第一章蛋白质结构与功能
一.名词解释
1.模体:在许多蛋白质分子中,可发现二个或三个具有二级结构的肽段,在空间上相互接近,形成一个特殊的空间构象,称为模体。
2.结构域:在蛋白质的三级结构中,多肽链上相邻的超二级结构紧密联系,形成一个或多个有各自独特功能的区域。
3.蛋白质的变性:在某些物理和化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,从而导致其理化性质的改变和生物活性的丧失,称为蛋白质的变性。
4.分子伴侣:是提供一个保护环境,加速蛋白质折叠成天然构象或形成四级结构的物质。
二.问答题
1.蛋白质元素组成的特点是什么?怎样根据蛋白质元素组成的特点计算生物样品中蛋白质的含量?
答:Pr元素组成主要有C、O、H、N和S,各种蛋白质含氮量平均为16%
每克样品含氮克数×6.25×=克样品中蛋白质含量(g%)
2.组成蛋白质的氨基酸结构上有何特点?酸性、碱性氨基酸有哪些?酸性氨基酸组成的蛋白质,碱性氨基酸组成的蛋白质在pH7.0时各带何种电荷?向电场中移动什么方向?
答:①组成人体蛋白质的氨基酸有20种,均属L-α-氨基酸(除甘氨酸外)
②酸性氨基酸:天冬氨酸和谷氨酸
碱性氨基酸:赖氨酸、精氨酸和组氨酸
③酸性氨基酸——带负电荷,向正极移动
碱性氨基酸——带正电荷,向负极移动
3.找出哪些是编码氨基酸,修饰氨基酸和游离非标准氨基酸?哪些参与蛋白质合成?色氨酸、蛋氨酸、羟脯氨酸、组氨酸、鸟氨酸、羟赖氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、同型半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸,这些氨基酸有哪些在nm有紫外吸收作用?
答:编码氨基酸:色氨酸、蛋氨酸、组氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸
修饰氨基酸:羟脯氨酸、羟赖氨酸、胱氨酸
游离非标准氨基酸:鸟氨酸、同型半胱氨酸
参与蛋白质合成的氨基酸:色氨酸、蛋氨酸、羟脯氨酸、组氨酸、羟赖氨酸、半胱氨酸、胱氨酸、酪氨酸、精氨酸。
ODnm处有紫外吸收作用的氨基酸:色氨酸和酪氨酸
4.蛋白质的结构有哪些?维持蛋白质各级结构的化学键有哪些?其中主要键是什么?
答:蛋白质的结构有一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。
一级结构是指多肽链中氨基酸的排列顺序。
二级结构是指蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构。即该段肽链主链骨架原子的相对空间位置,并不涉及氨基酸残基侧链的构象。
三级结构是指是指多肽链中所有原子在空间的整体排布,称为三级结构。
四级结构是指两条或两条以上独立具有三级结构的多肽链之间通过非共价键相互缔合而形成的聚合体。
一级结构的维持化学键是肽键和二硫键,其中肽键是主要化学键。
二级结构的维持化学键是氢键。
三级结构的维持化学键是疏水键、离子键、氢键和范德华力。主要是疏水键。
四级结构的维持化学键是氢键和离子键、疏水键、范德华力。主要是疏水键。
5.二级结构有哪些类型?α-螺旋、?-折叠结构有什么特点?
答:蛋白质的结构形式有四种类型:α-螺旋、?-折叠、?-转角、不规则卷曲。
α-螺旋的特点:①右手螺旋②氨基酸侧链伸向螺旋外侧③每3.6个氨基酸残基螺旋上升一圈,螺距为0.54nm④α-螺旋的每个肽链的N-H和第四个肽链的羰基氧形成氢键,氢键的方向与螺旋长轴基本平行。
?-折叠的特点:①呈锯齿状②R侧链伸出在主链的上或下方③链间氢键/两条链,一条肽,两段肽链④两条肽链方向:平行或反平行
6.变性蛋白质的特点有哪些?
答:空间结构破坏(即次级键断裂);一级结构存在(肽链存在);蛋白质变性后理化性质改变:如溶解度降低,黏度增加,结晶能力消失,生物活性丧失等;易被蛋白酶水解。
7.蛋白质在溶液中稳定存在的条件是什么?
答:蛋白质表面的同性电荷和水化膜是蛋白质在溶液中稳定存在的条件。
8.蛋白质的沉淀方法和原理是什么?沉淀与蛋白质变性有何关系?
答:蛋白质沉淀的方法:盐析法、有机溶液沉淀法、生物碱试剂沉淀法、重金属盐沉淀法。
蛋白质沉淀的基本原理是:中和电荷和脱水。
蛋白质的沉淀与变性的关系:变性的蛋白质易于沉淀,取决于变性的蛋白质存在的状态,但沉淀的蛋白质不一定变性,取决于沉淀的方法。
9.常见的蛋白质颜色反应方法有哪些?其原理是什么?
答:常见的蛋白质的颜色反应有:
茚三酮反应:蛋白质分子中如存在游离的α-NH2,可以与茚三酮溶液反应生成蓝紫色化合物。Pr-Cα-NH(Pro)→呈黄色。
双缩脲反应:在碱性溶液中含两个以上肽键的化合物都能与稀硫酸铜溶液反应呈紫红色。
酚试剂反应:Pr-(Tyr、Trp)与酚试剂反应呈钼蓝色。
10.蛋白质的分离提纯有哪些方法?
答:①透析及超滤法②丙酮沉淀、盐析及免疫沉淀③电泳④层析⑤超速离心等。
第二章核酸的结构与功能
一.名词解释
1.Tm:DNA的变性从开始解链到完全解链是在一个相当窄的温度完成的。在这一范围内,紫外线吸收值达到最大值的50%时的温度称为DNA的解链温度。
2.增色效应:在DNA解链过程中,由于更多的共轭双键暴露,DNA在紫外区nm处的吸光值增加,并与解链程度有一定的比例关系,这种关系称为DNA的增色效应。
3.核酸分子杂交:在DNA变性后的复性过程中,若将不同种类的DNA单链分子或RNA分子放在同一溶液中,只要两种单链分子中存在一定程度的碱基配对关系,在适宜条件下(温度及离子强度),就可以在不同分子间形成杂化双链的现象。
二.问答题
1.试比较DNA和RNA在化学组成上的区别:
答:DNA:脱氧核糖、T;RNA:核糖、U
2.核苷酸中NMP,dNMP,NTP,dNTP分别有哪些?每一类有何作用?
答:NMP:AMP,UMP,CMP,GMP.RNA组成单位;
dNMP:dAMP,dTMP,dCMP,dGMPDNA组成单位;
NTP:ATP,UTP,CTP,GTPRNA合成原料;
dNTP:dATP,dTTP,dCTP,dGTPDNA合成原料。
3.核酸分子中核苷酸是怎样连接的?
答:由前一位核苷酸的3’-OH与下一位核苷酸的5’位磷酸基之间形成3’,5’磷酸二酯键,从而构成一个没有分支的线性核酸分子一级结构。
4.B-DNA双螺旋的特点;真核生物DNA超螺旋结构分别有哪些特点?
答:B-DNA双螺旋的特点:
(1)互为反向平行,右手双螺旋,螺旋直径为2.0纳米,相邻碱基对平面距离0.34nm,螺距3.4nm;
(2)大沟,小沟相间,沟是DNA与功能蛋白质结合部位;
(3)脱氧核糖-磷酸在螺旋外侧,碱基对在螺旋内侧,碱基互补:A-T,G-C;
(4)氢键维持横向稳定性,碱基堆积力维持纵向稳定性。
真核生物DNA超螺旋结构特点:其三级结构为核小体,由核心颗粒+连接区组成。
5.DNA功能有哪些?
答:基本功能是以基因的形式荷载遗传信息,并作为基因复制和转录的模板。
6.试指出真核生物的三种RNA的结构特点与功能。
答:(1)mRNA结构特点:真核生物的mRNA有特殊的5′-末端的帽和3′末端的多聚A尾结构,编码区存在遗传密码。
功能:转录核内DNA遗传信息的碱基排列顺序,并携带至细胞质,指导蛋白质合成中的氨基酸排列顺序。
(2)tRNA结构特点:tRNA分子含稀有碱基;形成茎环结构,二级结构成三叶草型;3′末端末端有-CCA氨基酸接纳茎;Ⅱ环有反密码子,以碱基配对的方式识别mRNA编码区的遗传密码。
功能:氨基酸载体,将其搬运到mRNA上翻译遗传密码。
(3)rRNA结构特点:原核生物:16s,5s,23s;真核生物:18s,28s,5.85s,5s。rRNA与核蛋白体蛋白质共同构成核糖体,均由易解聚的大小亚基组成。
功能:作为蛋白质合成场所。
7.试指出核酸的变性,复性的特点。
答:变性:ODnm增高,粘度下降,比旋度下降,浮力密度升高,酸碱滴定曲线改变,生物活性丧失。
复性:ODnm降低。
第三章酶
一.名词解释
1.Km:是指酶反应速度为最大反应速度一半时的底物浓度,可以用mol/L表示。
2.同工酶:是指催化的化学反应相同,酶蛋白的分子结构、理化性质乃至免疫学性质不同的一组酶。
3.酶的活性中心:酶分子中与酶的催化功能密切相关的基团称作酶的必需基团。这些必需基团在一级结构上可能相距很远,但在空间结构上彼此靠近,组成具有特定空间结构的区域,能与底物特异的结合并将底物转化为产物。这一区域被称为酶的活性中心。
4.竞争性抑制:有些抑制剂与酶的底物结构相似,可与底物竞争酶的活性中心,从而阻碍酶和底物结形成中间产物。
二.问答题
1.结合酶各部分有何作用与关系?
答:酶分子除含有氨基酸残基形成的多肽链外,还含有非蛋白部分。这类结合蛋白质的酶称为结合酶。其蛋白部分称为酶蛋白,决定酶催化的专一性;非蛋白部分称为辅助因子,决定反应的种类与性质,有的辅助因子是小分子有机化合物,有的是金属离子。酶蛋白与辅助因子结合形成的复合物称为全酶,只由全酶才有催化作用。
2.酶促反应的特点?
答:(1)酶的催化效率高;(2)对底物有高度特异性;
(3)酶在体内处于不断的更新之中;
(4)酶的催化作用受多种因素的调节;
(5)酶是蛋白质,对热不稳定,对反应的条件要求严格。
3.酶的专一性有哪些类型?各类专一性有何特点?
答:(1)绝对特异性:有的酶只能作用于特定结构的底物,进行一种专一的反应,生成一种特定结构的产物.这种特异性称为绝对特异性。例如:脲酶只水解尿素。
(2)相对特异性:有一些酶的特异性相对较差,这种酶作用于一类化合物或一种化学键,这种不太严格的选择性称为相对特异性。例如:脂肪酶水解脂肪和简单的酯,蛋白酶水解各种蛋白质的肽键等。
(3)立体异构特异性:一种酶仅作用于立体异构体中的一种,而对另一种则无作用,这种选择性称为立体异构特异性。例如乳酸脱氢酶只能催化L-乳酸脱氢生成丙酮酸,对D-乳酸则无作用。
4.酶原的激活的本质是什么?
答:实质是酶的活性中心的形成或暴露的过程(酶原主要通过切除部分肽段形成或暴露酶的活性中心)。
5.Km值的意义有哪些?
答:(1)酶的特征常数之一。(2)Km值可以表示酶对底物的亲和力。(3)同一酶对不同底物的Km不同,表示酶作用的专一性。(4)计算底物浓度和反应速度。
6.唾液淀粉酶的激动剂是什么?透析后对该酶的活性有何影响?
答:其激动剂是氯离子,透析后使该酶的活性降低。
7.不可逆性抑制与酶结合的特点是什么?怎样解除羟基酶与巯基酶的活性?
答:不可逆性抑制剂通常与酶上的必需基团以共价键结合,使酶失活;抑制剂不可用透析、超滤等方法除去。
答:有机磷化合物使羟基酶失活,需用解磷定解毒;重金属离子及砷化合物使巯基酶失活,需用二巯基丙醇解毒。
8.三种可逆性抑制Km、Vmax有何表观变化?
答:竞争性抑制作用:Vmax不变,表观Km增大。
非竞争性抑制作用:Vmax下降,表观Km不变。
反竞争性抑制作用:Vmax下降,表观Km下降。
9.琥珀酸脱氢酶、二氢叶酸合成酶的底物,竞争性抑制剂分别是什么?竞争性抑制剂的特点是什么?
答:琥珀酸脱氢酶的底物是琥珀酸,竞争性抑制剂是丙二酸。二氢叶酸合成酶的底物是氨基苯甲酸,竞争性抑制剂是磺胺类药物。
竞争性抑制的特点:1、Vmax不变,表观Km增大。2、抑制程度取决于[I]/[S]二者的比例。
10.试述变构酶的组成与各部分起何作用?酶的变构效应动力学曲线?
答:变构酶有催化亚基和调节亚基组成。催化亚基即酶的活性中心,与底物结合,催化生成产物。调节亚基与体内某些代谢物结合,使酶发生变构,从而改变酶的活性。
答:酶的变构动力学曲线是:S型。
11.酶的共价修饰特点和主要形式?
答:酶蛋白肽链上的一些基团与某种化学基团的可逆的共价修饰结合,在共价修饰过程中使酶发生有活性和无活性两种形式互变。最主要方式是磷酸化和脱磷酸化。具有受激素控制的级联放大效应。
12.试述LDH、CK同工酶有哪些?它们的组织学分布特点及与临床意义的关系?
答:LDH同工酶有LDH1、LDH2、LDH3、LDH4、LDH5五种,LDH1和LDH2在心肌中含量较为丰富,LDH4和LDH5分布在肝和骨骼肌中。LDH3在脑、子宫、肺、脾和胰腺中含量较多。这都与它们的功能相关,LDH1和LDH2对乳酸的亲和力高,易使乳酸脱氢氧化成丙酮酸,后者进一步氧化释放能量供心肌活动需要;LDH4和LDH5对丙酮酸的亲和力高,使它还原为乳酸,这对保证肌肉在短暂缺氧时仍可获得能量有关。
答:CK同工酶:CK1存在脑中、CK2仅见于心肌、CK3存在于骨骼肌中。
答:临床意义:(1)在代谢中起重要调节作用。(2)用于解释发育过程中阶段特有的代谢过程。(3)同工酶可以作为遗传标记,进行遗传研究。(4)同工酶的改变有利于疾病的诊断。
第四章糖代谢
一.名词解释
1.糖酵解:在缺氧情况下,葡萄糖或糖原分解生成乳酸,并释放少量能量的过程。
2.三碳途径:又称间接途径,指摄入的相当一部分葡萄糖先分解成丙酮酸、乳酸等三碳化合物,后者再异生成糖原的途径。
3.糖异生作用:由非糖物质(乳酸、甘油、生糖氨基酸等)转变为葡萄糖或糖原的过程。
4.乳酸循环:葡萄糖酵解生成乳酸后,乳酸通过细胞膜弥散进入血液,再入肝脏经异生为葡萄糖,葡萄糖释放入血液后又可被肌摄取,这即乳酸循环,也叫Cori循环。
二.问答题
1.糖酵解途径中有哪些关键酶?F-1,6-BP、F-2,6-BP的作用。
答:关键酶:己糖激酶(葡萄糖激酶)、6-磷酸果糖激酶-1、丙酮酸激酶。
答:F-1,6-BP的作用:F-1,6-BP是6-磷酸果糖激酶-1的变构激活剂(正反馈),有利于糖的分解。
F-2,6-BP的作用:2,6-双磷酸果糖(F-2,6-BP)是6-磷酸果糖激酶-1最强的变构激活剂,其作用是与AMP一起取消ATP、柠檬酸对6-磷酸果糖激酶-1的变构抑制作用。
2.糖的有氧氧化包括哪几个阶段?
答:三个阶段即一是葡萄糖酵解途径分解成丙酮酸。二是丙酮酸进入线粒体内,氧化脱羧生成乙酰CoA。三是三羧酸循环及氧化磷酸化相联系。
3.三羧酸循环的特点,有氧氧化与三羧酸循环的生理意义,怎么样被调节?
答:三羧酸循环(TAC)特点:
氧化:1乙酰CoA/TAC,一周包括2次脱羧反应:2CO2;4次脱氢:3NADHH+、1FADH2分别与NADH、琥珀酸氧化呼吸链联系产生11ATP,1ATP/底物水平磷酸化,一共12个ATP。
关键酶:柠檬酸合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶
亚细胞部位:线粒体
生理意义:(1)TAC是三大营养素氧化分解的共同通路;
(2)TAC是三大营养素相互转化的枢纽;
(3)TAC为其它物质代谢提供小分子前体;
(4)TAC为呼吸链提供氢原子。
答:调节:
(1)ATP/ADP或ATP/AMP比值:NADHH+/NAD+比值全程调节。该比值升高,所有关键酶均被抑制。
(2)循环中后续反应中间产物变构反馈抑制前面反应中的酶。
(3)氧化磷酸化速度影响三羧酸循环,前者速率减慢而减慢。
(4)三羧酸循环与糖酵解相互影响。
4.试述糖酵解与有氧氧化的区别?
答: 糖酵解 有氧氧化
亚细胞部位 胞浆 胞浆和线粒体
反应条件 无氧 有氧
关键酶 1.己糖激酶(葡萄糖激酶)
2.6-磷酸果糖激酶-1
3.丙酮酸激酶 1~3.同左
4.丙酮酸脱氢酶复合体
5.柠檬酸合成酶
6.异柠檬酸脱氢酶
7.α-酮戊二酸脱氢酶
终产物 乳酸 CO2、H2O
产生ATP方式 底物水平磷酸化 底物水平磷酸化、氧化磷酸化
净得ATP生成数目 G→2ATP 胞浆:6~8ATP;线粒体:30ATP:36~38ATP
Gn-1:G→3ATP
生理意义 1.机体在缺氧条件下的供能 供能
2.特殊组织细胞的供能
5.试述乳酸如何彻底氧化分解?(思路)
答:乳酸(胞浆,脱氢,NADHH+)→丙酮酸(氧化脱羧)→乙酰CoA→→→三羧酸循环,氧化磷酸化→得17或18个ATP。
6.草酰乙酸可由哪些化合物转变生成?
答:草酰乙酸的来源:(1)苹果酸的脱氢;(2)丙酮酸的羧化;(3)天门冬氨酸的脱羧;(4)柠檬酸的裂解。
7.核糖,NADPHH+是什么代谢产生的?其生理作用是什么?
答:核糖,NADPHH+是磷酸戊糖途径产生的
答:生理作用:
(1)NADPHH+作用:作为供氢体参与多种代谢反应:(1)NADPH+H+是体内许多合成代谢的供氢体;(2)NADPH+参与体内羟化反应;(3)NADPH+用于维持谷胱甘肽的还原态;(4)NADPH+参与体内加单氧酶反应。
(2)核糖作用:参与核苷酸的合成。
8.葡萄糖的活性形式是什么?糖原合成的途径有哪些?
答:葡萄糖的活性形式是:尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
答:(1)糖原合成途径:葡萄糖→6-磷酸葡萄糖-1→1-磷酸葡萄糖→UDPG→→糖原
(2)三碳途径(间接途径,餐后):同前。
9.试述琥珀酸怎样异生为葡萄糖的反应过程与关键酶、肌糖原为什么不直接分解成葡萄糖
答:琥珀酸(FDA)→延胡索酸(+水)→苹果酸(苹果酸脱氢酶)→草酰乙酸(磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶)→磷酸烯醇式丙酮酸→2-磷酸甘油酸→3-磷酸甘油酸+ATP→1,3-二磷酸甘油酸→3-磷酸甘油醛→1,6-双磷酸果糖(果糖双磷酸酶-1)→6-磷酸果糖(磷酸已糖异构酶)→6-磷酸葡萄糖(葡萄糖-6-磷酸酶)→葡萄糖。
答:关键酶:肌肉中无葡萄糖-6-磷酸酶,故不能直接分解肌糖原生成葡萄糖
10.正常人空腹血糖浓度是多少?
答:正常人空腹血糖浓度是3.89-6.11mmol/l
11.血糖有哪些来源与去路?
来源 去路
外源性 食物糖消化吸收 进入组织细胞氧化分解CO2、水
内源性 肝糖原分解 合成糖原肝、肌糖原
非糖物质糖异生 合成非糖物质如脂类,氨基酸代谢
合成其他糖类物质如核糖
12.总结G-6-P的代谢方向、终产物,促使其转变的主要酶是什么
G-6-P的代谢方向 使其转变的酶 代谢方向 终产物
磷酸已糖异构酶 糖酵解 乳酸
有氧氧化 CO2、水
6-磷酸葡萄糖脱氢酶 磷酸戊糖途径 磷酸戊糖、NADPH
葡萄糖磷酸变位酶 糖原合成 糖原
糖原分解 葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶 糖异生 葡萄糖
第五章脂类代谢
一.名词解释
1.脂肪动员:储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸(FFA)及甘油释放入血以供其他组织氧化利用的过程。
2.酮体:乙酰乙酸、β-羟丁酸及a-丙酮三者称为酮体。
二.问答题
1.试述血浆脂蛋白分类和其生理功能?载脂蛋白的主要作用是什么?
答:
分类 乳糜微粒(CM) 极低密度脂蛋白(VLDL) 低密度脂蛋白(LDL) 高密度脂蛋白(HDL)
生理功能 转运外源性甘油三脂及胆固醇 转运内源性甘油三脂及胆固醇 把肝内胆固醇转运至肝外 把肝外胆固醇转运至肝内
答:载脂蛋白的主要作用:①运载脂类;②作为脂蛋白酶的激活剂和抑制剂;③受体的配基。
2.试述甘油的来源,完全氧化和糖异生的过程?
答:甘油的来源:磷酸二羟丙糖的还原或脂肪的水解。
答:完全氧化过程:甘油→3-磷酸甘油(-ATP,活化)→3-磷酸甘油醛(胞浆,NADH)→1,3-二磷酸甘油酸(胞浆,NADH)→3-磷酸甘油酸(得到ATP)→2-磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸(得到ATP)→乙酰辅酶A→TAC→净得ATP:20~22个。
答:糖异生过程:甘油→3-磷酸甘油(-ATP,活化)→磷酸二羟丙酮(胞浆,-NADH)→3―磷酸甘油醛→1,6-双磷酸果糖→6-磷酸果糖→6-磷酸葡萄糖→葡萄糖
3.试述脂肪酸怎样完全氧化?β-氧化反应包括四步反应,每次β-氧化的产物是什么?
答:完全氧化过程:①脂肪酸的活化,生成脂酰CoA,-2ATP;②肉毒碱运脂酰基进入线粒体;③脂酰CoA.的β氧化生成:(乙酰CoA)n,(FADH2)n,(NADH)n;④后者,经三羧酸进一步氧化和氧化磷酸化关联完全氧化。
答:β-氧化四步:(1)脱氢、(2)加水、(3)再脱氢、(4)硫解
每次β-氧化生成一分子乙酰CoA和少两个碳原子的脂酰CoA以及各一分子FADH2,NADH,得到17ATP。
4.10碳的脂肪酸彻底氧化净得多少ATP?
答:78个ATP。
5.试述酮体合成与分解的部位、关键酶是什么?
答:酮体合成场所:肝细胞(线粒体);关键酶:HMGCoA合成酶
酮体分解:肝外组织(心.肾.脑.骨骼肌等)线粒体;关键酶::琥珀酰CoA转硫酶,乙酰乙酸硫激酶。
6.脂肪酸合成的原料有哪些及来源途径?其关键酶是什么?其活性怎样被变构调节?
答:脂肪酸的合成:
(1)原料:
①碳源:乙酰CoA;来源途径:葡萄糖的有氧氧化,经苹果酸-柠檬酸循环从线粒体进入胞浆。
②氢源:NADPH;来源途径:磷酸戊糖途径或胞液中苹果酸酶催化的反应。
(2)关键酶:乙酰CoA羧化酶。
(3)脂肪酸合成的调节:
①代谢物对关键酶的调节作用:抑制剂:脂酰CoA;激活剂:柠檬酸、异柠檬酸;
②激素对关键酶的调节:a.胰岛素通过增强脂肪组织活性,促使脂肪酸进入脂肪组织,还加速合成脂肪;b.胰高血糖素通过增强PKA活性使抑制乙酰CoA羧化酶磷酸化而降低活性;抑制TG的合成;减少肝脏脂肪向血液释放。
7.磷脂合成中小分子含氮碱基的活化形式是什么?
答:CDP-胆碱、CD-乙醇胺(胆胺)
8.胆固醇合成的原料有哪些来源途径?胆固醇合成的关键酶是什么?胆固醇能转化成哪些重要化合物?
答:原料:碳源、氢源同脂肪酸的合成外,需要消耗ATP:其大部分来自线粒体内糖的有氧氧化。
关键酶:HMGCoA还原酶
答:胆固醇转化:①胆汁酸;②类固醇激素;③7-脱氢胆固醇→VD3
9.试述乙酰CoA的来源与去路。
答:
来源 去路
①G的氧化分解中丙酮酸氧化分解 ①进入TAC氧化分解
②FFA的β氧化 ②合成FFA
③肝外酮体氧化 ③合成胆固醇
④氨基酸脱氨后产生的α-酮酸氧化分解 ④肝内合成酮体
⑤HMGCoA、柠檬酸的裂解 ⑤参与生物氧化(结合剂)
第六章生物氧化
一.名词解释
1.生物氧化:有机物在体内经过一系列氧化分解,最终生成CO2和H2O,并逐步释放能量的过程,称为生物氧化。
2.呼吸链:从代谢物上把脱下的成对氢原子通过有序排列的多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递最终与氧结合生成水,并逐步释放能量的电子传递链。
3.底物水平磷酸化:一种直接将代谢物分子中因脱氢、脱水分子内部重新分布形成高能化合物,再将其高能键转移至ADP(或GDP),生成ATP(或GTP)的过程。
4.氧化磷酸化:在呼吸链电子传递过程中释放的能量偶联ADP磷酸化,生成ATP的过程。
二.问答题
1.生物氧化有哪些特点?
答:(1)CO2的生成:有机酸脱羧
(2)H2O的生成:AH2→2H→呼吸链+1/2O2→H2O
(3)能量释放方式:逐步释放;能量转化形式:化学能(高能键)
(4)反应条件:近中性体液;酶催化。
2.呼吸链中递氢体,递电子体有哪些?
答:递氢体:NAD+、NADP+;FMN、FAD;辅酶Q
递电子体:Fe-S、铁卟啉
3.NADH氧化呼吸链,琥珀酸氧化呼吸链如何组成,有何区别?
答:(1)NADH氧化呼吸链特点:①I、III、IV复合物;②第一受氢体NAD+;③3ATP/2H
(2)琥珀酸氧化呼吸链特点:①II、III、IV复合物;②第一受氢体FAD;③2ATP/2H
4.胞浆中一个NADHH+怎样氧化磷酸化,经P/0比值测定可产生多少ATP?
答:胞浆中一个NADHH+不能自由透过线粒体内膜,故线粒体外NADH所携带的氢必须某种转运机制才能进入线粒体,这种机制有:
(1)α-磷酸甘油穿梭:
磷酸二羟丙酮经NADHH+胞浆中α-磷酸甘油脱氢酶还原→α-磷酸甘油穿梭经线粒体内膜进入线粒体→受到线粒体中α-磷酸甘油脱氢酶脱氢生成磷酸二羟丙酮+FADH2;
FADH2进入琥珀酸氧化呼吸链,生成2ATP。磷酸二羟丙酮再穿出线粒体内膜,重新接受胞浆中NADHH+生成α-磷酸甘油。
(2)苹果酸-天门冬氨酸穿梭:胞浆中天门冬氨酸转氨生成草酰乙酸,后者与经NADHH+苹果酸脱氢酶还原→苹果酸→穿梭经线粒体内膜进入线粒体→受到线粒体中苹果酸脱氢酶脱氢生成草酰乙酸和NADHH+。
NADH进入NADH氧化呼吸链,产生3ATP。草酰乙酸再经转氨生成天门冬氨酸穿出线粒体内膜→胞浆中天门冬氨酸再经重新转氨生成草酰乙酸→重新接受胞浆中NADHH+生成苹果酸。
5.直接供能和贮能的化合物是什么?
答:(1)直接供能:ATP;(2)贮能的化合物:ATP、磷酸肌酸。肌肉中最主要的贮能的化合物是磷酸肌酸。
6.体内ATP的生成方式有哪些?
答:体内ATP的生成方式:底物水平磷酸化氧化磷酸化。
7.氧化磷酸化ATP的产生部位,机理?氧化磷酸化抑制剂和呼吸链的抑制剂的阻断部位?
答:ATP产生部位:NADH与Q之间;Cytb与Cytc之间;Cytaa3与O2之间(通过测各部位P/O比值或自由能变化来确定偶联部位)。
机理:化学渗透学说。
答:
类型 种类 抑制部位
呼吸链抑制剂 ①鱼藤酮、粉蝶霉素A及异戊巴比妥等 复合体I即NADH→FMN
②抗霉素A、BAL等 复合体III即Cytb与Cytc1
③CO、CN-、N3-及H2S 复合体Ⅳ即细胞色素C氧化酶
氧化磷酸化抑制剂 寡霉素 对电子传递及ADP磷酸化均有抑制。
第七章氨基酸代谢
一.名词解释
1.一碳单位:某些氨基酸在分解代谢中可以产生含有一个碳原子的有机基因称一碳单位。
2.转氨基作用:在氨基转移酶作用下,某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上,生成新的氨基酸,原来的氨基酸转变为相应α-酮酸的过程。
3.必需氨基酸:体内需要而又不能自身合成,必须由食物供应的氨基酸。Lys、Trp、Phe、Met;Thr、Val、Leu、Ile八种,缺乏其中任何一种均可引起氮负平衡。
二.问答题
1.氮平衡有哪三种情况,分别见于哪些人?
答:总平衡,即摄入氮等于排出氮,反映正常人的蛋白质分解与合成代谢平衡。
正平衡,即摄入氮大于排出氮,部分摄入的氮用于合成体内蛋白质。儿童、孕妇及恢复期病人属此种情况。
负平衡,即摄入氮小于排出氮。见于蛋白质需要量不足,例如饥饿或消耗性疾病患者。
2.体内氨基酸一般分解代谢方式有哪些?最终代谢产物是什么?
答:(1)脱氨基作用:NH3→在肝脏转化为尿素排泄;α-酮酸→生糖,酮体;氨基化生成非必需氨基酸;氧化供能→CO2、H2O、ATP。
(2)脱羧基作用:CO2;胺:大多为生物活性物质→肝内胺氧化酶分解生成NH3+醛,NH3→留在肝脏合成尿素;醛经非线粒体氧化体系→CO2、H2O。
答:尿素、CO2、H2O
3.体内氨基酸脱氨基常见的方式有哪些?肌肉内氨基酸分解的方式是什么?
答:有氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基、非氧化脱氨基,最重要的是联合脱氨基作用。肌肉内主要是嘌呤核苷酸循环即联合脱氨基作用。
4.氨的去路有哪些?脑(肝)中氨的主要代谢方向是什么?
答:氨的去路:(1)肝脏合成无毒尿素后,经肾脏排出体外。占80%~90%;(2)脑和肌肉中合成谷氨酰胺;(3)合成某些含氮化合物,如嘌呤、嘧啶、非必需氨基酸;(4)经肾脏中和酸后,以NH4+排出体外。
脑中氨的主要代谢方向:合成谷氨酰胺。
肝中氨的主要代谢方向:合成尿素。
5.氨的运输方式有哪些?
答:(1)丙氨酸-葡萄糖循环;(2)谷氨酰胺。
6.尿素合成的原料有哪些,合成的途径是什么?该过程中出现了哪些重要的氨基酸?
答:原料:CO2、2NH3(Asp)、3ATP
途径:鸟氨酸循环。
该途径中出现的重要氨基酸:瓜氨酸、鸟氨酸、精氨酸。
7.α-酮酸有哪些代谢去路?
答:(1)经氨基化生成非必需氨基酸;(2)转变为糖及脂类;(3)氧化供能
8.氨基酸脱羧有哪些重要的脱羧产物产生?它们有何作用?
答:(1)γ-氨基丁酸:谷氨酸脱羧而来,抑制神经递质,对中枢神经有抑制作用。
(2)牛磺酸:半胱氨酸脱羧而来,是结合胆汁酸组成部分。
(3)组胺:组氨酸脱羧而来,是强烈的血管扩张剂,可增加血管通透性;刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌;使平滑肌收缩如引起哮喘。
(4)5-羟色胺:色氨酸脱羧而来,对中枢有抑制性作用,外周有缩血管作用。
(5)多胺:鸟氨酸脱羧形成的腐胺,调节细胞生长的重要物质。
9.活性甲基是什么?它有何作用?
答:是S-腺苷甲硫氨酸中的甲基。作用:可在甲基转移酶作用下,将甲基转移至另一种物质使其甲基化,它是甲基的直接供体。
10.试述一碳单位有哪些?其来源、作用是什么?其载体是什么?
答:一碳单位:甲基(-CH3),来源于甲硫氨酸的代谢;甲烯基(-CH2-),亚氨甲基(-CH=NH),来源于丝氨酸的代谢;甲酰基(-CHO),来源于甘(色)氨酸的代谢。
作用:作为合成嘌呤及嘧啶的原料;间接参与物质甲基化。
载体:四氢叶酸。
11.半胱氨酸、酪氨酸可产生哪些生理活性物质?
答:半胱氨酸可转变为牛磺酸,3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸(PAPS)。
答:酪氨酸生成儿茶酚胺、黑色素、甲状腺素。
12.试述天冬氨酸怎样完全分解为终产物的过程?
答:(1)天冬氨酸通过联合脱氨基作用生成NH3和草酰乙酸;
(2)NH3经血液运输后通过丙氨酸-葡萄糖循环及谷氨酰胺的运氨作用在肝脏中,经鸟氨酸循环生成尿素。
(3)草酰乙酸β单纯脱羧生成丙酮酸,丙酮酸再经α氧化脱羧生成乙酰CoA后,进入三羧酸循环,最终生成水,二氧化碳和能量。
13.Glu与哪些生化反应有关?
答:分解代谢:(1)脱氨基生成α-酮戊二酸,进入三羧酸循环,最终生成水,二氧化碳和能量;(2)脱羧生成γ-氨基丁酸;(3)脱氢生成α-亚氨基戊二酸,再自发性水解生成α-酮戊二酸和氨
合成代谢:(1)参与蛋白质合成;(2)氨基化生成谷氨酰胺;(3)乙酰化生成乙酰谷氨酸;(4)脱氨基生成α-酮戊二酸,再经糖异生生成葡萄糖;(5)参与合成谷胱甘肽。
第八章核苷酸代谢
一.问答题
1.呤碱、嘧啶碱分解的终产物与疾病有何关系?
答:嘌呤碱分解终产物是尿酸,当血中尿酸浓度过高时,成人可表现为痛风症,儿童表现为自毁容貌综合症。
嘧啶碱分解的终产物是CO2、NH3和β-氨基酸。
2.核苷酸的合成有何途径?戊糖的活性形式?
答:有从头合成和补救合成两条途径。从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料,经过一系列酶促反应,合成核苷酸。补救合成是指利用体内游离的碱基或核苷,经过简单的反应过程合成核苷酸。
戊糖的活性形式是磷酸核糖焦磷酸(PRPP)。
3.哪些小分子物质参与嘌呤、嘧啶核苷酸的合成?
答:参与合成嘌呤核苷酸的小分子物质有:磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2和一碳单位。
参与合成嘧啶核苷酸的小分子物质有:磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO2和一碳单位。
4.氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ、Ⅱ的区别点。
答:
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ
分布 线粒体(肝) 胞液(所有细胞)
氮源 氨 谷氨酰胺
变构激活剂 N-乙酰谷氨酸 -
反馈抑制剂 - UMP(哺乳动物)
功能 尿素合成 嘧啶合成
意义 反映细胞分化程度 与细胞增殖有关
5.脱氧核糖核苷酸生成时的核糖核苷酸还原水平?
答:在二磷酸核苷(NDP)水平上还原
6.核苷酸的生理功能有哪些?
答:①作为核酸合成原料;
②体内能量的利用形式(ATP是细胞的主要能量形式);
③参与代谢和生理调节(cAMP,cGMP作为第二信使);
④组成辅酶;
⑤活化中间代谢产物。
第九章物质代谢的联系与调节
一.名词解释
1.关键酶:调节代谢的酶,其活性决定了代谢的速度和方向的酶,催化单向反应或非平衡反应,受底物,多种代谢产物或效应剂调节,大多为变构酶。
2.变构调节:小分子化合物与酶蛋白分子活性中心以外的某一部位特异结合,引起酶蛋白分子构象改变,从而改变酶的活性。这种调节称为酶的变构调节。
二.问答题
1.代谢调节的水平有哪些?
答:细胞水平,激素水平,整体水平
2.关键酶作用特点?
答:(1)有的催化反应速度慢,其活性决定整个代谢途径的速度,起限速作用;
(2)这类酶催化单向反应或非平衡反应,决定整个方向;
(3)位置往往处于代谢途径起点或分支处;
(4)这类酶大多为变构酶;
(5)这类酶受多种代谢物或底物的调节。
3.变构调节机理有哪些?
答:(1)变构酶组成(多亚基)调节/催化亚基;
(2)变构效应剂:底物,终产物,其他小分子代谢物;
(3)变构酶动力学曲线:S型;
(4)调节机制:疏松、紧密、亚基聚合、亚基解聚、酶分子多聚化;
(5)有正负协同效应。
4.酶促化学修饰调节特点有哪些?
答:(1)酶蛋白共价修饰是可逆的酶促反应,在上级酶的作用下酶蛋白活性状态可相互转变;
(2)催化互变反应的酶在体内可受调节因素如激素的调控;
(3)有放大效应.效率较变构调节高;
(4)磷酸化与脱磷酸化是最常见的方式;
5.肾上腺素是如何通过细胞,激素水平的调节机制来调节肝糖原分解代谢?
答:(1)肾上腺素和膜受体结合形成受体复合物;
(2)该复合物激活G蛋白;
(3)活化的G蛋白激活腺苷酸环化酶,使后者催化ATP转化为环化腺苷酸;
(4)cAMP激活蛋白激酶A,蛋白激酶A催化糖原合成酶磷酸化使其被抑制;催化磷酸化酶b激酶磷酸化使其被活化,磷酸化酶b激酶再催化磷酸化酶b磷酸化转化为磷酸化酶a,磷酸化酶a可催化糖原分解,最终转化为葡萄糖。
第十章DNA的生物合成
一.名词解释
1.半保留复制:DNA复制时,亲代DNA的两条脱氧多核苷酸链之间的氢键断裂,两条链均可作为模板,各自合成出互补链,结果两个子代DNA分别包含一条亲代DNA和一条新合成链,各自构成新的双螺旋分子。
2.冈崎片段:指DNA复制过程中所合成的不连续DNA片段即随从链。
3.逆转录:以RNA为模板合成DNA的过程。
二.问答题
1.有哪些酶和蛋白质因子参与DNA复制?它们有什么作用?
答:(1)DnaA蛋白:辨认复制起始点。
(2)DnaB蛋白(解螺旋酶、解链酶):催化DNA双链中氢键断裂形成复制叉(模板单链)。
(3)单链DNA结合蛋白(SSB):大量的SSB结合到单链DNA上,阻止互补单链DNA的结合,并保护DNA不被核酸酶水解。
(4)DNA拓扑异构酶Ⅰ和Ⅱ:复制时,松弛双股超螺旋,对DNA分子兼有内切酶和连接酶的作用。
(5)DnaG蛋白(引物酶):以单链DNA为模板,合成出一段互补的RNA片段,作为合成DNA的引物,为DNA的合成提供3-OH。
(6)DNA聚合酶:以单链DNA为模板,沿着5→3方向合成出互补的新链DNA。原核生物细胞中有三种DNA聚合酶,命名为:polⅠ、polⅡ、polⅢ。其中polⅢ是参与复制的主要酶。polⅠ对复制中起修复作用。真核细胞中有五种DNA聚合酶,命名为:α(起始引发)、β(低保真度的复制)、γ(线粒体DNA的复制)、δ(延长子链的主要酶,解螺旋酶活性)、ε(填补引物空隙,切除修复,重组)。
(7)DNA连接酶:连接一条单链DNA的3-OH末端与另一条单链DNA的5-P末端,形成磷酸二酯键,从而把两段相邻的DNA链连接成为完整的链。
2.真核生物DNA复制有哪些特点?端粒酶作用是什么?
答:真核生物复制发生于细胞周期的S期,起始过程需要DNApolδ和α,及多种蛋白质因子。复制有时序性。细胞周期蛋白及其相应的激酶(CDK)参与真核生物复制的调节。复制的延长和核小体组蛋白的分离和重新组装有关。染色体复制为维持应有的长度,复制的终止需要端粒酶延伸端粒DNA。D环复制是真核生物线粒体DNA的复制方式。
端粒酶通过一种称为爬行模型的机制维持染色体的完整。有提供RNA模板和催化逆转录的功能,在研究老化、基因突变、肿瘤等方面也有作用。
3.DNA两条链的复制有何不同?
答:DNA双螺旋的两股单链走向相反,一条链为5→3方向,其互补链是3→5方向。
复制解链形成复制叉上只有一个解链方向,子链沿着母链模板复制,只能从5→3延伸,故使得子链合成过程为半不连续性复制。
子代链 领头链 随从链
模板 3→5 5→3
解链方向与子代链合成方向 顺,一致 反
子链合成方向 5→3
复制过程 连续 不连续
4.DNA损伤有哪些修复方式?
答:(1)光修复:在可见光的照射下,细胞中光修复酶被激活,分解因紫外线照射而引起的嘧啶二聚体之间共价键,使嘧啶二聚体恢复为两个核苷酸。
(2)切除修复:第一步,通过特异的核酸内切酶识别DNA的损伤部位,并将该处DNA单链片段切除,留下一个缺口;第二步,以另一个完整的DNA单链为模板,在DNA聚合酶Ⅰ催化下,按5→3方向合成出缺口处DNA;第三步,DNA连接酶将新合成的DNA片段与原来的DNA相连接。
(3)重组修复:当DNA分子的损伤面较大,在复制时,损伤部位因无模板指导,复制出的DNA新链会出现缺口,这时,由重组蛋白RecA进行链间的交换:切健康母链,填补该子链缺口,然后DNA-polI、DNA连接酶将健康母链的缺口修复。
4)SOS修复:DNA损伤广泛至难以继续复制而诱发出一系列复杂反应。
5.怎样进行DNA核苷酸切除修复?
答:(1)UvrABC核酸酶切下含有损伤部位的一段DNA片段(约12Nt)
(2)DNApolⅠ填补缺口
(3)连接酶封闭切口
第十一章RNA的生物合成
一.名词解释
1.核心酶:由α2ββ′亚基组成,催化NTP按模板的指引合成RNA。
二.问答题
1.参与转录的主要物质,其作用是什么?
答:⑴原料:NTP模板;
⑵模板:DNA模板链
⑶RNA聚合酶:
①原核生物
存在形式 全酶 核心酶
分子组成 α2ββ′σ α2ββ′
分子作用 起始:全酶 延长:合成RNA
组分作用
α 决定那些基因被转录
β 与转录全过程有关(催化)
β′ 结合DNA模版(解链)
σ 辨认转录的起始点
②真核生物
种类 RNApolⅠ RNApolⅡ RNApolⅢ
转录产物 45s-rRNA hnRNA 5srRNA,tRNA,snRNA
对鹅膏蕈碱的反应 耐受 极敏感 中度敏感
分布 核仁 核质 核质
⑷ρ因子(原核生物):辅助RNA聚合酶识别终止子(不典型)。
⑸转录因子(真核生物):结合RNA聚合酶,调控转录。
2.转录与复制同异点?
答:共同点:
⑴模板:DNA;⑵合成方向:5′→3′;⑶连接键:3′,5′磷酸二酯键;⑷遵从碱基配对规律;⑸依赖聚合酶(DNA指导);⑹产物:多核苷酸链。
答:不同点:
转录 复制
⑴模板 模板链(单链局部) 两条链全程
⑵合成方式 不对称、选择性 半保留复制(对称)
⑶原料 NTP dNTP
⑷碱基配对 A-U A-T
⑸聚合酶 RNA聚合酶 DNA聚合酶
⑹引物 - +
⑺产物 m(t、r)RNA等(单链) 2子代DNA(双链)
3.原核生物转录终止方式有哪些?
答:转录终止方式依赖是否需要蛋白质因子的参与可分为两大类:
a.非依赖Rho的转录终止;
b.依赖Rho的转录终止。
第十二章蛋白质的生物合成
一.名词解释
1.遗传密码:mRNA分子上从5'至3'方向,由AUG开始,每3个核苷酸为一组,决定肽链上某一个氨基酸或蛋白质合成的起始、终止信号,称为遗传密码(三联体密码)。
2.释放因子:辨认终止密码,改变大亚基酶活性,释放多肽链的蛋白质因子。
二.问答题
1.三种RNA在蛋白质合成中的作用机理是什么?
答:(1)mRNA:遗传信息的携带者,作为蛋白质合成的直接模板。
mRNA上存在遗传密码。
遗传密码种类:43(四种核苷酸)=64遗传密码
遗传密码作用:①体现编码氨基酸信息的密码:61个(起始密码,AUG),以碱基配对的方式识别tRNA中的反遗传密码;②不体现氨基酸信息的密码:3个(UAA、UAG、UGA)。
遗传密码特点*:①方向性、②连续性、③简并性、④通用性、⑤摆动性。
(2)tRNA:由3′-CCA以酯键结合氨基酸,并通过不稳定性配对识别遗传密码,使氨基酸按mRNA信息指导“对号入坐”。
(3)rRNA:与多种蛋白质构成核糖体RNA,作为合成多肽链的场所。
小亚基中16srRNA与5′mRNASD序列(AUG附近)结合;
大亚基的P位(给位)在起始阶段进入起始氨基酰tRNA;延长阶段由肽酰tRNA占据,A位(受位)接受新的氨基酰tRNA,大亚基在延长阶段有转肽酶作用,能将P位(给位)进入起始氨基酰tRNA或肽酰tRNA中的氨基酰基或肽酰基与A位(受位)接受新的氨基酰tRNA形成肽键,使肽链延长;大亚基在终止阶段有水解酶作用,水解肽酰tRNA中多肽链。
大亚基的E位(exitsite排出位):排出空载tRNA。
2.反密码3'CGI5'与密码5'—3'的碱基怎样进行不稳定的配对?
答:按从5'→3'的阅读规则,反密码第一位I可与密码第三位U、C、A配对,所以3'CGI5'可与密码5'GCU3'、5'GCC3'、5'GCA3'配对。
3.简述蛋白质的生物合成的过程,蛋白因子(原核)的作用?
答:(1)肽链合成起始:小亚基的16srRNA与5′mRNASD序列结合后,起始氨基酰-tRNA与mRNA起始AUG密码配对再与大亚基结合,而形成翻译起始复合物的过程。
(2)肽链的延长:根据mRNA密码序列的指导,依次添加氨基酸从N端向C端延伸肽链,直到合成终止的过程。每次循环分进位、成肽和转位三步。
(3)肽链合成的终止:当核蛋白体A位出现mRNA的终止密码后,多肽链合成停止,肽链从肽酰-tRNA中释出,mRNA、核蛋白体大、小亚基等分离的过程。
答:
原核生物蛋白因子作用
起始因子 生物功能
IF-1 占据A位防止结合其他tRNA
IF-2 促进起始tRNA与小亚基结合
IF-3 促进大小亚基分离,提高P位对结合起始tRNA敏感性
延长因子 EF-Tu 促进氨基酰-tRNA进入A位,结合分离GTP
EF-Ts 调节亚基
EFG 有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位EF-2前移到P位,促进卸载tRNA释放
释放因子 RF-1 特异识别A位中的UAA、UAG终止密码,诱导转肽酶改变为酯酶活性
RF-2 特异识别A位中的UAA、UGA终止密码,同上。
RF-3 有GTP酶活性,能介导RF-1、RF-2与核蛋白体作用。
4.蛋白质生物合成中大亚基有哪些酶作用?
答:转肽酶和水解酶的功能。
第十三章基因表达调控
一.名词解释
1.基因表达:基因转录和翻译的过程,其产物为RNA或蛋白质。
2.管家基因:在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因表达量恒定,不受环境因素影响。
3.启动子:是操纵子调控序列中RNA聚合酶结合模板DNA的部位,也是控制转录的关键部位。
4.增强子:指远离转录起始点、决定基因的时间、空间特异性、增强启动子转录活性的DNA序列。
5.操纵子:转录是不连续分区段进行的,每一转录区段可视为一个转录单位,称为操纵子。它包括若干个结构基因及其上游的调控序列。
6.反义RNA:含有与特定mRNA翻译起始部位互补的序列,通过与mRNA杂交阻断30S小亚基对起始密码子的识别及与SD序列的结合,抑制翻译起始。
二.问答题
1.基因表达的方式,基因转录激活调节基本要素分别有哪些?
答:方式:基本表达;诱导和阻遏。
基本要素:特异DNA序列;调节蛋白;RNA聚合酶。
2.增强子的特点有哪些?
答:(1)由若干功能组件-----是特异性转录因子结合DNA的核心序列;
(2)其作用与启动子相互依赖,但对启动子无严格专一性,无增强子存在启动子通常不表现活性,无启动子时增强子也无法发挥作用,同一增强子可影响不同的启动子甚至原核启动子;
(3)作用无方向性、特异性;
(4)对启动子远距离发挥影响,且必须先被蛋白质因子结合后,才发挥增强转录子作用。
3.转录调节因子的结构与模体种类?
答:结构:DNA结合域、转录激活域,有的还含有蛋白质-蛋白质结合域(常见的是二聚化结构域)。
答:种类:α-螺旋-转角-α-螺旋、亮氨酸拉链、锌指结构等。
4.解释乳糖操纵子调节机制,原核生物启动子元件有哪些保守序列?其碱基序列组成?该类序列起何作用?
答:乳糖操纵子调节机制:阻遏蛋白的负性调节、CAP的正性调节、协调调节
(1)阻遏蛋白的负性调节
①条件:单纯乳糖不存在——负性调节:结构基因表达抑制
阻遏蛋白+O基因→抑制位于P基因上的RNA聚合酶向结构基因方向移动。
②条件:单纯乳糖存在——解除负性调节:结构基因表达
阻遏蛋白+别乳糖→复合物→阻遏蛋白失活,离开O基因→位于P基因上的RNA聚合酶向结构基因方向移动→结构基因表达,产生能利用乳糖的酶。
(2)CAP的正性调节
条件:单纯乳糖存在——正性调节:结构基因表达
CAP(分解代谢物基因激活蛋白)+cAMP→复合物→激活P基因上的RNA聚合酶向结构基因方向移动→结构基因表达,产生能利用乳糖的酶。
(3)协调调节
①阻遏蛋白存在,CAP对系统不发挥作用
②无CAP:无阻遏蛋白与操纵序列结合,操纵序列仍无转录活性
③单纯乳糖存在(无葡萄糖),细菌用乳糖作碳源:乳糖诱导下,通过前述过程启动乳糖操纵子转录,合成三种利用乳糖的酶。
④有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共存,细菌首先利用葡萄糖
当lac阻遏蛋白封闭转录时,CAP对该系统不能发挥作用;但如果没有CAP存在来加强转录活性,即使阻遏蛋白从操纵序列上解聚仍无转录活性。
答:
原核生物启动子元件的保守序列 碱基序列组成
-10区——TATA盒TATAAT
-35区 TTGACA
答:作用:共有序列决定启动序列的转录活性大小。
王燕(自课本)
第十四章重组DNA基因工程
一.名词解释
1.DNA克隆:应用酶学的方法,在体外将各种来源的遗传物质——同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子——复制子,继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化细胞,再进行扩增、提取获得大量同一DNA分子,即DNA克隆,又称基因克隆、重组DNA或基因工程。
2.同源重组:发生在同源序列间的重组称为同源重组,又称基本重组。同源重组的发生依赖两分子之间序列的相同或类似性。如果通过转化或转导获得的外源DNA与宿主DNA同源,那么外源DNA就可以通过同源重组方式整合进宿主染色体。
3.目的基因:感兴趣的基因或DNA序列就是目的基因,又称目的DNA。目的DNA有两种类型,即cDNA和基因组DNA。
4.回文结构:大部分Ⅱ类限制性核酸内切酶,识别位点的核苷酸序列呈二元旋转对称,通常称这种特殊的结构顺序为回文结构。
二.问答题
1.试述自然界基因重组的方式。
答:基因重组包括同源重组、特异位点重组和转座重组等类型。
(1)同源重组:作为最基本的DNA重组方式,同源重组是指发生在同源序列间的重组,它通过链的断裂和再连接,在两个DNA分子同源序列间进行单链或双链片段的交换。又称基本重组。
(2)特异位点重组:是指由整合酶催化,在两个DNA序列的特异位点间发生的整合。
(3)转座重组:大多数基因在基因组内的位置是固定的,有些基因可以从一个位置移动到另一位置,这种由插入序列和转座子介导的基因移位或重排,称为转座。
典型的插入序列是长-bp的DNA片段,由两个分离的反向重复序列和一个转座酶基因。当转座酶基因表达时,即可引起该序列的转座。
转座子是可从一个染色体位点转移到另一个位点的分散的重复序列,含两个反向重复序列、一个转座酶基因和其他基因(如抗生素抗性基因)。
2.II型限制性内切酶切割双链DNA产生哪几种切口?
答:II型限制性内切酶切割双链DNA,能够产生粘性末端和平头末端。
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