生化问答题from暨南大学.docx

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生化问答题from暨南大学

问答题

4.胆固醇与胆汁酸关系

胆固醇是胆汁酸的前体。

胆汁酸是体内胆固醇的主要代谢终产物。

胆汁酸是肝内由胆固醇直接转化而来，人体内每天合成胆固醇1-1.5g，其中0.4-0.6g在肝内转化为胆汁酸。

人胆汁中含有4种胆汁酸：

胆酸，鹅[脱氧]胆酸，脱氧胆酸和少量石胆酸。

在肝脏中的胆汁酸的羧基通过酰胺键与牛磺酸或甘氨酸连接，分别生成胆汁酸的牛磺结合物或甘氨结合物，如牛磺胆酸、甘氨胆酸。

牛磺结合物和甘氨结合物是胆汁酸的主要形式。

6.蛋白质一级结构及空间结构（二、三、四级结构）概念及稳定力量。

二级结构中主要形式及结构特点。

概念：

一级结构：

蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序，也是蛋白质最基本的结构。

空间结构（二、三、四级结构）：

指蛋白质分子中原子和基团在三维空间上的排列、分布及肽链的走向。

稳定力量：

一级结构为肽键及少量的二硫键；空间结构为次级键，也叫副键。

二级结构中：

主要形式：

肽单位；α－螺旋；β－折叠；β－拐角；无规卷曲。

结构特点：

①肽单位：

肽键具有双键性质，不能自由旋转；肽单位为刚性平面结构即六个原子位于同一平面上；与C－N相连的H和O与两个α－碳原子反向分布

②α－螺旋：

螺旋方向为右手螺旋；氢键是其稳定的主要次级键；肽链中氨基酸残基的R基侧链分布在螺旋外侧，其形状大小及电荷等均影响α螺旋的形成和稳定。

③β－折叠：

肽链的伸展使肽键平面之间一般折叠成锯齿状；两条以上肽链平行排列，相邻肽链之间的肽键相互交替形成许多氢键，这是维持这种结构的主要次级键；肽链平行的走向有顺式和反式两种，反式较顺式平行折叠更加稳定；肽链中氨基酸残基的R侧链分布在片层的上下。

④β－拐角：

由连续的四个AA残基构成，第一个AA残基的＝O与第四个AA残基的N-H形成氢键。

这一段结构往往第二个AA残基为Pro（亚氨酸）。

⑤无规卷曲：

除上述构象外的不规则构象（自由折叠或无规线团）

7.在讨论蛋白质结构与功能关系中，下面例证分别说明的是什么问题？

（属一级结构与功能，还是空间结构与功能关系）

酶原激活及变构作用；分子病；不同Pr结构间仅有微小的差别就可表现出不同的生物学功能；疯牛症（蛋白构象疾病）

酶原激活及变构作用\疯牛症（蛋白构象疾病）：

说明的是空间结构与功能关系

分子病\不同Pr结构间仅有微小的差别就可表现出不同的生物学功能：

说明的是一级结构与功能

8.蛋白质样品分离纯化方法基本原理（至少掌握4种不同方法）

（一）根据溶解度不同进行分离纯化：

影响蛋白质溶解度的主要因素有溶液的PH、离子强度、溶剂的介电常数和温度等。

在一定条件下，蛋白质溶解度的差异取决于它们的分子结构。

因此，恰当的改变这些因素的影响，可选择性地造成其溶解度的不同而分离。

主要有以下几种：

1、等电点沉淀：

蛋白质在等电点是溶解度最小。

2、盐析沉淀：

中性盐对蛋白质胶体的稳定性有显著影响。

3、低温有机溶剂沉淀：

有机溶剂的介电常数较水低，可使蛋白质分子间极性基团的静电引力增加而聚集沉淀。

4、对蛋白质的沉淀一般要求低温条件。

（二）根据分子大小不同进行分离纯化

1、透析和超滤：

透析法是利用蛋白质大分子对半透膜的不可透过性而与其他小分子物质分开。

超滤法是利用超滤膜在一定的压力或离心力的作用下，大分子物质被截留而小分子物质滤过排出。

2、分子排阻层析：

利用蛋白质分子量的差异，通过具有分子筛性质的凝胶而被分离。

3、密度梯度离心：

蛋白质颗粒的沉降速度取决于它的大小和密度。

（三）根据电离性质不同进行分离纯化

1、电泳法：

利用蛋白质除在等电点外，具有在电场中向电荷相反的方向移动的性质（即电泳性）。

2、离子交换层析蛋白质是两性化合物，可用离子交换技术进行分离精制。

（四）根据配基特异性进行分离纯化

亲和层析法：

蛋白质具有能与其相对应的化合物特异结合的能力（即亲和力），本方法即利用这种性质，使具有特异亲和力的化合物之间能可逆结合与解离的性质建立的方法。

10.DNA分子一级、二级、三级结构概念（注意原核与真核生物的相似与区别）

（一）DNA的一级结构：

指构成核酸的各个单核苷酸之间连接键的性质以及组成中单核苷的数目和排列顺序（碱基排列顺序）

真核细胞DNA与原核生物DNA的一级结构特点：

真核细胞DNA的特点：

（1）重复顺序：

其DNA具有许多重复排列的核苷酸序列。

按重复的程度分：

a、高度重复序列（106-7）；b、中度重复序列（102-4）；c、单一顺序（往往为一个Pr的结构基因）。

（2）间隔序列与插入序列（内含子与外显子）：

DNA中编码蛋白质或RNA的序列－－外显子exon；编码序列之间存在一些非编码区－－内含子intron

（3）回文结构：

真核细胞DNA中存在特殊的序列。

碱基排列在两条DNA链中顺读与倒读意义一样（即轴转180°两部分可完全重合）的结构。

原核生物DNA特点：

（1）基因重叠：

即在同一DNA序列中常常包括不同的基因区，重叠在一起的基因编码组序不同，而翻译出不同蛋白质。

（2）DNA序列每转录出的一段mRNA，常包含多个顺反子（表达多个功能相关的蛋白质）

（3）结构基因是连续的（即：

无内含子存在）。

（二）DNA的二级结构：

Watson-Crick模型（双螺旋结构）要点：

（1）DNA分子由两条多核苷酸链构成，反向平行（一条3’到5’；另一条5’到3’）。

为双螺旋结构，右手螺旋。

螺旋形成一大沟一小沟。

（2）磷酸基与脱氧核糖在外侧，彼此以磷酸二酯键连接，形成DNA骨架；内侧为碱基;糖环平面与碱基平面相互垂直。

（3）双螺旋直径为2nm。

每隔0.34nm有一个核苷酸。

10对核苷酸/圈螺旋，高度为3.4nm。

（4）两条链碱基间以氢键连接，A:

T（两个氢键），C:

G（三个氢键）碱基互补。

（5）双螺旋表面由大小沟，对DNA与蛋白质识别重要。

（三）DNA的三级结构：

在DNA双螺旋二级结构基础上，双螺旋的扭曲或再次螺旋就构成了DNA的三级结构。

超螺旋是DNA三级结构的一种形式。

染色质与染色体

具有三级结构的DNA和组蛋白紧密结合组成染色质；当细胞准备有丝分裂时，染色质凝集，并组装成因物种不同而数目个形状特异的染色体。

“染色体”是细胞有丝分裂其间的“染色质”的凝聚物：

双链DNA＋蛋白质－－串珠状核小体－－螺旋筒染色体纤维－－染色体单体－－23对染色单体（胞核）

13.酶促反应影响因素有哪些？

酶高效率的机制？

一、影响酶促反应的因素：

（1）底物浓度：

当酶浓度一定时，底物浓度很小时，V与S呈正比（酶未饱和）；随〔S〕增大，V增加，但不成正比（酶趋饱和）；〔S〕再增加，V不增加，达最大（Vmax）（酶饱和）。

（2）PH值：

各种酶在一定条件下都有一定的最适pH，大多数在pH5~8之间。

影响原因：

.影响酶和底物的解离；影响酶分子的构象

（3）温度：

酶是蛋白质，在一定范围内（<60˚C），随温度升高，反应速度加快。

但温度超过一定范围，温度升高，反应速度反而降低。

（4）酶浓度：

酶浓度增加，反应速度增加

（5）激活剂：

激活剂：

提高酶活性的物质。

一般为无机离子，小分子化合物。

作用的可能机制：

稳定构象；连接桥梁；辅基

（6）抑制剂：

能对酶起抑制作用的物质。

由于酶分子必需基团受到抑制剂的影响而改变，导致酶活性的降低或丧失。

二、酶作用高效率的机制：

（1）底物的“趋近”和“定向”效应：

A和B底物结合在酶分子表面的某一狭小区域，反应基团靠近（趋近效应），降低进入过渡态所需的活化能，并加大反应浓度。

同时可使反应物在其表面对着特定的基团几何定向－－“定向”效应。

反应物用一种“正确方向”相互碰撞发生反应。

使分子间反应变成分子内反应，使反应得以高速进行。

（2）底物变形与张力作用：

酶与底物结合后，使底物某些敏感键及酶分子均发生“变形”，并对底物产生张力作用使底物扭曲，ES进入过渡态。

（3）共价催化作用：

酶与底物结合形成一个反应活性很高的共价中间产物，转变为过渡态。

有两种：

亲核催化作用：

非共用电子对中的电子（原子）攻击缺电子（带正电荷）原子形成共价键催化反应；亲电催化作用：

亲电子催化剂从底物中吸取一个电子对。

（4）酸碱催化作用：

影响因素：

酸碱的强度；供出或接受质子的速度。

氨基、羧基、巯基、酚羟基、咪唑基在酶催化反应中作用较大。

15.竞争性抑制剂与非竞争抑制剂对酶的抑制作用方式各是怎样？

对Km，Vmax影响如何？

竞争性抑制作用：

抑制剂的化学结构与底物相似，能与底物竟争酶活性中心，从而阻碍酶与底物结合形成中间产物，这种抑制作用称竞争性抑制作用。

抑制程度取决于抑制剂与酶的相对亲和力和与底物浓度的相对比例。

竟争性抑制通常可以通过增大底物浓度，即提高底物的竞争能力来消除。

对动力学参数影响：

Vmax不变,Km增大

非竞争性抑制作用：

抑制剂与酶活性中心外的必需基团结合，改变了酶活性中心的构象，影响酶对底物的催化作用，使酶—底物—抑制剂复合物不能进一步释放出产物。

这种抑制作用称为非竞争性抑制作用。

对动力学参数影响：

Vmax减小，Km不变

16.膜受体类型

（一）G蛋白偶联受体

这类受体需与G蛋白偶联,才能使靶细胞内产生第二信使，将配体作用的信号传至胞内。

结构特征：

一条跨膜多肽，其中心疏水区域形成七次跨膜。

N端在胞外，为配体结合结构域，C端在胞内，胞内部分（环3）有与G蛋白结合结构域。

（二）离子通道受体

共同特点：

多亚基组成受体/离子通道复合体。

有配体（信号）接受部位，本身又是离子通道。

接受配体刺激后,通道开放或关闭,导致离子跨膜流动，使靶细胞产生生物效应。

配体门控离子通道：

AchR，GABAR，AA受体；电压门控离子通道：

电压敏感。

（三）具有内在酶活性的受体

特点：

受体本身为具有跨膜结构的酶蛋白。

胞外结构域与配体结合后，通过胞内侧激酶的激活,反应产生生理效应。

根据胞内侧激酶的性质可分为：

（1）受体酪氨酸蛋白激酶系统：

受体特点：

本身具有酪氨酸蛋白激酶活性，动物细胞生长因子等及胰岛素受体。

受体分子结构：

细胞膜外域—配体结合区；细胞内侧具有酪氨酸蛋白激酶活性的结构区；跨膜结构区—连接上两结构区。

此系统激活机制：

在没有配体存在的情况下，受体为单体且胞内侧无激酶活性；配体激活受体：

配体使得受体多聚化（二聚化）→酪氨酸蛋白激酶激活，自身磷酸化（受体间特异的酪氨酸被磷酸化），受体被激活后，激酶信号由两条途径传导：

①磷酸化下游靶分子（酪氨酸残基）；②建立特异识别磷酸化残基的蛋白质的信号传导复合物（四）与酪氨酸蛋白激酶活性相关的受体。

特点:

受体本身为跨膜的蛋白,但不含酶活性，通过胞内侧结构域征集和激活细胞质中酪氨酸蛋白激酶。

细胞因子、免疫系统中加工抗原的受体属此类，配体与受体结合诱导受体二聚化，随即将胞质酪氨酸蛋白激酶征集并激活。

抗原受体是独特的，多成分受体，有不同结构的配体分子结合亚基和不同的征集激活信号复合物的亚基。

（均存在ITAM（免疫酪氨酸激活基序）的成分），它作用并激活细胞质酪氨酸蛋白激酶，从而进行信号的传导。

（2）受体丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶系统：

受体激活需多聚化（同上），激活可使靶蛋白的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化。

配体+II型受体—征集I型受体,对丝氨酸磷酸化而被激活,再磷酸化下游靶分子；配体+I型受体而激活；双功能蛋白激酶；即使丝/苏氨酸磷酸化,亦使酪氨酸磷酸化

（3）受体鸟氨酸环化酶系统：

亦称蛋白激酶G系统，是以cGMP为第二信使,激活PKG,为丝/苏氨酸激酶,激活后使靶分子上特异丝/苏氨酸磷酸化,产生生物学效应

（4）受体NOS（一氧化氮合酶）系统：

NOS:

两个亚基组成。

原生型:

内皮细胞、脑组织中，已存在（依赖Ca++-CaM）；诱导型:

特殊条件下，基因才诱导表达（细胞因子，细菌内毒素LPS）

（四）与酪氨酸蛋白激酶活性相关的受体：

特点:

受体本身为跨膜的蛋白,但不含酶活性，通过胞内侧结构域征集和激活细胞质中酪氨酸蛋白激酶。

细胞因子、免疫系统中加工抗原的受体属此类。

配体与受体结合诱导受体二聚化，随即将胞质酪氨酸蛋白激酶征集并激活。

抗原受体是独特的，多成分受体，有不同结构的配体分子结合亚基和不同的征集激活信号复合物的亚基。

（均存在ITAM（免疫酪氨酸激活基序）的成分），它作用并激活细胞质酪氨酸蛋白激酶，从而进行信号的传导。

17.腺苷酸环化酶（AC）系统及磷脂酰肌醇系统可能的信号传导途径

（一）腺苷酸环化酶（AC）系统：

很多肽类、蛋白质与儿茶酚胺类激素与其受体结合后，使得靶细胞内腺苷酸环化酶被激活，活化的环化酶催化ATP生成cAMP后作为第二信使产生多种生物学效应。

此类受体模式的初步信号传导系统有三部分组成：

跨膜的受体（R）、膜内侧游离的G蛋白和腺苷酸环化酶（C），后两者分别在膜内侧上流动。

当激素与受体膜外侧结构域结合变构后结合变构后，受体的膜内侧结构结构域征集并激活了G蛋白，通过G蛋白解离下来的GTP—α亚基，调控膜内侧腺苷酸环化酶的活性，从而使靶细胞内cAMP的浓度发生改变，进而启动一系列的生化反应，最终导致靶细胞产生生物效应。

（二）磷脂酰肌醇系统：

有相当多的激素和生长因子，是通过并应用磷脂酰肌醇代谢所产生的甘油二酯和肌醇三磷酸作为第二信使进行信号传导。

当激素与膜受体结合变构后，受体的膜内侧结构域征集并激活了G蛋白，通过G蛋白解离下来的GTP—α亚基，与膜结合的磷脂酶C—β结合而使其活化，PLC—β进而将细胞膜上的磷脂酰肌醇—4，5二磷酸分解成肌醇三磷酸和甘油二酯。

而肌醇三磷酸可促使内质网腔内的Ca2+释放到胞质，当靶细胞被配体激活，并通过磷脂酶C—β水解磷脂酰肌醇—4,5二磷酸生成肌醇三磷酸和甘油二酯时，肌醇三磷酸可开放内质网膜上的钙离子通道，使腔内的Ca2+流出到胞质，并由Ca2+作为信息传导者进一步激动细胞的信号传导，由此实现Ca2+在内质网—胞质—内质网的循环过程。

而当蛋白激酶C受到Ca2+调控时，必须与甘油二酯和磷脂酰丝氨酸一起协同作用。

非活性的蛋白激酶可与一分子的甘油二酯、一个钙离子和四分子磷脂结合，从而导致蛋白激酶C的三维结构发生变化，进而暴露活性中心。

被激活的蛋白激酶C离开细胞膜，重新溶解在细胞质中，并与其一系列底物接触，催化特定蛋白质分子或酶分子中特意位置的一些残基发生磷酸化修饰，磷酸化修饰的蛋白或酶分子活性也发生改变，进而激动细胞的信号传导。

18.酪氨酸激酶相关受体途径（两类）

细胞内主要有两种类型的酪氨酸蛋白激酶。

一是受体酪氨酸蛋白激酶，受体与配体结合，激活了受体胞内侧酪氨酸蛋白激酶。

二是非受体酪氨酸蛋白激酶。

酪氨酸蛋白激酶可经过几种途径起始调控靶细胞生物学效应。

其中通过含有一种或多种具有接头作用信号域的蛋白分子，作为受体酪氨酸蛋白激酶下游激活的底物，使其分子中酪氨酸残基磷酸化而被激活。

受体酪氨酸蛋白激酶底物蛋白分子可以具有酶活性，也可以不具有酶活性。

酪氨酸蛋白磷酸酶使肽链酪氨酸残基的磷酸基水解下来；磷脂酶C—γ与磷脂酶C—β为同工酶，水解磷脂酰肌醇—4,5二磷酸生成DAG和IP3；IP3激酶在ATP参与下，催化IP3分子中第三位羟基磷酸化生成IP4，IP4也具有第二信使的功能，可提高胞质钙离子浓度。

此外，受体酪氨酸蛋白激酶还可以通过激活下游的RasGTP酶激活蛋白、JAK—STAT通路、G蛋白耦联受体等，调控细胞内的信号传导途径。

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