实验方法

蛋白质化学思考题总汇

2008-07-21 00:00

第一章 绪 论

1.蛋白质组:

一个基因组内所有基因表达的全部蛋白质。的定义有什么不足。

蛋白质组:不同类型的细胞或同一个细胞在不同的活动,状态(时空)下,蛋白质组的蛋白质种类构成却很不一样。因此,蛋白质组的定义:一个基因组内所有基因表达的全部蛋白质。定义从字面上容易理解,但在实际中却很成问题。

2.如何理解从基因组-蛋白质组是一个复杂而漫长的里程。

①目前基因注释的方法还有较高的出错率,尤其对那些存在不连续基因(即在基因内插有非编码的核苷酸序列)的复杂基因组。

②假基因(pseudogene)的存在,这些假基因有和真基因相同的ORF,但却从不表达(已发现表达的假基因)③RNA水平上遗传信息加工(RNA editing)④蛋白质水平上遗传信息的加工(蛋白质剪接

第二章 蛋白质组成及结构

1、各种氨基酸的三字母符和单字母符。

甘氨酸-Gly,G 亮氨酸-Leu,L丙氨酸-Ala,A 异亮氨酸-Ile,I 缬氨酸-Val,V脯氨酸 Pro,P苯丙氨酸-Phe,F酪氨酸-Tyr,Y色氨酸-Trp,W丝氨酸-Ser,S 半胱氨酸-Cys,C苏氨酸 Thr,T甲硫氨酸-Met,M天冬氨酸-Asp,D谷氨酸-Glu,E天冬酰氨-Asn,N谷氨酰氨-Gln,Q

赖氨酸-Lys,K精氨酸-Arg,R组氨酸-His,H

2、名词概念:

同源蛋白质:一组来自同一祖先,随着进化而分化为具有不同结构但功能相同的蛋白质。

趋异突变:导致蛋白质一级结构改变,使蛋白质被淘汰或形成新蛋白质

趋同变异、

蛋白质家族:具有重要的一级结构相似性,或(和)显示出结构功能相似性的蛋白质

蛋白质超家族:一级结构几乎没有相似性的两个或多家族有时也形成相同的主要折叠(fold),并具有功能上的相似性

蛋白质亚家族:蛋白质家族中氨基酸序列差异小于20% 者可划分为亚家族

单位进化周期:蛋白质在进化过程中每一个残基的变异所需时间。

中性突变:不影响蛋白质功能

蛋白质的一级结构:蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。包括两个方面:蛋白质分子中多肽链的数目& 多肽链中氨基酸的精确排列

3、各种氨基酸的性质与蛋白质空间结构的关系.

4名词及符号:

蛋白质构象:蛋白质肽链的所有碳原子由于单链旋转而稳定于一定的空间排布

蛋白质二级结构:蛋白质主链的折叠产生由氢键维系的有规则的构象

超二级结构:二级结构单元通过多种连接多肽组合而成的特殊几何排列的折叠类型,又称标准折叠单位

三级结构:蛋白质分子或亚基内所有原子的空间排布,是多肽链折叠、卷曲的最终状态

四级结构:寡聚体蛋白,中各亚基的空间排部布及各亚基间的相互作用。

结构域:一条肽链卷曲折叠形成的一个或几个紧密包装的稳定结构

连接条带、

无规卷曲:有确定规律性的肽链构象,但仍是紧密有序的稳定结构,通过主链间及主链与侧链间氢键维持其构象。

无序结构、α-螺旋、β-折叠、β-转角、

EF-手--12 个AA残基的钙结合环连接在两段α-helices 之间,形似拇指与食指(E 及F 螺旋)直角相交,配位结合Ca2+ ,又称EF 手模体

3.613螺旋、HTH、HLH、b-Zip、

Motif:蛋白质分子中存在的某些立体形状或拓扑结构类似的局部区域。

Zn指、

Domain:包含一个但通常是多个结构域

5.稳定球蛋白构象有哪些的化学键.

1、Van der Waals 力:非特异性相互作用&存在于所有分子中及分子之间&能量:1 kcal/mol&在两个结构互补的大分子之间大量形成&介导酶与底物、抗原抗体结合

2、氢键(hydrogen bond)羟基,氨基,羰基等;&蛋白质中至少50% 的内部极性基团参与形成氢键;氢键多呈直线排列,键能较大,是维持蛋白质构象的重要化学键;蛋白质侧链残基之间及残基与主链之间也能形成氢键。

3、盐键(ionic bond)蛋白质的酸性或碱性氨基酸侧链间;多数分布在蛋白质分子表面;盐键较其他键少,作用有限

4、疏水相互作用(hydrophobic interaction)在水介质中,蛋白质的非极性基团趋于聚集,以避开与水接触的界面,从而形成疏水核心;是球状蛋白形成稳定构象的主要作用力。

5、二硫键(disulfide bond)蛋白质半胱氨酸之间自发形成二硫键;胞内蛋白质的二硫键与其功能密切关系;亚基间二硫键是维持许多蛋白质功能必不可少的条件,

6.二级结构的类型有哪些?

1、α-螺旋(α-helice)右手螺旋; 2、β-折叠(β- pleated sheet)3、β-转角(β- turn)4、无规卷曲(random coil)5、无序结构

7.三级结构的类型

① 全α类型② 平行α/β类型③ 反平行β类型④ 不规则结构类型

8.举例说明5种motif的结构特征。

HLH(螺旋-环-螺旋)钙结合模体Ⅰ.亮氨酸拉链(leucine zipple)Ⅱ.HLH (螺旋-环-螺旋)模体

Ⅲ.HTH(螺旋-转角-螺旋)模体Ⅳ.锌指模体(zinc finger motif)

第五章免疫球蛋白

1、Ig,V区,C区,抗原决定族,D基因,J基因,

超变区(补体决定区,CDR),轻链有3个特殊易变部位,在第30位、第50位和第100 位氨基酸残基附近;重链有4个特殊易变部位,在第30、50、80和第100位氨基酸残基附近。这些部位称为超变区或互补决定区

类别转换(CH启换),B 细胞最初表达IgM 和/或IgD,然后DNA 进一步重组,先重组的VHDHJH 基因片段可在不同的CH 基因之间转换,使B 细胞经过同一抗原刺激后合成具有不同C 区的各种类别Ig

12-23bp规则,茎环结构,去环缺失模式,V基因下游和J基因上游通过保守序列七聚体之间和

九聚体之间的互补形成茎环结构。茎状部分将经过选择的V基因片段与J基因片段靠拢,其余的V 和J 基因片段位于环状部分。在重组酶作用下,切除茎环部分的V、J 基因片段,重新连接V、J 基因形成新的DNA序列。这一机制称为去环缺失模式

2、描述Ig四链单位的分子特征(结构域,功能域)、补体(存在于血清和组织液中的一组经活化后具有酶活性的蛋白质)

各种不同类别的Ig都含有4条多肽链组成的基本结构单位,即2条相同而分子量较大的重链(H链)和2条相同而分子量较小的轻链(L链);重链和轻链之间以及重链和重链之间均借链间二硫键共价结合和分子内非共价稳定的Ig分子结构;在重链上尚结合着糖链,故Ig又属糖蛋白

轻链和重链一级结构的氨基酸序列差异,可分为可变区(variable region,V区)和恒定区(constant region,C 区)V区氨基酸高度变异,而C区氨基酸基本恒定; V区和C区三级结构保持相对独立,各自通过一个链内二硫键形成一肽环,肽环内含60-70个氨基酸残基,每一肽环又与其周围肽段紧密折叠成球状的结构域;轻链有2 条链内二硫键,分别组成VL 和CL 2 个结构域;重链有4-5 条链内二硫键,分别组成 4-5 个结构域,即VH、CH1、CH2、CH3 和CH4(IgA、IgG 和IgD 有3 个CH 结构域; IgM 和IgE 有四个CH 结构域

功能区 成分 功 能

V 区 VH/ VL 与相应抗原的决定簇发生特异性结合

C1 区 CL/ CH1 与补体中C4b 结合

C2 区 CH2/ CH2 激活补体C1q 和控制体内Ig 代谢降解速率

C 3 区 CH3/ CH3 具有亲细胞性,与细胞表面Fc 受体结合

3、如何根据Ig分子的V区和C区的结构变化,将Ig分子的变异体分成类、亚类、型、亚型、群和亚群。

类:Ig不同类的抗原性差异存在于H链的恒定区(CH)亚类:同一类Ig中,存在于铰链区氨基酸组成和二硫键数目的差异。根据重链和轻链之间二硫键连接位置差异和重链之间二硫键数目不同可将同一类Ig 分子分成几种不同的亚类。型:决定Ig型的抗原性差异存在于L链的恒定区。亚型:位于λ轻链恒区(C2)。根据Ig 的λ 链C 区中个别氨基酸残基不同可将λ 链分成4 个亚型。

群:据同一类Ig V区的同源性将其分成3群。亚群:通过Ig 各群的V 区氨基酸组成和序列比较,发现从N 端起前20 个氨基酸的序列变异较大,而其他位置上的氨基酸序列相对稳定。因此又可将群分为亚群。

4、如何从基因水平上解释Ig的多样性。

一重链VDJ 和轻链VJ 片段的重组连接

肽链的编码基因可分为编码V 区和编码C区的两大部分,V区基因的下游是编码C区的基因;V基因是由少数分隔的种系基因片段,在T、B淋巴细胞发生过程中通过程过重排的组合、拼接而成,从而产生巨大数量特异的抗原受体以识别不同的抗原。重链V 区基因是由三种种系基因片段:V、D、J 轻链V区基因由V、J两个基因片段拼接成的,种系基因结构中V、D、J 片段各有多个,但一个淋巴细胞细胞中只有一个片段参与组成抗原受体V 区的编码基因拼接而成。

Ig 基因均保存着各自的种系构型,如重链和轻链的V 区都来自每一基因库中的多基因片段。单一基因片段经过选择性DNA 重排组成功能性基因在B 淋巴细胞分化期间,重链基因首先组合,并分成两个阶段进行重排:第一阶段为D 与J 基因连接,第二阶段才是D-J 与V 基因片段连接。

二连接的多样性

由于在DH-JH、VH-DH、JH 和VL、JL 的交接处出现的连接方式不够明确,则可能会进一步增加Ig 的多样性① 核苷酸密码子内发生的连接位置的多样性② 由于连接方式不明确直接导致读码框架移动③ 在基因连接过程中由于额外核苷酸的插入增加了重链的多样性第六章脂蛋白

1、名词及符号:

LP--血浆脂蛋白Apo--载脂蛋白TG--甘油三脂CE--胆固醇脂FC--游离胆固醇PL--磷脂CM--乳糜微粒VLDL--极低密度脂蛋白LDL-- 低密度脂蛋白HDL--高密度脂蛋白IDL--中间密度脂蛋白HL--肝性脂酶LPL--脂蛋白脂酶LCAT--胆固醇酰基转移酶 LTP--脂质转运蛋白FABP--脂肪酸结合蛋白郭清作用,增加调节。

2、简述一种脂蛋白受体的分子结构特征。

LDL 受体—配体结合域,EGF前体同源区,O-连接糖连,跨膜段,胞质域。

3、主要脂蛋白的密度分类、电泳分类、功能及缩写符号间的关系。

4、Apo可分哪些大类。至今已从人血浆中分离出的载脂蛋白有18 种之多.主要有Apo A、B、C、E 四大类

5、CM,VLDL,LDL,HDL代谢的基本情况及其相互关系:

CM 是运输外源性TG 的主要形式;正常人血浆CM 代谢迅速,半衰期仅5-15 分钟,空腹12-24 小时后血浆就不含CM(郭清作用);细胞表面硫酸肝素蛋白聚糖(HSPG)在富含TG的脂蛋白(CM 和VLDL)代谢中起重要作用

VLDL 是运输内源性TG 的主要形式;在LTP 作用下,VLDL-TG 与HDL-CE 之间发生交换,CE 和ApoE 含量增加,使VLDL 转变成IDL;在HL 作用下,IDL 进一步水解IDL-TG,同时释放ApoE ,进而代谢成富含CE 的LDL。

LDL 是转运胆固醇的主要形式,为外周组织细胞提供所需胆固醇;在溶酶体内各种水解酶作用下,ApoB100 水解成氨基酸,CE 水解成游离胆固醇,并释放到胞液内。

HDL 在胆固醇逆向转运及磷脂转运中起重要作用;新生HDL 呈盘状,进入血液后在ApoA-Ⅰ激活下,LCAT作用于HDL 表面胆固醇和PL 生成CE 而转向其核心部位,使HDL 核心CE 含量不断增加,进而使盘状HDL向球状HDL3转变。在LCAT进一步作用下,接纳细胞流出胆固醇生成CE,使HDL 核心CE 逐步增加,颗粒增大,最后生成HDL2。这一过程称为HDL 成熟;HDL2 流经肝脏,肝脏选择性摄取HDL2 中的CE,使HDL2 重新转变为HDL3,完成血浆HDL 循环

6.如何理解机体中CM-HDL的代谢过程是一个脂质分解释放的连续过程

7.如何理解Apo是脂蛋白代谢的“程序剂”。

脂质在血浆中转运和代谢受载脂蛋白调控。脂质和载脂蛋白结合组成脂蛋白,恰如给脂质编上了程序。载脂蛋白犹如一种程序剂(programmer ),通过调节酶活性和受体活性而调控脂蛋白代谢。

第七章细胞黏附分子

1、名词及符号:

ECM--细胞外基质、Fn(纤连蛋白)、Ln(层连蛋白)、FAK(粘着斑激酶)、TPK(酪氨酸蛋白激酶)、SH(Src 同源序列)、Ln-R(层连蛋白受体)、CD44--白细胞分化抗原,RGD(Fn与整连蛋白结合)Ig-SF(免疫球蛋白超家族);基膜、血管地址素、整联蛋白、层连蛋白、钙粘蛋白、粘着班激酶、酪氨酸蛋白激酶、纤连蛋白、半桥粒、桥粒、同嗜性相互作用、异嗜性相互作用。

2、简述细胞外基质粘附分子的功能。

① Fn与细胞粘附和移动,胞内:与Fn结合的细胞含有丰富的肌动蛋白,通过粘着斑蛋白(vinculin)和踝蛋白(talin)与Fn 受体的胞内结构域连接,从而形成网络结构,维持细胞的形态。胞外:Fn和其他ECM成分交织成一个疏松的网状结构,使细胞能沿着网状纤维而移动。② Fn与细胞分化。骨髓是体内造血细胞增殖、分化的场所,含有大量Fn,尤其是在造血集落区,提示Fn 可能帮助造血细胞粘附至基质上,影响细胞的成熟过程③Fn与血凝及损伤修复,血凝反应产生的纤维蛋白网状结构与血液中Fn纤维蛋白结合,形成更坚固的血凝块。④ Fn聚糖的作用保护Fn免遭蛋白酶水解

Ln 介导上皮细胞及内皮细胞粘着于基膜,从而影响细胞的生长、分化和运动; Ln 可能与某些疾病,如糖尿病、肾病、类风湿性关节炎、感染等有关,也和抗感染有关,尤其对于肿瘤细胞的浸润、转移可能有重要作用;Ln 的聚糖参与细胞的粘附和铺展,与凝集素样受体结合,鸡神经干细胞的移动等细胞事件

3、细胞表面粘附分子(如整联蛋白、层连蛋白受体、钙粘蛋白等)有哪些可能的功能。]

整联蛋白的信号转导由粘着斑复合物形成而开始,介导整联蛋白信号的许多蛋白质也参与

一些生长因子受体介导的信号转导。

钙粘蛋白通过同嗜性结合方式,介导钙离子依赖性细胞粘附;钙粘蛋白是哺乳动物胚胎发育期细胞—细胞联合的重要粘附因素,不仅参与产生胚胎早期的致密效应,而且涉及胚胎晚期的组织分化功能

第八章细胞骨架蛋白

1.细胞骨架的主要蛋白质:肌动蛋白(肌动蛋白相关蛋白)、微管蛋白(微管相关蛋白)

中丝间蛋白(各种中间丝相关蛋白),

2.细胞骨架:流失胞液的不溶残余部分仍保持细胞外形,具有决定细胞形态的作用。

3.细胞骨架相关蛋白:肌动蛋白微丝、中间丝、微管纤丝纯化时,共同被纯化的蛋白质。

4.驱动蛋白

的功能:分子的两个头部交替与微管结合,从而沿微管“行走”,将“尾部”通过其受体结合的“货物”进行转运。

第九章细胞因子

1、名词及符号:

PDGF--血小板源生长因子、CSF--集落刺激因子、HGF--肝细胞生长因子、EPO--红细胞生成素、EGF--表皮生长因子、INF--干扰素、TGF--转化生长因子、NGF--神经生长因子、IL--白介素、TNF—肿瘤坏死因子、FGF--成纤维细胞生长因子、IGF--胰岛素样生长因子、TPK--酪氨酸蛋白激酶;

细胞因子--是由细胞合成分泌的一类低分子量可溶性蛋白质或多肽,具有调节免疫、细胞增殖和胚胎发育等多方面的生物活性。

自磷酸化--受体与受体作用使细胞内部肽链相互靠近,从而受体间可催化磷酸化,这种自身磷酸化实际上也是交叉磷酸化。

2、细胞因子(Cystokine)有哪些分类方法,各自的分类依据是什么?

按习惯命名可将细胞因子分为7类;按结构特点分类,此分类法把一些一级结构相似性的细胞因子归类在一起(9);按功能特点分类,这是一种较新的分类方法,把功能相近的细胞因子

归类在一起,分6类

3、简述细胞因子的结构和功能特点。

细胞因子分子量较小,一般是单链,少数情况为二聚体。修饰成分常见的是糖基化(影响细胞因子的稳定性)。细胞因子构象较为紧密,有的甚至以α螺旋为主要结构。因此可以根据细胞因子内α螺旋是否占主导地位把细胞因子分成两种结构类型:① 非螺旋性细胞因子:α螺旋不占主导地位,如EGF② 螺旋性细胞因子:分子内以α螺旋为主要构象,作为分子的核心结构。

细胞因子为多肽类活性物质,能在细胞之间传导信号。与其受体有很高的亲和力,而且效应可以是远距离作用,也可以是短距离作用。特点:多功能性,重叠性,协同性,拮抗性,网络性等

4、简述细胞因子受体结构的共同特征和功能特点

从细胞因子受体结构上看,细胞因子受体大体可以归为以下几个家族包括: 免疫球蛋白超家族,神经生长因子受体超家族(结构富含Cys),趋化因子受体(G蛋白偶联受体)典型细胞因子受体超家族(红细胞生成素受体家族和干扰素受体家族)。

多数细胞因子受体是一种受体性酪氨酸蛋白激酶,也可看成是一种跨膜的别构调节酶。酶活性受非催化结构域调节。细胞外的结构域与细胞因子相结合行使正调控,而细胞内除了催化部位以外的结构域可能行使负调控;跨膜部位则把细胞外刺激与细胞内的信号发生器相偶联,完成跨膜信号转导

第十章激素--内分泌细胞合成和分泌,通过血液循环而使靶细胞产生生理效应的一类活性物质)

1、名词及符号

外激素--从体内分泌或排出的激素(物质),通过空气或水传播到远方,引起同种动物的行为和生理效应,烯或环氧烷类,多为挥发性物质

激素受体、

下降调节(增加上升调节)--受激素浓度和细胞代谢的影响,使受体数增加的称上升调节,使受体数下降的称下降调节

激素协同效应--部分受体与激素结合后,可影响邻近受体与激素的亲和力,这种作用称协同作用,使亲和力↑称正协同作用,使亲和力↓称负协同作用.

激素对抗--当细胞膜受体数目↓,与激素亲和力↓同时并存时,即发生对内、外源激素不敏感和生理最大效应↓的现象。效应器、酶偶联受体、接头蛋白

5-HT、ADH、LRH、FRH、TRH、CRH、OT、CRIH、AMP、AC、HCG、LH、FSH、CCK、PMCG、TSH、E2、P4、T、F、MSH、GH、PL(PRL)、ACTH、PG、CT、PTH、MRIH、MRH、PRH、PRIH、GRIH、GRH、IP3、DAG、PKC、CaM、RTK(受体Tyr激酶)

2、哪些器官可以分泌H?据化学本质、H素可分哪几类?

下丘脑激素;腺垂体激素;甲状腺素;甲状旁腺素;肾上腺素;性腺激素;胎盘激素;胰岛激素;胸腺激素;前列腺素;消化道激素;外激素

1.含N 激素(蛋白、多肽、氨基酸衍生物)2.类固醇激素(如性激素)3.脂肪酸类激素(前列腺素)

3、受体分几类?胞内和胞膜受体的作用机理。

激素受体可分为胞内受体和细胞膜受体。

4、神经体液调节的基本模式。

大脑皮层→丘脑→垂体→靶组织→外周激素→生物学效应;垂体和腺体在受到调节后有反馈作用。

5.细胞膜受体有那些类型

1、G蛋白偶联的受体--结构共同点:通过激活G蛋白三联体,间接地调节结合在质膜内侧的靶蛋白活性(如AC),受体具细胞外、跨膜和细胞内三个结构域,其中跨膜结构域多由七个跨膜区段组成。

2、离子通道受体--结构特点:由数个亚基组成,每个亚基均有胞外、胞内和跨膜三个结构域,亚基的某些区段共同构成离子通道,每个亚基都有数个跨膜区段。受体与激素结合后,导致离子通道开放,促进细胞内、外离子的跨膜流动,产生去极化。

3.酶偶联受体:有的受体一旦激活就具有酶催化活性;有的受体虽然没有酶活性,但与配体相互作用将酶激活。结构特点:由三种结构域组成,即与配体结合的胞外结构域,只一个跨膜区段的跨膜结构域和具蛋白激酶活性的胞内结构域;与配体结合后通常形成二聚体。多为生长因子受体,这些受体激活后具有蛋白激酶活性(Ser/Thr或Tyr激酶),

第十一章糖蛋白和蛋白多糖

1、名词及符号:

Gal--半乳糖、Glc--葡萄糖、GalNAc--乙酰氨基半乳糖、Fuc--岩藻糖、SA--唾液酸、Man--甘露糖、Dol--长萜醇、GAG--糖胺聚糖、HA--透明质酸、CS--硫酸软骨素、KS--硫酸角质素、HS--硫酸乙酰肝素糖蛋白--蛋白质和糖类的共价复合物蛋白多糖—是一类大分子的糖复合物,糖蛋白的主要区别: 核心蛋白上具有共价连接的糖胺聚糖链五糖核心—GlcNAc-2 Man-3 高Man型--五糖核心以外的糖基全部是Man、杂合型--一半分子似复杂型,另一半分子似高甘露糖型。复合型--天线连接GlcNAc、Gal 和SA(NeuAc)或Fuc组成。

还原末端、非还原末端、天线、糖型(同一Pr.不同NXS/T上的N-聚糖结构不同)。

2、比较O-聚糖和N-聚糖的差异。

连接方式,聚糖组成,糖连分支,与蛋白质分离的方法,聚糖内侧核心,其他名称,合成

3、ABO血型的分子差异(H-A;GalNAc -T;H-B;Gal-T)

A、B、O三种血型抗原的糖链结构基本相同,只是糖链末端的糖基有所不同。A型血的糖链末端为N-乙酰半乳糖;B型血为半乳糖;AB型两种糖基都有,O型血则缺少这两种糖基。

4、O-糖基化和N-糖基化位点的结构特征。

糖链的还原端与蛋白质肽链中Ser、Thr或羟赖氨酸残基中羟基的氧原子(O)相连接。

GlcNAc 还原端与蛋白质中Asn 的酰胺氮(N)以β1,4 糖苷键连接,必须有Asn-X-Ser/Thr(NXS/T )序列子(sequon),其中X 可以是Pro 以外的任何氨基酸。

5、简述N-糖合成与成熟的部位及特点(Dol,糖基转移,内侧、中间,外侧高尔基体,糖苷酶,糖基转移酶)

第十二章蛋白质生物合成与调控

1.移码、密码子意义重定义(redefine)、翻译中模板的不连续性、翻译绕过、反式翻译

本资料由华中农业大学农业微生物国家重点实验室李博收集整理。转载请注明作者,谢谢!~

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来源:互联网

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