary Electron Source in ETC（電子伝達系における主な電子源）
● What are the primary sources of electrons?（主な電子源は何ですか？）
　NADHとFADH2が主な電子源です。これらはそれぞれ複合体Iと複合体IIに電子を供給します。
● How do NADH and FADH2 contribute to energy production?（NADHとFADH2はエネルギー生成にどのように寄与しますか？）
　NADHは複合体Iを通じて、FADH2は複合体IIを通じて電子伝達系に電子を供給し、プロトン勾配を形成しATP合成を促進します。
Mobile Electron Carrier（可動性電子キャリア）
● Which coenzymes act as mobile electron carriers?（どの補酵素が可動性電子キャリアとして働きますか？）
　ユビキノン（コエンザイムQ、coenzyme Q）とシトクロムc（cytochrome c）が電子伝達系における可動性電子キャリアです。
● How do cytochrome c and coenzyme Q function?（シトクロムcとコエンザイムQはどのように機能しますか？）
　コエンザイムQは複合体IやIIから複合体IIIへ、シトクロムcは複合体IIIからIVへ電子を移動させます。
Cyanide Inhibition（シアン化物阻害）
● How does cyanide inhibit cellular respiration?（シアン化物はどのように細胞呼吸を阻害しますか？）
　シアン化物（cyanide）はシトクロムcオキシダーゼ（複合体IV）を阻害し、酸素への電子の移動を妨げます。
● Which complex is affected by cyanide?（シアン化物に影響される複合体はどれですか？）
　複合体IVが影響を受け、その結果ATP生成が停止します。
ATP Synthesis Channel（ATP合成チャネル）
● What is the name of the enzyme complex that synthesizes ATP?（ATPを合成する酵素複合体の名称は何ですか？）
　ATP合成酵素（ATP synthase）です。
● How does the proton gradient drive ATP synthesis?（プロトン勾配はどのようにATP合成を促進しますか？）
　プロトンがATP合成酵素を通過するとき、そのエネルギーがATPの生成に使われます。
ATP Yield in Aerobic Respiration（好気性呼吸におけるATP生成量）
● Which process produces the most ATP?（最も多くのATPを生成する過程はどれですか？）
　酸化的リン酸化（oxidative phosphorylation）が最も多くのATPを生成します。
● How does oxidative phosphorylation compare to glycolysis and the citric acid cycle?（酸化的リン酸化は解糖系およびクエン酸回路と比べてどのようにATP生成量が異なりますか？）
　酸化的リン酸化は、解糖系（glycolysis）やクエン酸回路（citric acid cycle）よりもはるかに多くのATPを生成します。
Terminal Electron Acceptor（終末電子受容体）
● What molecule serves as the terminal electron acceptor?（終末電子受容体として働く分子は何ですか？）
　酸素（Oxygen）が終末電子受容体として機能し、水（H2O）を生成します。
● Why is the terminal electron acceptor important?（終末電子受容体はなぜ重要ですか？）
　酸素が電子を受け取ることにより、電子伝達系を通じてエネルギーが効率的に放出され、ATP合成が可能となります。酸素の受け取りがないと、電子伝達系が停止し、ATPの生成も停止します。
Regulation of Oxidative Phosphorylation（酸化的リン酸化の調節）
● What factors regulate the rate of oxidative phosphorylation?（酸化的リン酸化の速度を調節する要因は何ですか？）
　ADP濃度（ADP concentration）、酸素供給量、NADHとFADH2の供給量が主な調節因子です。
● How does ADP concentration affect ATP production?（ADP濃度はATPの生成にどのように影響しますか？）
　ADP濃度が高いほどATP合成が促進されます。ADPが不足している場合、酸化的リン酸化の速度は低下します。
Mitochondrial Uncoupling（ミトコンドリアの脱共役）
● Effect of mitochondrial uncoupling on ATP synthesis and heat production（ミトコンドリアの脱共役がATP合成と熱産生に与える影響は何ですか？）
　脱共役（uncoupling）により、プロトンがATP合成酵素を通過せずにミトコンドリア内膜を横切るため、ATP合成が減少し、そのエネルギーが熱として放出されます。
● Why is uncoupling important for thermogenesis?（脱共役が熱生成にとって重要なのはなぜですか？）
　脱共役は、体温を維持するために熱を生成する役割を果たします。特に褐色脂肪組織（brown adipose tissue）での熱生成に寄与します。
P/O Ratio for NADH（NADHのP/O比）
● What is the P/O ratio for NADH oxidation?（NADH酸化のP/O比は何ですか？）
　NADHのP/O比はおよそ2.5です。これはNADHが酸化される際に、約2.5分子のATPが生成されることを意味します。
● How does the P/O ratio reflect the efficiency of ATP production?（P/O比はATP生成の効率をどのように反映しますか？）
　P/O比は、酸化的リン酸化におけるエネルギー効率を示し、高いP/O比はATP生成が効率的であることを意味します。
Function of Complex III（複合体IIIの機能）
● Role of Complex III in electron transport（電子伝達における複合体IIIの役割は何ですか？）
　複合体III（Complex III）は、ユビキノン（coenzyme Q）からシトクロムcへ電子を転送します。
● How does Complex III contribute to both electron transfer and proton pumping?（複合体IIIはどのように電子移動とプロトンポンピングに寄与しますか？）
　複合体IIIは電子の移動と同時に、ミトコンドリア内膜を越えてプロトンを汲み上げ、プロトン勾配を形成します。
ΔG°’ and Reaction Energetics（ΔG°’と反応のエネルギー特性）
● What does a negative ΔG°’ value indicate?（負のΔG°’値は生化学反応の方向について何を示しますか？）
　負のΔG°’値は、反応が自発的（spontaneous）に進むことを示します。
● How does ΔG°’ relate to the spontaneity of a reaction?（ΔG°’は反応の自発性にどのように関係しますか？）
　負のΔG°’は反応がエネルギーを放出し自発的に進むことを示し、正のΔG°’は反応がエネルギーを必要とすることを意味します。
ΔG°’ and Keq Relationship（ΔG°’と平衡定数Keqの関係）
● Relationship between ΔG°’ and Keq（ΔG°’と平衡定数の関係は何ですか？）
　ΔG°’はKeqと対数関数で関係しています。Keqが1より大きい場合、ΔG°’は負になります。
● How can you use Keq to predict the direction of a reaction?（Keqを使って反応の方向を予測するにはどうすればよいですか？）
　Keqが1より大きければ、生成物が優勢で反応は前進します。Keqが1より小さければ、反応物が優勢で逆方向に進む傾向があります。
Substrate-Level Phosphorylation（基質レベルのリン酸化）
● What is substrate-level phosphorylation?（基質レベルのリン酸化とは何ですか？）
　基質レベルのリン酸化（substrate-level phosphorylation）は、酵素によって基質から直接リン酸基が転移され、ATPが生成される過程です。
● In which metabolic pathways does it occur?（基質レベルのリン酸化はどの代謝経路で行われますか？）
　解糖系（glycolysis）とクエン酸回路で行われます。
Energy Conservation in Biological Systems（生物系におけるエネルギー保存）
● How is energy conserved during biochemical reactions?（生化学反応中にエネルギーはどのように保存されますか？）
　エネルギーはATPやNADHの形で保存され、これによりエネルギーが後で使用される際に効率的に供給されます。
● How is chemical energy stored in biological molecules?（生物分子において化学エネルギーはどのように保存されますか？）
　化学エネルギーは、主に高エネルギーリン酸結合（ATP）や還元型補酵素（NADH、FADH2）に保存されます。
Enzyme for High-Energy Phosphate Transfer（高エネルギーリン酸転移を行う酵素）
● Which enzymes are responsible?（高エネルギーリン酸結合の転移を担う酵素はどれですか？）
　ホスホキナーゼ（phosphokinases）やクレアチンキナーゼ（creatine kinase）などが含まれます。
● Role in energy metabolism（これらの酵素はエネルギー代謝でどのような役割を果たしますか？）
　これらの酵素はATPの合成やクレアチンリン酸からのエネルギー供給により、細胞内でエネルギーを迅速に提供します。
Role of Creatine Phosphate（クレアチンリン酸の役割）
● Function of creatine phosphate in muscle cells（筋細胞におけるクレアチンリン酸の役割は何ですか？）
　クレアチンリン酸（creatine phosphate）は、ATPを迅速に再合成するための高エネルギーリン酸供給源として機能します。これにより、筋収縮時の短時間の高エネルギー需要に対応します。
● How does creatine phosphate help maintain ATP levels?（クレアチンリン酸はどのようにしてATPレベルを維持しますか？）
　高エネルギーのクレアチンリン酸は、クレアチンキナーゼ（creatine kinase）によってADPにリン酸基を供与し、ATPを迅速に生成します。
Energy Released from ATP Hydrolysis（ATP加水分解によるエネルギーの放出）
● How much energy is released by the hydrolysis of ATP?（ATPの加水分解でどのくらいのエネルギーが放出されますか？）
　標準条件下で、ATPの加水分解により約7.3 kcal/molのエネルギーが放出されます。
● Why is ATP hydrolysis considered a high-energy reaction?（なぜATP加水分解は高エネルギー反応と見なされるのですか？）
　ATPの末端リン酸基の結合は不安定であり、その加水分解によりエネルギーが大きく放出されるため、ATP加水分解は高エネルギー反応とされます。
Highest Phosphoryl Transfer Potential（最高のリン酸転移ポテンシャル）
● Which molecules have high phosphoryl transfer potential?（高いリン酸転移ポテンシャルを持つ分子はどれですか？）
　ホスホエノールピルビン酸（PEP）、1,3-ビスホスホグリセリン酸（1,3-BPG）、クレアチンリン酸（creatine phosphate）が高いリン酸転移ポテンシャルを持ちます。
● How is phosphoryl transfer potential related to energy transfer?（リン酸転移ポテンシャルはエネルギー移転とどのように関係しますか？）
　高いリン酸転移ポテンシャルを持つ分子は、リン酸基を他の分子に容易に転移し、エネルギーを供給することができます。
Primary Driver of ATP Synthesis（ATP合成の主な駆動因子）
● What drives the synthesis of ATP in mitochondria?（ミトコンドリアでのATP合成を駆動するものは何ですか？）
　プロトン駆動力（proton motive force）がATP合成酵素を通じてATPの生成を駆動します。
● How does the proton motive force relate to ATP production?（プロトン駆動力はどのようにATP生成に関係しますか？）
　ミトコンドリア内膜を越えてプロトンがATP合成酵素を通過する際に、そのエネルギーを利用してADPと無機リン酸（Pi）からATPを生成します。
Role of Thermodynamics in Bioenergetics（熱力学の生物エネルギー学における役割）
● How does thermodynamics predict the direction of biochemical reactions?（熱力学はどのように生化学反応の方向を予測しますか？）
　自由エネルギー変化（ΔG）が負であれば反応は自発的に進み、正であれば外部からのエネルギーが必要となります。
● What role does free energy (ΔG) play in bioenergetic processes?（自由エネルギー（ΔG）は生物エネルギー学の過程でどのような役割を果たしますか？）
　自由エネルギー（ΔG）は、反応の進行の方向性とエネルギーの供給または必要性を示し、反応の可逆性やATP生成の効率を評価する上で重要です。

アセス

Question 1（10/29）

What cofactor is commonly involved in CO2 fixation reactions and is required by pyruvate carboxylase, which catalyzes an anaplerotic reaction to form OAA from pyruvate?

a. Biotin
b. Pyridoxine
c. Cobalamin
d. Thiamine

answer: a. Biotin

解説：
ピルビン酸カルボキシラーゼ（pyruvate carboxylase）は、ピルビン酸からオキサロ酢酸（OAA）を生成するための重要な補酵素であるビオチン（biotin）を必要とします。ビオチンは、二酸化炭素を固定する反応に関与しており、これによりTCAサイクルの中間体が補充されます。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Pyridoxine (ビタミンB6): アミノ酸の代謝に関与する補酵素ですが、CO2固定反応には関与しません。
c. Cobalamin (ビタミンB12): 主にメチル化反応に関与しますが、ピルビン酸カルボキシラーゼには必要ありません。
d. Thiamine (ビタミンB1): 糖質の代謝や神経機能に重要ですが、CO2固定には関与していません。

Question 2

Which of the following antioxidants is a tripeptide that is oxidized to donate reducing equivalents to regenerate oxidized cellular molecules?

a. Vitamin C
b. Glutathione
c. Vitamin E
d. Ubiquinone

answer: b. Glutathione

解説：
グルタチオン（glutathione）は、3つのアミノ酸（グルタミン酸、システイン、グリシン）からなるトリペプチドであり、細胞内での酸化還元反応において重要な役割を果たします。グルタチオンは酸化されて電子供与体となり、酸化された細胞成分を還元します。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Vitamin C (ビタミンC): 強力な抗酸化物質ですが、トリペプチドではなく、主に水溶性の抗酸化物質です。
c. Vitamin E (ビタミンE): 脂溶性の抗酸化物質であり、細胞膜を保護しますが、グルタチオンのようにトリペプチドではありません。
d. Ubiquinone (ユビキノン): ミトコンドリア内での電子伝達に関与しますが、抗酸化物質としての機能はありません。

Question 3（10/2）

The mitochondrial cytochrome P450 systems are found in the steroidogenic tissues, EXCEPT:

a. Liver
b. Kidney
c. Adrenal glands
d. Testes

answer: b. Kidney

解説：
ミトコンドリア内のシトクロムP450系は、ステロイド合成において重要な役割を果たしており、肝臓、腎臓、副腎、精巣などの組織に存在します。しかし、腎臓にはこの系が少なく、主に肝臓や副腎に見られます。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Liver (肝臓): ステロイドホルモンの合成に関与し、多くのP450酵素を含んでいます。
c. Adrenal glands (副腎): ステロイドホルモンの主要な合成場所であり、P450酵素が豊富です。
d. Testes (精巣): テストステロンの合成に関与するP450系を持っています。

Question 4（10/29）

Which of the following B vitamins are essential in the citric acid cycle to produce energy-yielding metabolism, EXCEPT:

a. Vitamin B1
b. Vitamin B2
c. Vitamin B3
d. Vitamin B7

answer: d. Vitamin B7

解説：
ビタミンB7（ビオチン）は、脂肪酸の合成やアミノ酸代謝に関与する補酵素ですが、TCAサイクルには直接関与していません。他のビタミンBは、エネルギー生成において重要な役割を果たしています。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Vitamin B1 (チアミン): ピルビン酸の脱炭酸に関与し、エネルギー生産に重要です。
b. Vitamin B2 (リボフラビン): FADH2の形でエネルギー生産に寄与します。
c. Vitamin B3 (ナイアシン): NADHの形成に関与し、TCAサイクルにおいて重要な役割を果たします。

Question 5（10/2）

Which of the following B vitamins acts as a cofactor for succinate dehydrogenase?

a. Vitamin B1
b. Vitamin B2
c. Vitamin B3
d. Vitamin B6

answer: b. Vitamin B2

解説：
ビタミンB2（リボフラビン）は、フラビンモノヌクレオチド（FMN）の形で存在し、スクシネート脱水素酵素（succinate dehydrogenase）の補因子として機能します。これにより、TCAサイクルの反応を促進します。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Vitamin B1 (チアミン): 他の反応に必要ですが、スクシネート脱水素酵素には必要ありません。
c. Vitamin B3 (ナイアシン): NAD+の合成に関与しますが、スクシネート脱水素酵素の補因子ではありません。
d. Vitamin B6 (ピリドキシン): アミノ酸代謝に重要ですが、スクシネート脱水素酵素には関与していません。

Question 6（10/2）

Exergonic reactions lose free energy (∆G is negative) and take place:

a. Spontaneously
b. Under specific conditions
c. Only in the presence of a catalyst
d. Non-spontaneously

answer: a. Spontaneously

解説：
エクスゴニック反応（exergonic reaction）は、自由エネルギー（∆G）が負であるため、自発的に進行します。このような反応はエネルギーを放出し、自然に起こる傾向があります。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Under specific conditions (特定の条件下で): エクスゴニック反応は自発的であり、特定の条件がなくても進行します。
c. Only in the presence of a catalyst (触媒の存在下のみ): 触媒は反応速度を高めますが、エクスゴニック反応は触媒なしでも進行可能です。
d. Non-spontaneously (非自発的に): エクスゴニック反応は自発的であり、非自発的ではありません。

Question 7（10/29）

If a cell were to contain 100% non-functional mitochondria, what would be the net ATP yield produced from 1 mole of glucose?

a. 30 moles
b. 4 moles
c. 2 moles
d. 0 moles

answer: c. 2 moles

解説：
細胞が100%非機能性ミトコンドリアを含む場合、解糖系によって得られるATPは2モルのみです。これは、解糖系が細胞質で起こるため、ミトコンドリアの機能に依存せずにATPを生成することができるからです。

他の選択肢については以下の通りです：

a. 30 moles (30モル): ミトコンドリアが機能している場合に得られるATPの量ですが、非機能性ミトコンドリアでは不可能です。
b. 4 moles (4モル): 一部の経路を考慮しても、ミトコンドリアがないとこの量には達しません。
d. 0 moles (0モル): 解糖系によるATPの生成はあるため、これは誤りです。

Question 8（10/2出た）

Malonate is a competitive inhibitor of which respiratory chain complex?

a. Complex I
b. Complex II
c. Complex III
d. Complex IV

answer: b. Complex II

解説：
マロネート（malonate）は、呼吸鎖の複合体II（スクシネートデヒドロゲナーゼ）に対する競争的阻害剤です。この阻害剤は、スクシネートと構造が類似しているため、酵素の活性部位に結合し、基質であるスクシネートの結合を妨げます。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Complex I (複合体I): マロネートは複合体Iには作用しません。
c. Complex III (複合体III): こちらもマロネートの阻害の対象ではありません。
d. Complex IV (複合体IV): 複合体IVには関与しておらず、マロネートの影響を受けません。

Question 9（10/2）

If ∆G is a positive number, a net of energy is:

a. Lost
b. Gained
c. Constant
d. Converted

answer: b. Gained

解説：
自由エネルギーの変化（∆G）が正の値である場合、反応がエネルギーを必要とし、エネルギーが得られます。このため、反応は自発的には進行せず、エネルギーを供給する必要があります。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Lost (失われる): ∆Gが正であればエネルギーは失われず、むしろ得られます。
c. Constant (一定): エネルギーが一定であるとは限りません。正の値はエネルギーの変化を示します。
d. Converted (変換される): 変換という表現は正しいとは言えません。エネルギーが得られる状態を示しています。

Question 10（10/2出た）

Fatal infantile mitochondrial myopathy involves decreased activity of the mtDNA encoded respiratory chain in which complexes?

a. Complex I, II
b. Complex II, III
c. Complex I, III, IV
d. Complex I, II, III, IV

answer: d. Complex I, II, III, IV

解説：
致死的な幼児ミトコンドリアミオパチーは、ミトコンドリアDNAによってコードされる呼吸鎖のすべての複合体（I、II、III、IV）の活動が低下していることを特徴とします。これにより、エネルギー産生が著しく減少し、致命的な結果を招く可能性があります。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Complex I, II (複合体I, II): すべての複合体が影響を受けるため、これは不完全な答えです。
b. Complex II, III (複合体II, III): 同様に、全ての複合体が関与しているため、この選択肢も不適切です。
c. Complex I, III, IV (複合体I, III, IV): 複合体IIが欠落しているため、正しい答えではありません。

Question 11（10/2）

The measure of the change in heat content of the reactants and products is called:

a. Entropy
b. Enthalpy
c. Free energy
d. Internal energy

answer: b. Enthalpy

解説：
エンタルピー（enthalpy）は、反応物と生成物の熱内容の変化を示す指標です。これは化学反応におけるエネルギーの変化を理解する上で重要です。エンタルピーの変化は、反応が吸熱か発熱かを判断するのに役立ちます。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Entropy (エントロピー): 系の無秩序の程度を測る指標であり、熱内容の変化ではありません。
c. Free energy (自由エネルギー): 反応の自発性を示す指標ですが、熱内容の変化とは異なります。
d. Internal energy (内部エネルギー): 系内のエネルギーの合計ですが、熱内容の特定の測定とは異なります。

Question 12（10/2）

Flavin mononucleotide (FMN) receives electrons from NADH and transfers them through iron-sulfur (Fe-S) centers to coenzyme? FMN is a derivative of which B vitamin?

a. Vitamin B1
b. Vitamin B2
c. Vitamin B3
d. Vitamin B6

answer: b. Vitamin B2

解説：
フラビンモノヌクレオチド（FMN）は、ビタミンB2（リボフラビン）の誘導体です。FMNはNADHから電子を受け取り、鉄-硫黄（Fe-S）中心を通じて電子をコエンザイムQ（CoQ）に転送します。このプロセスは電子伝達系において非常に重要です。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Vitamin B1 (チアミン): エネルギー代謝に関与しますが、FMNとは関係ありません。
c. Vitamin B3 (ナイアシン): NADHの形成に関与しますが、FMNの前駆体ではありません。
d. Vitamin B6 (ピリドキシン): アミノ酸代謝に関連していますが、FMNとは無関係です。

Question 13（10/2出た）

The patient may have a mutation in a mitochondrial gene encoding a subunit of which of the following?

a. Complex I
b. Complex II
c. Complex III
d. Complex IV

answer: b. Complex II

解説：
この患者は、筋肉生検からのミトコンドリアの酸素消費測定において、ピルビン酸酸化の非常に低い率が示されています。この結果は、ミトコンドリア遺伝子における変異が複合体II（スクシネート脱水素酵素）をコードするサブユニットに関連している可能性があることを示唆しています。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Complex I (複合体I): 反応が正常であるため、これは考えにくいです。
c. Complex III (複合体III): 他の酵素の活性は正常であるため、これも除外されます。
d. Complex IV (複合体IV): 低い酸素消費は複合体IVの問題とも関係しません。

Question 14（10/2）

Endergonic reactions require the gain of free energy (∆G is positive) and occur only when:

a. In the presence of a catalyst
b. Coupled with exergonic reactions
c. Under extreme conditions
d. Reversible

answer: b. Coupled with exergonic reactions

解説：
エンダーゴニック反応（endergonic reaction）は、自由エネルギーの増加（∆Gが正）を必要とします。このような反応は、エクスゴニック反応（exergonic reaction）と結合することで進行します。これにより、必要なエネルギーを供給し、全体として自発的な反応を形成します。

他の選択肢については以下の通りです：

a. In the presence of a catalyst (触媒の存在下で): 触媒は反応速度を上げるだけであり、エネルギーの供給は行いません。
c. Under extreme conditions (極端な条件下で): 反応が進行するかどうかはエネルギーの供給に依存します。
d. Reversible (可逆的である): 反応の可逆性はエネルギーの要件に直接関連していません。

Question 15

Glutathione is generated as part of the g-glutamyl cycle. It is most concentrated in which organ?

a. Heart
b. Liver
c. Kidney
d. Brain

answer: b. Liver

解説：
グルタチオンは、主に肝臓で生成され、最も濃縮されている抗酸化物質です。肝臓は、解毒や代謝において重要な役割を果たすため、グルタチオンの高い濃度が必要です。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Heart (心臓): 心臓にもグルタチオンは存在しますが、濃度は肝臓ほどではありません。
c. Kidney (腎臓): 腎臓もグルタチオンを生成しますが、肝臓ほどではありません。
d. Brain (脳): 脳にも重要な抗酸化物質として存在しますが、最も濃縮されているのは肝臓です。

Question 16

Which of the following B vitamins is the coenzyme of decarboxylation in the α-ketoglutarate dehydrogenase reaction?

a. Vitamin B1
b. Vitamin B2
c. Vitamin B3
d. Vitamin B6

answer: a. Vitamin B1

解説：
α-ケトグルタル酸脱水素酵素反応において、ビタミンB1（チアミン）は脱炭酸反応の補酵素として重要です。このビタミンは、特にエネルギー代謝に関与する重要な役割を果たしています。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Vitamin B2 (リボフラビン): 主要な役割はフラビンコファクターとしてのものであり、脱炭酸には関与しません。
c. Vitamin B3 (ナイアシン): NAD+を生成する補酵素として機能しますが、脱炭酸には関与しません。
d. Vitamin B6 (ピリドキシン): アミノ酸代謝には関与しますが、α-ケトグルタル酸脱水素酵素の反応には必要ありません。

Question 17（10/2）

Which of the following enzymes is involved in the detoxification of various drugs that enter the body?

a. Alcohol dehydrogenase
b. Cytochrome P450
c. Glutathione peroxidase
d. Aldose reductase

answer: b. Cytochrome P450

解説：
シトクロムP450（Cytochrome P450）は、体内に入るさまざまな薬物の解毒に関与する重要な酵素です。この酵素は、化学物質を代謝し、体外に排出しやすくする役割を果たします。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Alcohol dehydrogenase (アルコール脱水素酵素): アルコールの代謝に特化しており、一般的な薬物解毒には関与しません。
c. Glutathione peroxidase (グルタチオンペルオキシダーゼ): 主に酸化ストレスに対する防御に関与しますが、薬物解毒には直接的な役割を持ちません。
d. Aldose reductase (アルドースレダクターゼ): 糖代謝に関与していますが、薬物の解毒には関与しません。

Question 18

Why do enzymes not work in the stomach?

a. Too acidic condition
b. Too high temperature
c. Too low pH
d. Enzymes are denatured

answer: a. Too acidic condition

解説：
酵素は特定のpH範囲で最も効果的に機能しますが、胃内のpHは非常に酸性（約1.5-3.5）であり、多くの酵素はこの酸性条件下で機能しません。酸性環境は、酵素の構造を変化させ、活性を失わせる原因となります。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Too high temperature (高すぎる温度): 胃の温度は通常の生理的範囲内であり、酵素の活性を抑制するほどではありません。
c. Too low pH (低すぎるpH): 酸性pHは酵素にとって好ましくないですが、「低すぎる」とは言えません。胃ではむしろ高い酸性度です。
d. Enzymes are denatured (酵素が変性する): 酵素は高温によって変性することが一般的ですが、胃酸による変性が主要な理由です。したがって、この選択肢は正確ではありません。

Question 19（10/2）

Which of the following laws states that the total entropy of a system must increase if a process is to occur spontaneously?

a. First Law of Thermodynamics
b. Second Law of Thermodynamics
c. Third Law of Thermodynamics
d. Zeroth Law of Thermodynamics

answer: b. Second Law of Thermodynamics

解説：
熱力学の第二法則は、自然に起こる過程では系の全エントロピーが増加しなければならないことを示しています。これは、エネルギーの変換が非可逆的であることを意味し、エネルギーの散逸を示します。

他の選択肢については以下の通りです：

a. First Law of Thermodynamics (熱力学第一法則): エネルギーの保存に関する法則であり、エントロピーの増加には関連しません。
c. Third Law of Thermodynamics (熱力学第三法則): 絶対零度に近づくにつれて、完全な結晶体のエントロピーがゼロになることを述べていますが、エネルギーの散逸には関与しません。
d. Zeroth Law of Thermodynamics (熱力学零法則): 温度の均衡に関する法則であり、エントロピーの増加とは直接関係ありません。

Question 20（10/2）

Which of the following oxidoreductases is concerned with the synthesis or degradation of many different types of metabolites?

a. Dehydrogenases
b. Oxygenases
c. Transferases
d. Peroxidases

answer: b. Oxygenases

解説：
オキシゲナーゼ（oxygenases）は、さまざまな代謝物の合成や分解に関与する酸化還元酵素の一種です。これらの酵素は、基質に酸素を導入し、異なる化学反応を促進します。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Dehydrogenases (脱水素酵素): 還元反応に関与し、特定の基質に限定されることが多いです。
c. Transferases (転移酵素): 基質の官能基を他の分子に転移する反応に関与しますが、合成・分解の広範な役割はありません。
d. Peroxidases (ペルオキシダーゼ): 主に過酸化物の分解に特化しており、多様な代謝物の合成には関与しません。

Question 21（10/2）

FMN passes the electrons through a series of Fe-S protein complexes to CoQ, which accepts electrons one at a time, forming which of the following first?

a. Ubiquinol
b. Hydrogen peroxide
c. Superoxide
d. Water

answer: a. Ubiquinol

解説：
FMNは、電子を一連の鉄-硫黄（Fe-S）タンパク質複合体を通じてコエンザイムQ（CoQ）に転送します。CoQは電子を一度に1つ受け取り、まずユビキノール（ubiquinol）として還元されます。このプロセスは、電子伝達系におけるエネルギーの生成に重要です。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Hydrogen peroxide (過酸化水素): 電子の受け渡し過程で生成される物質ではなく、主に反応後の副産物として発生します。
c. Superoxide (スーパーオキシド): 不完全な還元過程で生じることがありますが、ユビキノールの生成に直接関連しません。
d. Water (水): 電子伝達系の最終段階で生成されますが、FMNからの最初の生成物ではありません。

Question 22（10/29）

A key anaplerotic reaction is catalyzed by pyruvate carboxylase, which carboxylates pyruvate, forming OAA. Pyruvate carboxylase is activated by which of the following molecule/substrate?

a. Acetyl-CoA
b. Oxaloacetate
c. Pyruvate
d. Citrate

answer: a. Acetyl-CoA

解説：
ピルビン酸カルボキシラーゼ（pyruvate carboxylase）は、ピルビン酸をカルボキシル化してオキサロ酢酸（OAA）を生成する重要なアナプレロト反応の触媒です。この酵素は、アセチル-CoAによって活性化されます。アセチル-CoAの存在は、エネルギー生産におけるTCAサイクルの調節に重要です。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Oxaloacetate (オキサロ酢酸): ピルビン酸カルボキシラーゼの生成物であり、活性化因子ではありません。
c. Pyruvate (ピルビン酸): 基質としては必要ですが、活性化因子とはなりません。
d. Citrate (クエン酸): TCAサイクルの中間体であり、ピルビン酸カルボキシラーゼの活性化には関与しません。

Question 23（10/29）

To initially form oxalosuccinate, which remains enzyme-bound and undergoes decarboxylation to α-ketoglutarate, isocitrate undergoes dehydrogenation and is catalyzed by which of the following enzymes?

a. Citrate synthase
b. Isocitrate dehydrogenase
c. α-Ketoglutarate dehydrogenase
d. Malate dehydrogenase

answer: b. Isocitrate dehydrogenase

解説：
アイソクエン酸脱水素酵素（isocitrate dehydrogenase）は、アイソクエン酸が脱水素化されてオキサロ酢酸とα-ケトグルタル酸に変換される反応を触媒します。この反応では、まずオキサロスシン酸（oxalosuccinate）が形成され、その後脱炭酸反応が進行します。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Citrate synthase (クエン酸合成酵素): アセチル-CoAとオキサロ酢酸からクエン酸を生成しますが、アイソクエン酸の反応には関与しません。
c. α-Ketoglutarate dehydrogenase (α-ケトグルタル酸脱水素酵素): α-ケトグルタル酸の生成に関与しますが、アイソクエン酸からは直接的ではありません。
d. Malate dehydrogenase (マレート脱水素酵素): マレートからオキサロ酢酸への変換を触媒しますが、アイソクエン酸には関与しません。

Question 24（10/2出た）

Antimycin A and dimercaprol inhibit the respiratory chain at which complex in the Electron Transport Chain?

a. Complex I
b. Complex II
c. Complex III
d. Complex IV

answer: c. Complex III

解説：
アンチマイシンA（Antimycin A）とジメルカプロール（dimercaprol）は、電子伝達系の複合体IIIを阻害します。これにより、電子の流れが妨げられ、ATPの生成が低下します。この阻害は、酸素の還元とエネルギー生産に重大な影響を及ぼします。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Complex I (複合体I): 違う阻害剤（例：ロテノン）がこの複合体を阻害しますが、アンチマイシンAとジメルカプロールではありません。
b. Complex II (複合体II): こちらも別の阻害作用を持つ物質によって影響を受けます。
d. Complex IV (複合体IV): シアン化物や一酸化炭素がこの複合体を阻害しますが、アンチマイシンAとは関係ありません。

Question 25（10/2）

As electrons are passed down the electron transport chain, they lose much of their free energy. Part of this energy can be captured and stored by the production of ATP from ADP and inorganic phosphate. This process is called:

a. Photophosphorylation
b. Substrate-level phosphorylation
c. Oxidative phosphorylation
d. Anaerobic respiration

answer: c. Oxidative phosphorylation

解説：
酸化的リン酸化（oxidative phosphorylation）は、電子伝達系を通じて電子が移動する際に放出されるエネルギーを用いてATPが生成されるプロセスです。これはミトコンドリア内で行われ、呼吸鎖の最終段階で重要な役割を果たします。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Photophosphorylation (光リン酸化): 光エネルギーを用いてATPを生成するプロセスであり、酸化的リン酸化とは異なります。
b. Substrate-level phosphorylation (基質レベルのリン酸化): 基質から直接ATPを生成する方法であり、電子伝達系に依存しません。
d. Anaerobic respiration (嫌気呼吸): 酸素を使用せずにATPを生成する過程で、酸化的リン酸化は関与しません。

Question 26

The organic solvent carbon tetrachloride (CCl4) is used in the dry cleaning industry. The p450 cytochrome system converts CCl4 to the free radical species CCl3. This highly reactive species causes a chain reaction of lipid peroxidation, particularly in the liver, that leads to hepatocellular necrosis. Lipid membranes become damaged, leading to increased cell permeability and the influx of which mineral that is (an important cofactor for proteolytic enzymes), and cell swelling?

a. Sodium
b. Calcium
c. Potassium
d. Magnesium

answer: b. Calcium

解説：
炭素四塩化物（CCl4）は、肝臓において脂質過酸化反応を引き起こし、細胞膜が損傷を受けます。この損傷により、細胞の透過性が増加し、カルシウム（Ca2+）が細胞内に流入します。カルシウムは、プロテアーゼの補因子として重要な役割を果たし、細胞膨張や壊死を引き起こす要因となります。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Sodium (ナトリウム): ナトリウムも細胞内に流入する可能性がありますが、プロテアーゼの補因子としてはカルシウムが主です。
c. Potassium (カリウム): 通常、細胞内に高濃度で存在しますが、損傷により流出することが多いです。
d. Magnesium (マグネシウム): 生理学的な役割はありますが、脂質過酸化による反応には直接関与しません。

Question 27（10/2）

For every mole of NADH that is oxidized, 1⁄2 mole of O2 is reduced to H2O, and about 2.5 moles of ATP are produced. Each mole of NADH oxidized leads to 10 moles of protons being extruded from the matrix. Because it requires four moles of protons entering the ATP Synthase to generate one mole of ATP, there are:

a. 2.5 moles of ATP produced
b. 10 moles of ATP produced
c. 5 moles of ATP produced
d. 20 moles of ATP produced

answer: a. 2.5 moles of ATP produced

解説：
NADHが酸化されると、10モルのプロトンがミトコンドリアマトリックスから排出されます。ATP合成酵素に4モルのプロトンが入ることで1モルのATPが生成されるため、10モルのプロトンで2.5モルのATPが生成されます。この計算から、NADH1モルあたりのATP生成量が求まります。

他の選択肢については以下の通りです：

b. 10 moles of ATP produced (10モルのATP生成): プロトンの量から考えると、これは誤りです。
c. 5 moles of ATP produced (5モルのATP生成): 4モルのプロトンで1モルのATPが生成されるため、これは不正確です。
d. 20 moles of ATP produced (20モルのATP生成): この選択肢は過大評価です。

Question 28（10/2出た）

Barbiturates such as amobarbital inhibit electron transport via which complex by blocking the transfer from Fe-S to Q?

a. Complex I
b. Complex II
c. Complex III
d. Complex IV

answer: a. Complex I

解説：
バルビツール酸系薬物（例：アモバルビタール）は、電子伝達系の複合体Iを阻害します。具体的には、鉄-硫黄（Fe-S）中心からコエンザイムQ（Q）への電子の転送をブロックすることにより、呼吸鎖全体の機能を妨げます。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Complex II (複合体II): バルビツール酸はこの複合体には影響を与えません。
c. Complex III (複合体III): この複合体は他の阻害剤によって影響を受けますが、バルビツール酸の作用はありません。
d. Complex IV (複合体IV): シアン化物がこの複合体を阻害しますが、バルビツール酸とは無関係です。

Question 29（10/2出た）

Which of the following protein complexes is inhibited by rotenone?

a. Complex I
b. Complex II
c. Complex III
d. Complex IV

answer: a. Complex I

解説：
ロテノンは、電子伝達系の複合体Iを選択的に阻害する化合物です。これにより、NADHから電子が移動できなくなり、ATPの生成が減少します。ロテノンは主に昆虫や植物から得られる天然の農薬です。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Complex II (複合体II): ロテノンはこの複合体には作用しません。
c. Complex III (複合体III): こちらもロテノンの作用の対象ではありません。
d. Complex IV (複合体IV): シアン化物や一酸化炭素がこの複合体を阻害しますが、ロテノンではありません。

Question 30

Which of the following protein complexes is inhibited by cyanide?

a. Complex I
b. Complex II
c. Complex III
d. Complex IV

answer: d. Complex IV

解説：
シアン化物は、電子伝達系の複合体IVを強力に阻害します。これにより、電子が酸素に還元されず、ATP合成が停止します。シアン化物は非常に有毒であり、呼吸障害を引き起こす原因となります。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Complex I (複合体I): シアン化物はこの複合体を阻害しません。
b. Complex II (複合体II): シアン化物はこの複合体にも影響を与えません。
c. Complex III (複合体III): こちらもシアン化物の阻害の対象ではありません。

Question 31

A 60-year-old man develops progressive lower extremity weakness, slurring of his words, and weakness of his hands. A neurologist performs a thorough workup, confirming the diagnosis of ALS. Some patients with the familial form of ALS have a defect in the enzyme that normally catalyzes which of the following reactions?

a. Conversion of pyruvate to lactate
b. Conversion of glutamate to α-ketoglutarate
c. Conversion of creatine to phosphocreatine
d. Conversion of aspartate to oxaloacetate

answer: b. Conversion of glutamate to α-ketoglutarate

解説：
筋萎縮性側索硬化症（ALS）の家族性型の一部の患者は、グルタミン酸からα-ケトグルタル酸への反応を触媒する酵素に欠陥があります。これは、神経細胞の代謝において重要な役割を果たし、神経機能の維持に関連しています。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Conversion of pyruvate to lactate (ピルビン酸から乳酸への変換): 主に解糖系に関連し、ALSとは直接関係しません。
c. Conversion of creatine to phosphocreatine (クレアチンからホスホクレアチンへの変換): 筋肉のエネルギー貯蔵に関与していますが、ALSの原因には関与しません。
d. Conversion of aspartate to oxaloacetate (アスパラギン酸からオキサロ酢酸への変換): TCAサイクルに関連していますが、ALSの酵素欠陥とは無関係です。

Question 32（10/2）

Which of the following B vitamins is the coenzyme of decarboxylation in the α-ketoglutarate dehydrogenase reaction?

a. Vitamin B1
b. Vitamin B2
c. Vitamin B3
d. Vitamin B6

answer: a. Vitamin B1

解説：
α-ケトグルタル酸脱水素酵素反応において、ビタミンB1（チアミン）は脱炭酸反応の補酵素として重要です。ビタミンB1はエネルギー代謝において中心的な役割を果たし、特に神経系における機能に影響を与えます。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Vitamin B2 (リボフラビン): 主にフラビンモノヌクレオチド（FMN）やフラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）として機能しますが、脱炭酸反応には関与しません。
c. Vitamin B3 (ナイアシン): NAD+の生成に寄与しますが、脱炭酸には関与しません。
d. Vitamin B6 (ピリドキシン): アミノ酸代謝に関連していますが、α-ケトグルタル酸脱水素酵素の反応には必要ありません。

Question 33（10/2）

The measure of the change in randomness or disorder of reactants and products is called?

a. Enthalpy
b. Entropy
c. Free energy
d. Internal energy

answer: b. Entropy

解説：
エントロピー（entropy）は、反応物と生成物の無秩序の度合いを測る指標です。エントロピーの変化は、反応が自発的に進行するかどうかを判断するための重要な要素です。高いエントロピーは、より多くの無秩序やランダム性を示します。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Enthalpy (エンタルピー): 熱内容の変化を示す指標であり、無秩序の変化とは異なります。
c. Free energy (自由エネルギー): 反応の自発性を示しますが、無秩序とは直接関係ありません。
d. Internal energy (内部エネルギー): 系内のエネルギーの合計ですが、無秩序の測定とは異なります。

Question 34（10/29）

Metabolism process occurs in mitochondria. Which of the following processes occurs in the mitochondria?

a. Glycolysis
b. Fatty Acid Beta Oxidation
c. Gluconeogenesis
d. Glycogenesis

answer: b. Fatty Acid Beta Oxidation

解説：
脂肪酸のβ酸化（Fatty Acid Beta Oxidation）は、ミトコンドリア内で行われるエネルギー代謝のプロセスであり、脂肪酸が分解されてアセチル-CoAに変換されます。このプロセスは、エネルギーの生成において重要な役割を果たします。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Glycolysis (解糖系): 細胞質で行われるプロセスであり、ミトコンドリアでは行われません。
c. Gluconeogenesis (糖新生): 主に肝臓で行われますが、細胞質で行われ、ミトコンドリア内ではありません。
d. Glycogenesis (グリコーゲン合成): 糖質がグリコーゲンに変換される過程であり、細胞質で行われます。

Question 35（10/29）

Pyruvate is least likely synthesized to?

a. Fatty Acids
b. Glucose
c. Amino Acids
d. Purine Nucleotides

answer: d. Purine Nucleotides

解説：
ピルビン酸は、主に脂肪酸、グルコース、アミノ酸などの合成に使用されますが、プリンヌクレオチド（Purine Nucleotides）の合成には直接関与しません。プリンヌクレオチドは、主にリボース-5-リン酸から合成されます。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Fatty Acids (脂肪酸): ピルビン酸はアセチル-CoAに変換され、脂肪酸合成に利用されます。
b. Glucose (グルコース): ピルビン酸はグルコース新生において重要な中間体です。
c. Amino Acids (アミノ酸): ピルビン酸はアミノ酸の合成にも関与します。

Question 36

Which of the following protein complexes is inhibited by antimycin?

a. Complex I
b. Complex II
c. Complex III
d. Complex IV

answer: c. Complex III

解説：
アンチマイシン（Antimycin）は、電子伝達系の複合体IIIを阻害します。これにより、電子の移動が妨げられ、ATP合成が低下します。この阻害は、細胞のエネルギー供給に深刻な影響を及ぼします。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Complex I (複合体I): 異なる阻害剤（例：ロテノン）がこの複合体を阻害しますが、アンチマイシンではありません。
b. Complex II (複合体II): アンチマイシンはこの複合体にも影響を与えません。
d. Complex IV (複合体IV): シアン化物などがこの複合体を阻害しますが、アンチマイシンとは関係ありません。

Question 37（10/2）

The change in free energy, ∆G, can be used to predict the direction of a reaction at constant temperature and pressure. If ∆G is a negative number, a net of energy is:

a. Gained
b. Lost
c. Constant
d. Converted

answer: b. Lost

解説：
自由エネルギーの変化（∆G）が負の値である場合、反応はエネルギーを放出し、エネルギーが「失われた」と見なされます。この反応は自発的に進行するため、エネルギーの供給は不要です。

他の選択肢については以下の通りです：

a. Gained (得られた): これは不正確で、エネルギーが失われることを示すものです。
c. Constant (一定): ∆Gが負であれば、エネルギーの変化があるため、一定ではありません。
d. Converted (変換された): エネルギーの状態は変わりますが、「失われた」という表現が適切です。

Question 38（10/29）

The initial reaction between acetyl-CoA and oxaloacetate to form citrate is catalyzed by which of the following enzymes, that forms a carbon-carbon bond between the methyl carbon of acetyl-CoA and the carbonyl carbon of oxaloacetate?

a. Citrate synthase
b. Isocitrate dehydrogenase
c. α-Ketoglutarate dehydrogenase
d. Malate dehydrogenase

answer: a. Citrate synthase

解説：
クエン酸合成酵素（citrate synthase）は、アセチル-CoAとオキサロ酢酸が反応してクエン酸を生成する最初の反応を触媒します。この酵素は、メチル炭素とカーボニル炭素の間に炭素-炭素結合を形成します。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Isocitrate dehydrogenase (アイソクエン酸脱水素酵素): アイソクエン酸の脱水素化に関与しますが、クエン酸生成には関与しません。
c. α-Ketoglutarate dehydrogenase (α-ケトグルタル酸脱水素酵素): α-ケトグルタル酸の生成に関与しますが、最初の反応には関与しません。
d. Malate dehydrogenase (マレート脱水素酵素): マレートからオキサロ酢酸への変換を触媒しますが、クエン酸生成には関与しません。

Question 39（10/29）

Which of the following tissue is transport glucose dependent?

a. Adipose (and skeletal muscle)
b. Liver
c. Brain
d. RBC
e. Pancreas

answer: a. Adipose (and skeletal muscle)

解説：
脂肪組織（adipose tissue）と骨格筋（skeletal muscle）は、インスリンに依存してグルコースを輸送する組織です。これらの組織は、エネルギー供給のためにグルコースを取り込む必要があります。

他の選択肢については以下の通りです：

b. Liver (肝臓): 肝臓はグルコースを合成する機能があり、依存しているわけではありません。
c. Brain (脳): 脳はグルコースを主なエネルギー源としますが、インスリンに依存しない部分もあります。
d. RBC (赤血球): 赤血球もグルコースを利用しますが、主に解糖系を通じてATPを生成し、依存しているわけではありません。
e. Pancreas (膵臓): 膵臓はホルモンを分泌する組織であり、グルコース輸送の依存性は低いです。

Question 40（10/2）

Which of the following is NOT considered a deleterious effect of Reactive Oxygen Species?

a. DNA damage
b. Lipid peroxidation
c. Protein oxidation
d. Catalases promote the conversion of H2O2 to H2O and O2

answer: d. Catalases promote the conversion of H2O2 to H2O and O2

解説：
カタラーゼ（catalase）は、過酸化水素（H2O2）を水（H2O）と酸素（O2）に変換する酵素であり、活性酸素種（Reactive Oxygen Species）による有害な影響を軽減する役割を果たします。したがって、これは有害な効果とは見なされません。

他の選択肢については以下の通りです：

a. DNA damage (DNA損傷): 活性酸素種はDNAに損傷を与え、変異を引き起こす可能性があります。
b. Lipid peroxidation (脂質過酸化): 脂質膜が損傷を受け、細胞機能に影響を与える有害なプロセスです。
c. Protein oxidation (タンパク質酸化): タンパク質の機能を損なう有害な変化を引き起こします。

Question 41

The classic poisons H2S, carbon monoxide, and cyanide inhibit which complex in the Electron Transport Chain?

a) Complex I
b) Complex II
c) Complex III
d) Complex IV

answer: d) Complex IV

解説：
一酸化炭素（CO）、硫化水素（H2S）、およびシアン化物は、電子伝達系の複合体IV（シトクロムcオキシダーゼ）を強力に阻害します。この阻害により、酸素の還元が妨げられ、ATP合成が停止します。これらの毒物は、呼吸細胞における酸素の利用を妨害し、細胞呼吸に深刻な影響を与えます。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Complex I (複合体I): ロテノンなどの他の阻害剤によって阻害されます。
b) Complex II (複合体II): マロネートなどの別の物質によって阻害されます。
c) Complex III (複合体III): アンチマイシンなどの他の阻害剤によって影響を受けます。

Question 42

A 53-year-old, previously successful man recently lost his job and is under investigation for racketeering. His wife returns home to find him slumped over the steering wheel of his idling car in the closed garage. He is unresponsive and has a cherry color to his lips and cheeks. Which of the following is inhibited by carbon monoxide in the car’s exhaust fumes?

a) Complex I
b) Complex II
c) Complex III
d) Complex IV

answer: d) Complex IV

解説：
この症例では、一酸化炭素中毒の可能性が示唆されています。一酸化炭素は電子伝達系の複合体IV（シトクロムcオキシダーゼ）を阻害し、酸素の利用が妨げられます。その結果、細胞は適切に呼吸できず、組織の酸素供給が不足します。これが、患者の唇や頬がチェリー色になる原因です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Complex I (複合体I): ロテノンなどの他の阻害剤によって阻害されます。
b) Complex II (複合体II): 硫化水素やマロネートなどによって阻害されることはありません。
c) Complex III (複合体III): アンチマイシンなどの他の物質によって阻害されますが、一酸化炭素ではありません。

ブロック

Question 129（10/2）

Defined as the removal of electrons. Select the correct response:

a) reduction
b) oxidation
c) phosphorylation
d) redox potential

answer: b) oxidation

解説：
酸化（oxidation）は電子の除去を指し、通常は他の物質への電子の移動を伴います。この過程では、物質の酸化状態が増加します。酸化と還元は相互に関連する反応であり、どちらかが起こるともう一方が起こります。

他の選択肢については以下の通りです：

a) reduction (還元): 電子の獲得を指します。
c) phosphorylation (リン酸化): リン酸基の付加を指し、電子の移動とは異なります。
d) redox potential (レドックス電位): 酸化還元反応の可能性を示す指標ですが、電子の除去そのものではありません。

Question 130（10/2）

Defined as the gain of electrons. Select the correct response:

a) redox potential
b) phosphorylation
c) reduction
d) oxidation

answer: c) reduction

解説：
還元（reduction）は電子の獲得を指し、通常は物質の酸化状態を低下させます。還元反応は、酸化反応と対になるプロセスです。

他の選択肢については以下の通りです：

a) redox potential (レドックス電位): 酸化還元反応に関する指標ですが、電子の獲得そのものを表しません。
b) phosphorylation (リン酸化): リン酸基の付加を指し、電子の移動とは異なります。
d) oxidation (酸化): 電子の除去を指し、還元とは逆のプロセスです。

Question 131（10/2）

These are enzymes involved in oxidation and reduction. Select the correct response:

a) lipoate
b) pyruvate
c) oxidoreductases
d) catalases

answer: c) oxidoreductases

解説：
酸化還元酵素（oxidoreductases）は、酸化反応と還元反応を触媒する酵素のグループです。これらの酵素は、電子の移動を介して化学反応を促進します。

他の選択肢については以下の通りです：

a) lipoate (リポ酸): 酵素の補因子ですが、酸化還元反応そのものを触媒するものではありません。
b) pyruvate (ピルビン酸): 中間代謝産物であり、酵素ではありません。
d) catalases (カタラーゼ): 過酸化水素を分解する酵素ですが、酸化還元反応に特化しているわけではありません。

Question 132（10/2）

The following are the different classifications of oxidoreductases, EXCEPT. Select the correct response:

a) oxidases
b) catalases
c) hydroperoxidases
d) dehydrogenases

answer: b) catalases

解説：
カタラーゼ（catalases）は、過酸化水素を水と酸素に分解する酵素であり、一般的には酸化還元酵素の一種とは見なされません。他の選択肢はすべて酸化還元反応に関連する酵素です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) oxidases (オキシダーゼ): 酸化反応を触媒する酵素です。
c) hydroperoxidases (ハイドロペルオキシダーゼ): 過酸化水素を還元する反応を触媒します。
d) dehydrogenases (脱水素酵素): 還元反応を触媒し、電子を移動させます。
オキシゲナーゼ（oxygenases）

Question 133（10/2）

Oxidases catalyze the removal of hydrogen from a substrate using oxygen as a hydrogen acceptor. What is/are the reaction product? Select the correct response:

a) water
b) both
c) hydrogen peroxide
d) neither

answer: b) both

解説：
オキシダーゼ（oxidases）は基質から水素を除去し、酸素を水素受容体として利用します。この過程で、生成物は水（H2O）と過酸化水素（H2O2）両方が生成されることがあります。

他の選択肢については以下の通りです：

a) water (水): オキシダーゼの反応の一部として生成されます。
c) hydrogen peroxide (過酸化水素): オキシダーゼの反応の副産物として生成されます。
d) neither (いずれでもない): 正しくない選択肢です。

Question 134（10/2）

A hemoprotein widely distributed in many tissues, having the typical heme prosthetic group present in myoglobin, hemoglobin, and other cytochromes. Select the correct response:

a) cytochrome a
b) cytochrome oxidase
c) cytochrome b
d) cytochrome c

answer: d) cytochrome c

解説：
シトクロムc（cytochrome c）は、ミオグロビンやヘモグロビンと同様に、典型的なヘム補欠群を持つヘモプロテインです。多くの組織に分布し、電子伝達系での重要な役割を果たします。

他の選択肢については以下の通りです：

a) cytochrome a (シトクロムa): 別の種類のシトクロムですが、主要な役割はシトクロムcと異なります。
b) cytochrome oxidase (シトクロムオキシダーゼ): 酵素であり、シトクロムcの一種ではありません。
c) cytochrome b (シトクロムb): こちらも異なる役割を持つシトクロムです。

Question 135

This enzyme, when blocked by carbon monoxide, cyanide, and hydrogen sulfide causes poisoning by preventing cellular respiration. Select the correct response:

a) cytochrome oxidase
b) cytochrome b
c) cytochrome c
d) cytochrome a

answer: a) cytochrome oxidase

解説：
シトクロムオキシダーゼ（cytochrome oxidase）は、電子伝達系の複合体IVであり、一酸化炭素、シアン、硫化水素によって阻害されることがあります。この酵素の阻害は、細胞呼吸を妨げ、細胞のエネルギー産生に影響を与えます。

他の選択肢については以下の通りです：

b) cytochrome b (シトクロムb): 複合体IIIに関連するが、直接的な呼吸抑制とは関係ありません。
c) cytochrome c (シトクロムc): 電子伝達のキャリアとして機能しますが、毒性物質による影響はシトクロムオキシダーゼに対してです。
d) cytochrome a (シトクロムa): 異なる役割を持つため、主要な毒性影響を受ける酵素ではありません。

Question 136

An example of flavoprotein oxidase which is an enzyme found in the kidney with general specificity for the oxidative determination of the naturally occurring L-amino acids. Select the correct response:

a) L-amino oxidase
b) L-carnitine
c) aldehyde dehydrogenase
d) xanthine oxidase

answer: a) L-amino oxidase

解説：
L-アミノ酸オキシダーゼ（L-amino oxidase）は、腎臓に存在し、自然に存在するL-アミノ酸の酸化的決定に特異的な酵素の一例です。この酵素は、アミノ酸の酸化を介してエネルギーの供給に関与します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) L-carnitine (L-カルニチン): 脂肪酸の輸送に関連する物質ですが、酵素ではありません。
c) aldehyde dehydrogenase (アルデヒド脱水素酵素): 他の反応に関与しますが、L-アミノ酸に特異的ではありません。
d) xanthine oxidase (キサンチンオキシダーゼ): プリン代謝に関与する酵素ですが、L-アミノ酸とは異なります。

Question 137（10/2）

A flavoprotein oxidase which contains molybdenum and plays an important role in the conversion of purine bases to uric acid. Select the correct response:

a) aldehyde dehydrogenase
b) L-amino acid oxidase
c) xanthine oxidase
d) L-carnitine

answer: c) xanthine oxidase

解説：
キサンチンオキシダーゼ（xanthine oxidase）は、モリブデンを含むフラビン酸化酵素であり、プリン塩基を尿酸に変換する重要な役割を果たします。この反応は、体内の核酸代謝に関与しています。

他の選択肢については以下の通りです：

a) aldehyde dehydrogenase (アルデヒド脱水素酵素): 他の代謝経路に関与しますが、プリン塩基とは関係ありません。
b) L-amino acid oxidase (L-アミノ酸オキシダーゼ): アミノ酸に特異的ですが、プリン代謝には関連しません。
d) L-carnitine (L-カルニチン): 脂肪酸の輸送に関連する物質で、酵素ではありません。

Question 138（10/2）

A flavoprotein oxidase which is an FAD-linked enzyme present in mammalian livers that contains molybdenum and non-heme iron. Select the correct response:

a) L-carnitine
b) L-amino acid oxidase
c) xanthine oxidase
d) aldehyde dehydrogenase

answer: c) xanthine oxidase

解説：
キサンチンオキシダーゼ（xanthine oxidase）は、FADにリンクされたフラビン酸化酵素であり、哺乳類の肝臓に存在します。この酵素はモリブデンと非ヘム鉄を含んでおり、プリン代謝において重要な役割を果たします。

他の選択肢については以下の通りです：

a) L-carnitine (L-カルニチン): 酵素ではなく、脂肪酸の輸送に関連します。
b) L-amino acid oxidase (L-アミノ酸オキシダーゼ): アミノ酸に特異的ですが、肝臓には一般的ではありません。
d) aldehyde dehydrogenase (アルデヒド脱水素酵素): 他の代謝経路に関与しますが、特定の金属を含むものではありません。

Question 139（10/2）

Dehydrogenases use oxygen as hydrogen acceptor. Select the correct response:

a) True
b) False

answer: b) False

解説：
脱水素酵素（dehydrogenases）は通常、NAD+やNADP+などのニコチンアミド系補酵素を使用し、酸素を水素受容体としては使用しません。したがって、正しい回答は「偽」です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) True (真): これは誤りです。

Question 140（10/2）

Oxidases cannot use oxygen as a hydrogen acceptor. Select the correct response:

a) True
b) False

answer: b) False

解説：
オキシダーゼ（oxidases）は、基質から水素を除去する際に酸素を水素受容体として使用します。したがって、正しい回答は「偽」です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) True (真): これは誤りです。

Question 141（10/2）

Oxidases that are flavoprotein enzymes contain flavin mononucleotide or flavin adenine dinucleotide as prosthetic groups. FMN and FAD are formed in the body from the vitamin: Select the correct response:

a) niacin
b) riboflavin
c) pyridoxine
d) thiamine

answer: b) riboflavin

解説：
リボフラビン（riboflavin）は、フラビンモノヌクレオチド（FMN）やフラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）に変換され、これらはオキシダーゼを含むフラビン酵素の補欠基になります。

他の選択肢については以下の通りです：

a) niacin (ナイアシン): NADやNADPを形成しますが、FMNやFADには関与しません。
c) pyridoxine (ピリドキシン): ビタミンB6で、アミノ酸代謝に関連します。
d) thiamine (チアミン): ビタミンB1で、エネルギー代謝に関与しますが、フラビン化合物とは無関係です。

Question 142（10/2）

Dehydrogenases depend on nicotinamide coenzymes which are formed in the body from the vitamin: Select the correct response:

a) Thiamine
b) Niacin
c) pyridoxine
d) pantothenic acid

answer: b) Niacin

解説：
ナイアシン（niacin）は、ニコチンアミド系の補酵素（NAD+やNADP+）を形成するために必要です。これらの補酵素は、脱水素酵素による酸化還元反応に不可欠です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Thiamine (チアミン): ビタミンB1で、他の反応に関与しますが、ニコチンアミド系補酵素には関与しません。
c) pyridoxine (ピリドキシン): ビタミンB6で、アミノ酸代謝に関連します。
d) pantothenic acid (パントテン酸): コエンザイムAの形成に関与しますが、ニコチンアミド系補酵素には関与しません。

Question 143（10/2）

Are iron-containing hemoproteins in which the iron oscillates between Fe3+ and Fe2+ during oxidation and reduction? Select the correct response:

a) cytochrome
b) FADH
c) peroxidase
d) NADH

answer: a) cytochrome

解説：
シトクロム（cytochrome）は、酸化還元反応の間に鉄がFe3+とFe2+の間で変化する鉄を含むヘモプロテインです。これにより、電子伝達系での電子の移動が可能になります。

他の選択肢については以下の通りです：

b) FADH (FADH2): フラビン系補酵素であり、鉄は含まれていません。
c) peroxidase (ペルオキシダーゼ): 酸化還元反応を触媒しますが、鉄を含むとは限りません。
d) NADH (NADH): ニコチンアミド系の補酵素で、鉄を含まない物質です。

Question 144（10/2）

Peroxidases and catalases are two types of enzymes found both in animals and plants fall into this category called: Select the correct response:

a) hydroperoxidases
b) oxygenases
c) dehydrogenases
d) oxidases

answer: a) hydroperoxidases

解説：
ハイドロペルオキシダーゼ（hydroperoxidases）は、過酸化水素を還元する反応を触媒する酵素の一群です。ペルオキシダーゼとカタラーゼは、いずれもこのカテゴリに含まれます。

他の選択肢については以下の通りです：

b) oxygenases (オキシゲナーゼ): 酸素を使用して基質に酸素を添加する酵素ですが、過酸化水素の処理には関与しません。
c) dehydrogenases (脱水素酵素): 酸化還元反応を触媒しますが、過酸化水素の処理には特化していません。
d) oxidases (オキシダーゼ): 酸化反応を触媒しますが、過酸化水素に特化した反応ではありません。

Question 145（10/2）

Are highly reactive oxygen-containing molecules formed during normal metabolism and tend to be damaging when they accumulate. Select the correct response:

a) water
b) peroxidases
c) hydrogen peroxide
d) ROS

answer: d) ROS

解説：
活性酸素種（ROS）は、正常な代謝過程で生成される非常に反応性の高い酸素を含む分子であり、蓄積すると細胞に有害な影響を与える可能性があります。

他の選択肢については以下の通りです：

a) water (水): 非常に安定した化合物で、毒性はありません。
b) peroxidases (ペルオキシダーゼ): 酵素であり、反応性酸素種とは異なります。
c) hydrogen peroxide (過酸化水素): 活性酸素種の一部ですが、広い意味ではありません。

Question 146（10/2）

Considered to play an important role in protecting the body against highly reactive oxygen-containing molecules which are formed during normal metabolism. Select the correct response:

a) hydroperoxidases
b) dehydrogenases
c) oxidases
d) oxygenases

answer: a) hydroperoxidases

解説：
ハイドロペルオキシダーゼ（hydroperoxidases）は、過酸化水素や他の活性酸素種から体を保護する重要な役割を果たします。これらの酵素は、反応性酸素種を分解することによって、細胞を保護します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) dehydrogenases (脱水素酵素): 酸化還元反応に関与しますが、直接的な保護の役割はありません。
c) oxidases (オキシダーゼ): 酸化反応を触媒しますが、保護の役割はありません。
d) oxygenases (オキシゲナーゼ): 酸素を基質に導入する酵素ですが、保護機能には関連しません。

Question 147（10/2）

In erythrocytes and other tissues, the enzyme glutathione peroxidase contains this mineral as a prosthetic group that catalyzes the destruction of H2O2 and lipid hydroperoxides. Select the correct response:

a) copper
b) selenium
c) magnesium
d) iron

answer: b) selenium

解説：
グルタチオンペルオキシダーゼ（glutathione peroxidase）は、セレンを補欠基として含んでおり、過酸化水素（H2O2）や脂質過酸化物の分解を触媒します。この酵素は、細胞内の酸化ストレスを軽減するために重要です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) copper (銅): 他の酵素の補欠基としては知られていますが、グルタチオンペルオキシダーゼではありません。
c) magnesium (マグネシウム): 酵素活性には関与しますが、グルタチオンペルオキシダーゼの補欠基ではありません。
d) iron (鉄): ヘモプロテインに含まれますが、グルタチオンペルオキシダーゼの役割とは異なります。

Question 148（10/2）

A hemoprotein that contains four heme groups and acts as a peroxidase, catalyzing reactions like the breakdown of hydrogen peroxide. Select the correct response:

a) oxidase
b) reductase
c) catalase
d) oxygenases

answer: c) catalase

解説：
カタラーゼ（catalase）は、4つのヘム基を含むヘモプロテインであり、過酸化水素を水と酸素に分解する反応を触媒します。これは、細胞が酸化ストレスから保護されるために重要です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) oxidase (オキシダーゼ): 酸化反応を触媒しますが、過酸化水素の分解には関与しません。
b) reductase (還元酵素): 他の反応に関与しますが、過酸化水素とは直接的な関係はありません。
d) oxygenases (オキシゲナーゼ): 酸素を使用して基質に酸素を導入する酵素ですが、過酸化水素の分解には関与しません。

Question 149（10/2）

Catalase is found among the following: Select the correct response:

a) bone marrow
b) none of the above
c) kidney
d) all of the above

answer: d) all of the above

解説：
カタラーゼは、骨髄、腎臓、その他多くの組織に存在する酵素です。この酵素は、過酸化水素を分解するために重要です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) bone marrow (骨髄): カタラーゼは存在します。
b) none of the above (上記のいずれでもない): これは不正確です。
c) kidney (腎臓): カタラーゼは腎臓でも見られます。

Question 150（10/2）

This oxidoreductase is concerned with the synthesis or degradation of many different types of metabolites. Select the correct response:

a) oxygenases
b) dehydrogenases
c) oxidases
d) hydroperoxidases

answer: b) dehydrogenases

解説：
脱水素酵素（dehydrogenases）は、さまざまな代謝物の合成や分解に関与する酸化還元酵素です。これらの酵素は、基質の酸化や還元を介してエネルギー代謝に重要な役割を果たします。

他の選択肢については以下の通りです：

a) oxygenases (オキシゲナーゼ): 酸素を使用する酵素ですが、特定の代謝物に限定されます。
c) oxidases (オキシダーゼ): 酸化反応を触媒するが、合成や分解に特化しているわけではありません。
d) hydroperoxidases (ハイドロペルオキシダーゼ): 過酸化物の処理に特化した酵素です。

Question 151（10/8対策）

The three large protein complexes where electrons flow through the respiratory chain includes the following except. Select the correct response:

a) Ubiquinone
b) Cytochrome c oxidase
c) Q-cytochrome c oxidoreductase
d) NADH-Q oxidoreductase

answer: a) Ubiquinone

解説：
ユビキノン（ubiquinone）は、電子伝達系において電子を運ぶ重要な分子ですが、三つの大きなタンパク質複合体自体ではありません。他の選択肢は、電子伝達系の主要な複合体を構成します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) Cytochrome c oxidase (シトクロムcオキシダーゼ): 複合体IVとして機能し、電子を受け取ります。
c) Q-cytochrome c oxidoreductase (Q-シトクロムc還元酵素): 複合体IIIとして知られる重要な酵素です。
d) NADH-Q oxidoreductase (NADH-Q還元酵素): 複合体Iとして機能し、電子を伝達します。

Question 152（10/8対策）

A large L-shaped multisubunit protein that catalyzes electron transfer from NADH to Q, coupled with the transfer of four H+ across the membrane. Select the correct response:

a) succinate Q reductase
b) NADH-Q oxidoreductase
c) Q-cytochrome c oxidoreductase
d) cytochrome c oxidase

answer: b) NADH-Q oxidoreductase

解説：
NADH-Q還元酵素（NADH-Q oxidoreductase）は、大きなL字型の多サブユニットタンパク質であり、NADHからユビキノン（Q）への電子転送を触媒し、同時に膜を越えて4個のプロトンを移動させます。

他の選択肢については以下の通りです：

a) succinate Q reductase (スクシネートQ還元酵素): 複合体IIとして知られ、異なる反応を触媒します。
c) Q-cytochrome c oxidoreductase (Q-シトクロムc還元酵素): 複合体IIIとして知られますが、NADHから電子を直接受け取ることはありません。
d) cytochrome c oxidase (シトクロムcオキシダーゼ): 複合体IVとして機能し、最終電子受容体に電子を転送します。

Question 153（10/8対策）

FADH2 is formed during the conversion of succinate to fumarate in the citric acid cycle and goes directly to this large protein complex. Select the correct response:

a) Succinate-Q reductase
b) Cytochrome c oxidase
c) Q-cytochrome c oxidoreductase
d) NADH-Q oxidoreductase

answer: a) Succinate-Q reductase

解説：
スクシネート-Q還元酵素（Succinate-Q reductase）は、TCAサイクルでスクシネートからフマル酸への変換の過程でFADH2を形成し、これをユビキノン（Q）に電子を供給します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) Cytochrome c oxidase (シトクロムcオキシダーゼ): 複合体IVとして知られ、最終的な電子受容体に電子を転送します。
c) Q-cytochrome c oxidoreductase (Q-シトクロムc還元酵素): 複合体IIIであり、異なる電子源から電子を受け取りますが、FADH2からではありません。
d) NADH-Q oxidoreductase (NADH-Q還元酵素): 複合体Iであり、NADHからの電子を受け取ります。

Question 154（10/8対策）

This enzyme, embedded in the inner membrane, is driven by the proton motive force that forms ATP in the presence of ADP + Pi. Select the correct response:

a) Ubiquinone
b) FO
c) F1
d) ATP synthase

answer: d) ATP synthase

解説：
ATP合成酵素（ATP synthase）は、内膜に埋め込まれた酵素であり、プロトン勾配によって駆動され、ADPと無機リン酸からATPを生成します。この酵素はミトコンドリア内でATPの合成を担っています。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Ubiquinone (ユビキノン): 電子キャリアであり、ATP合成には直接関与しません。
b) FO: ATP合成酵素の一部ですが、ATPを生成する主要な機能はありません。
c) F1: ATP合成酵素の触媒部位ですが、プロトン勾配によって駆動される部分ではありません。

Question 155（10/8対策）

This is formed by several subunits of the protein that form a ball-like shape arranged around an axis that projects into the matrix containing the phosphorylation mechanism. Select the correct response:

a) F1
b) FO
c) ATP synthase
d) Proton Pump

answer: a) F1

解説：
F1部分は、ATP合成酵素の一部であり、球状に配置された複数のサブユニットから構成されています。この部分は、ATPのリン酸化を行う触媒活性を持っています。

他の選択肢については以下の通りです：

b) FO: ATP合成酵素の膜に埋め込まれた部分ですが、球状ではありません。
c) ATP synthase (ATP合成酵素): F1とFOの両方を含む全体の構造を指します。
d) Proton Pump (プロトンポンプ): プロトンを移動させる機構ですが、ATPの生成とは直接的な関係はありません。

Question 156（10/8対策）

As per estimate, for each NADH oxidized, Complex I and III translocates how many protons each? Select the correct response:

a) four
b) two
c) three
d) one

answer: a) four

解説：
NADHが酸化されると、複合体Iと複合体IIIはそれぞれプロトンを4モル移動させます。これにより、ミトコンドリア内膜を越えてプロトン勾配が形成され、ATPの合成に寄与します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) two (2モル): 少なすぎる値です。
c) three (3モル): 正確な数ではありません。
d) one (1モル): 不十分な値です。

Question 157（10/8対策）

As per estimate, for every NADH oxidized, Complex IV translocates how many protons? Select the correct response:

a) three
b) four
c) one
d) two

answer: d)

解説：
電子伝達系（Electron Transport Chain）では、NADHがComplex Iで電子を放出し、最終的にComplex IVに到達します。Complex IV（シトクロムcオキシダーゼ、Cytochrome c oxidase）は酸素を水に還元する際に、ミトコンドリア内膜を通してプロトンを移動させます。NADH1分子が酸化される際、Complex IVは2個のプロトンをミトコンドリア基質（マトリックス）から膜間空間に移動させます。このプロトン移動は、プロトン勾配を形成し、ATP合成のエネルギー源として利用されます。

Question 158（10/2）

It is called the energy currency of the cell because it passes on this free energy to drive those processes requiring energy. Select the correct response:

a) adenosine monophosphate
b) reactive oxygen species
c) adenosine triphosphate
d) adenosine diphosphate

answer: c) adenosine triphosphate

解説：
ATP（アデノシン三リン酸）は、細胞のエネルギー通貨と呼ばれ、エネルギーを必要とするプロセスを駆動するために自由エネルギーを供給します。ATPは生物のエネルギー代謝の中心的な役割を果たします。

他の選択肢については以下の通りです：

a) adenosine monophosphate (AMP): エネルギー供給の役割は小さいです。
b) reactive oxygen species (活性酸素種): エネルギー通貨ではありません。
d) adenosine diphosphate (ADP): ATPの前駆体ですが、エネルギー供給の役割はATPに比べて小さいです。

Question 159（10/8対策）

For every mol of substrate oxidized via complexes I, III, and IV in the respiratory chain during oxidative phosphorylation, how many ATPs are formed per 0.5 mol of Oxygen consumed? Select the correct response:

a) 2.5 mol
b) 1 mol
c) 2 mol
d) 1.5 mol

answer: c) 2 mol

解説：
酸化的リン酸化の過程において、基質1モルが酸化されると、0.5モルの酸素を消費するごとに約2モルのATPが生成されます。この計算は、NADHと酸素の消費に基づいています。

他の選択肢については以下の通りです：

a) 2.5 mol (2.5モル): 過大評価です。
b) 1 mol (1モル): 不十分です。
d) 1.5 mol (1.5モル): 正確ではありません。

Question 160（10/8対策）

When 1 mol of substrate is oxidized via Complex II, III, and IV during oxidative phosphorylation, how many ATPs are formed? Select the correct response:

a) 2 mol
b) 1 mol
c) 2.5 mol
d) 1.5 mol

answer: a) 2 mol

解説：
基質が複合体II、III、およびIVを介して酸化されると、約2モルのATPが生成されます。この反応は、FADH2を基にしたエネルギー生産に関与しています。

他の選択肢については以下の通りです：

b) 1 mol (1モル): 少なすぎる値です。
c) 2.5 mol (2.5モル): 過大評価です。
d) 1.5 mol (1.5モル): 不正確です。

Question 161（10/8対策）

The rate of respiration of mitochondria can be controlled by the availability of ADP. When most cells are in the resting state, they are in: Select the correct response:

a) State 1
b) State 2
c) State 3
d) State 4

answer: d) State 4

解説：
ミトコンドリアの呼吸速度はADPの可用性によって制御されます。細胞が安静時にあるとき、呼吸は比較的低く、これは「状態4」と呼ばれます。この状態では、酸素消費が最小限に抑えられています。

他の選択肢については以下の通りです：

a) State 1 (状態1): エネルギー消費が最小限である状態ではありません。
b) State 2 (状態2): 一般的には安静時の呼吸状態を示しません。
c) State 3 (状態3): ADPが存在し、ATP合成が活発な状態です。

Question 162（10/8対策）

The rate of respiration of mitochondria can be controlled by the availability of ADP. As respiration increases like when you exercise, they are in: Select the correct response:

a) State 3
b) State 4
c) State 1
d) State 2

answer: a) State 3

解説：
運動中やADPの可用性が高いとき、ミトコンドリアの呼吸率は増加し、これは「状態3」と呼ばれます。この状態では、ADPの存在によりATP合成が促進され、酸素消費が増加します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) State 4 (状態4): 休止状態であり、呼吸率が低下しています。
c) State 1 (状態1): 呼吸が非常に低い状態ではありません。
d) State 2 (状態2): 中程度の呼吸状態であり、状態3の活発さには及びません。

Question 163（10/8対策）

Barbiturates like amobarbital inhibit electron transport via which complex by blocking the transfer from Fe-S to Q? Select the correct response:

a) Q cytochrome c oxidoreductase
b) Succinate Q reductase
c) NADH-Q oxidoreductase
d) Cytochrome c oxidase

answer: c) NADH-Q oxidoreductase

解説：
バルビツール酸系薬物（例：アモバルビタール）は、電子伝達系のNADH-Q還元酵素（NADH-Q oxidoreductase）を阻害します。具体的には、鉄-硫黄（Fe-S）中心からユビキノン（Q）への電子の移動をブロックします。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Q cytochrome c oxidoreductase (Q-シトクロムc還元酵素): 異なる役割を持つため、直接の阻害はありません。
b) Succinate Q reductase (スクシネートQ還元酵素): 異なる基質に関連する反応を触媒します。
d) Cytochrome c oxidase (シトクロムcオキシダーゼ): 酸素を最終的な電子受容体として使用しますが、阻害の対象ではありません。

Question 164（10/8対策）

Antimycin A, a metabolite produced by a bacteria, and dimercaprol inhibit the respiratory chain by which protein complex? Select the correct response:

a) Q cytochrome c oxidoreductase
b) Cytochrome c oxidase
c) NADH-Q oxidoreductase
d) Succinate Q reductase

answer: a) Q cytochrome c oxidoreductase

解説：
アンチマイシンAとジメルカプロールは、電子伝達系のQ-シトクロムc還元酵素（Q cytochrome c oxidoreductase）を阻害します。この阻害により、電子の流れが妨げられ、ATP合成が影響を受けます。

他の選択肢については以下の通りです：

b) Cytochrome c oxidase (シトクロムcオキシダーゼ): 異なる阻害剤によって阻害されます。
c) NADH-Q oxidoreductase (NADH-Q還元酵素): 別の複合体として機能し、こちらは影響を受けません。
d) Succinate Q reductase (スクシネートQ還元酵素): 異なる基質に関連する反応を触媒します。

Question 165（10/8対策）

Classic poisons like carbon monoxide, cyanide, and hydrogen sulfide inhibit which protein complex? Select the correct response:

a) Complex IV
b) Complex I
c) Complex III
d) Complex VI

answer: a) Complex IV

解説：
一酸化炭素、シアン化物、硫化水素は、電子伝達系の複合体IVを強力に阻害します。この阻害により、酸素の還元が妨げられ、細胞呼吸が停止します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) Complex I (複合体I): ロテノンなどの他の阻害剤によって影響を受けます。
c) Complex III (複合体III): アンチマイシンなどの他の物質によって阻害されます。
d) Complex VI (複合体VI): 存在しないため、正しい選択肢ではありません。

Question 166（10/8対策）

The antibiotic oligomycin completely blocks oxidation and phosphorylation by blocking the flow of protons through this enzyme. Select the correct response:

a) Hydroperoxidases
b) Oxidases
c) Dehydrogenases
d) ATP synthase

answer: d) ATP synthase

解説：
オリゴマイシン（oligomycin）は、ATP合成酵素（ATP synthase）を通るプロトンの流れをブロックすることによって、酸化とリン酸化を完全に阻害します。この作用により、ATPの合成が停止します。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Hydroperoxidases (ハイドロペルオキシダーゼ): 酵素ですが、ATP合成とは無関係です。
b) Oxidases (オキシダーゼ): 酸化反応を触媒しますが、プロトンの流れとは関係ありません。
c) Dehydrogenases (脱水素酵素): 酸化還元反応に関与しますが、ATP合成とは異なります。

Question 167（10/8対策）

These compounds dissociate oxidation in the respiratory chain from phosphorylation and are toxic in vivo, causing respiration to become uncontrolled. Select the correct response:

a) uncouplers
b) inhibitor of oxidative phosphorylation
c) poison
d) inhibitor of the respiratory chain

answer: a) uncouplers

解説：
アンカプラー（uncouplers）は、電子伝達系の酸化とATP合成のリン酸化を分離させる化合物です。これにより、エネルギーがATPとして蓄えられることなく熱として放出され、細胞に毒性を及ぼします。

他の選択肢については以下の通りです：

b) inhibitor of oxidative phosphorylation (酸化的リン酸化の阻害剤): 具体的な物質を示しませんが、アンカプラーのようには機能しません。
c) poison (毒): 定義が広すぎます。
d) inhibitor of the respiratory chain (呼吸鎖の阻害剤): 特定の反応を妨げるが、アンカプラーとは異なります。

Question 168（10/8対策）

A three-carbon dicarboxylic acid called malonate competitively inhibits which protein complex? Select the correct response:

a) Complex III
b) Complex II
c) Complex I
d) Complex IV

answer: b) Complex II

解説：
マロネート（malonate）は、電子伝達系の複合体II（スクシネート脱水素酵素）に対する競争的阻害剤です。この阻害により、スクシネートの酸化が妨げられます。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Complex III (複合体III): マロネートはこの複合体には作用しません。
c) Complex I (複合体I): 異なる阻害剤によって影響を受けますが、マロネートではありません。
d) Complex IV (複合体IV): シアン化物などによって阻害されますが、マロネートとは無関係です。

Question 169（10/8対策）

All of the following conditions belong to this inherited disease due to NADH-Q oxidoreductase or cytochrome oxidase deficiency called MELAS, except. Select the correct response:

a) sepsis
b) mitochondrial encephalopathy
c) stroke
d) lactic acidosis

answer: a) sepsis

解説：
MELAS（ミトコンドリア脳症、乳酸アシドーシス、脳卒中様エピソード）は、NADH-Q還元酵素またはシトクロムオキシダーゼの欠乏によって引き起こされる遺伝性疾患です。この病気には、乳酸アシドーシスや脳卒中などの症状が含まれますが、敗血症（sepsis）は関連しません。

他の選択肢については以下の通りです：

b) mitochondrial encephalopathy (ミトコンドリア脳症): MELASの特徴的な症状です。
c) stroke (脳卒中): MELASの一部の症状として知られています。
d) lactic acidosis (乳酸アシドーシス): MELASの主要な症状です。

Question 170（10/2）

Which of the following statements about ATP is correct? Select the correct response:

a) It functions in the body as a complex with Mg
b) It contains three high energy phosphate bonds
c) It is used as an energy store in the body
d) It is needed in the body to drive exergonic reactions

answer: d) It is needed in the body to drive exergonic reactions

解説：
ATPは、体内でエネルギーを供給するために使用され、特にエクスゴニック反応を駆動するために必要です。ATPの加水分解は、エネルギーを放出し、様々な生理学的プロセスを推進します。
ΔGが負であれば、自由エネルギーを失う形で反応は自発的に進行し、発エルゴン反応 (exergonic reaction) であることを示します。

他の選択肢については以下の通りです：

a) It functions in the body as a complex with Mg (マグネシウムと複合体として機能する): ATPはMgと結合することがありますが、主な機能ではありません。
b) It contains three high energy phosphate bonds (3つの高エネルギーリン酸結合を含む): 正確には、2つの高エネルギー結合が存在します。
c) It is used as an energy store in the body (体内でエネルギー貯蔵に使用される): ATPは短期的なエネルギー供給源として機能しますが、エネルギー貯蔵の主な形式ではありません。

Question 171（10/2）

Which of the following enzymes uses molecular oxygen as a hydrogen acceptor? Select the correct response:

a) Cytochrome c oxidase
b) catalase
c) isocitrate dehydrogenase
d) homogentisate dioxygenase

answer: a) Cytochrome c oxidase

解説：
シトクロムcオキシダーゼ（cytochrome c oxidase）は、電子伝達系の一部であり、分子状の酸素を水素受容体として使用します。この酵素は、電子の最終的な受容体として機能し、酸素を水に還元します。

他の選択肢については以下の通りです：

b) catalase (カタラーゼ): 過酸化水素を分解する酵素であり、酸素を受け取る反応ではありません。
c) isocitrate dehydrogenase (アイソクエン酸脱水素酵素): NAD+などの補酵素を使用し、酸素を直接受け取るわけではありません。
d) homogentisate dioxygenase (ホモゲンチジン酸ジオキシゲナーゼ): 酸素を使用しますが、主に異なる反応経路に関与します。

Question 172（10/2）

Which of the following statements about cytochrome is INCORRECT? Select the correct response:

a) They act as electron carriers in the respiratory chain in mitochondria
b) They contain iron which oscillates between Fe3+ and Fe2+ during reactions they participate in
c) They are hemoproteins that take part in oxidation-reduction reaction
d) They are all dehydrogenase enzymes

answer: d) They are all dehydrogenase enzymes

解説：
シトクロムは電子伝達系で電子キャリアとして機能しますが、すべてが脱水素酵素（dehydrogenase enzymes）であるわけではありません。シトクロムはさまざまな機能を持つ酵素の一群です。

他の選択肢については以下の通りです：

a) They act as electron carriers in the respiratory chain in mitochondria (ミトコンドリアの呼吸鎖で電子キャリアとして機能する): 正しい。
b) They contain iron which oscillates between Fe3+ and Fe2+ during reactions they participate in (反応中にFe3+とFe2+の間で振動する鉄を含む): 正しい。
c) They are hemoproteins that take part in oxidation-reduction reaction (酸化還元反応に参加するヘモプロテインである): 正しい。

Question 173（10/2）

Which one of the following statements about cytochrome P450 is INCORRECT? Select the correct response:

a) They are found only in the endoplasmic reticulum
b) They play a major role in drug detoxification in the liver
c) They are able to accept electrons from either NADH or NADPH
d) They are monooxygenase enzymes

answer: a) They are found only in the endoplasmic reticulum

解説：
シトクロムP450は、内因性および外因性物質の代謝に関与する酵素であり、主に内因性小器官である内因性小胞体（endoplasmic reticulum）に存在しますが、他の場所にも存在するため「のみ」という表現は不正確です。

他の選択肢については以下の通りです：

b) They play a major role in drug detoxification in the liver (肝臓の薬物解毒において重要な役割を果たす): 正しい。
c) They are able to accept electrons from either NADH or NADPH (NADHまたはNADPHから電子を受け取ることができる): 正しい。
d) They are monooxygenase enzymes (モノオキシゲナーゼ酵素である): 正しい。

Question 174（10/8対策）

The flow of electrons through the respiratory chain and the production of ATP are normally tightly coupled. The processes are uncoupled by which of the following? Select the correct response:

a) Oligomycin
b) Cyanide
c) Carbon monoxide
d) Thermogenin

answer: d) Thermogenin

解説：
サーモゲニン（thermogenin）は、電子伝達系の酸化とATP合成を非結合させる役割を持つタンパク質で、熱産生に寄与します。これにより、エネルギーがATPとして蓄積されることなく熱として放出されます。

他の選択肢については以下の通りです：

a) Oligomycin (オリゴマイシン): ATP合成をブロックしますが、非結合とは異なります。
b) Cyanide (シアン化物): 電子伝達系を阻害しますが、非結合を引き起こしません。
c) Carbon monoxide (一酸化炭素): 複合体IVを阻害しますが、非結合とは異なります。

Question 175（10/8対策）

Which of the following statements about ATP synthase is INCORRECT? Select the correct response:

a) One ATP molecule is formed for each full revolution of the molecule
b) It is located in the inner mitochondrial membrane
c) ATP is produced when part of the molecule rotates
d) It requires a proton motive force to form ATP in the presence of ADP and Pi

answer: a) One ATP molecule is formed for each full revolution of the molecule

解説：
ATP合成酵素は、ATPを合成するためにプロトンの流れを利用しますが、1回の完全な回転で1モルのATPを生成するわけではありません。実際には、複数のATPが生成されることがあります。

他の選択肢については以下の通りです：

b) It is located in the inner mitochondrial membrane (内因性小器官の膜に位置する): 正しい。
c) ATP is produced when part of the molecule rotates (分子の一部が回転する際にATPが生成される): 正しい。
d) It requires a proton motive force to form ATP in the presence of ADP and Pi (ADPと無機リン酸存在下でATPを生成するためにプロトン勾配が必要): 正しい。

Question 176（10/2）

The change in free energy, ∆G, can be used to predict the direction of a reaction at constant temperature and pressure. If ∆G is a negative number, a net of energy is: Select the correct response:

a) neither gained nor lost
b) lost
c) both gained and lost
d) gained

answer: b) lost

解説：
自由エネルギーの変化（∆G）が負の値である場合、反応はエネルギーを放出します。この場合、エネルギーが「失われた」と考えられます。負の∆Gは自発的な反応を示します。

他の選択肢については以下の通りです：

a) neither gained nor lost (得られず失われない): 不正確です。
c) both gained and lost (得られたり失われたり): 明確に不正確です。
d) gained (得られた): 明らかに誤りです。

Question 177（10/2）

The change in free energy, ∆G, can be used to predict the direction of a reaction at constant temperature and pressure. If ∆G is a positive number, a net of energy is: Select the correct response:

a) gained
b) lost
c) both gained and lost
d) neither gained nor lost

answer: a) gained

解説：
自由エネルギーの変化（∆G）が正の値である場合、反応はエネルギーを必要とし、エネルギーが「得られた」と見なされます。この場合、反応は自発的ではなく、外部からのエネルギー供給が必要です。

他の選択肢については以下の通りです：

b) lost (失われた): 明らかに不正確です。
c) both gained and lost (得られたり失われたり): 不正確な表現です。
d) neither gained nor lost (得られず失われない): 反応の性質を正確に表していません。