在结构-功能研究中特异结合浓度的作用
细胞生物学学习资料(第9-11章)
第九章第一节细胞骨架是指真核细胞内由一些特异蛋白质构成的纤维网架结构。
广义的细胞骨架包括细胞外基质、膜骨架、细胞质骨架和核骨架。
细胞质骨架包括微丝、微管和中间丝3种结构。
一、微丝的组成及其组装(一)结构与组成微丝的主要结构成分是肌动蛋白。
肌动蛋白细胞内有两种存在形式,即肌动蛋白单体(又称球状肌动蛋白,G-ac-tin)和由单体组装而成的纤维状肌动蛋白。
肌动蛋白单体外观呈蝶状,中央有一个裂口,可结合ATP和Mg2+。
每条微丝由二股螺旋状相互盘绕而成,每条丝由肌动蛋白单体头尾相连呈螺旋状排列而成。
(二)微丝的组装及动力学特性当溶液中含有适当浓度的Ca2+,而Na+和K+的浓度很低时,微丝趋向于解聚。
当溶液中含有A TP、Mg+以及较高浓度的Na+和k+时,G-actin趋向于组装成微丝。
组装时,正极组装速度比负极快。
解聚时,正极解聚速度比负极更快。
A TP-G-actin处于临界浓度时,微丝组装和去组装过达到平衡,此时称踏车行为。
体外组装过程中具有踏车行为。
组装过程:成核(Arp2和Arp3等蛋白形成起始复合物)--纤维的延长(ATP帽与ADP帽)--进入稳定期(三)影响微丝组装的特异性药物细胞松弛素可将微丝切断,但对微丝解聚没有明显影响。
鬼笔环肽对微丝的解聚有抑制作用,可使肌动蛋白丝保持稳定状态。
二、微丝网络动态结构的调节与细胞的运动(一)非肌肉细胞内微丝的结合蛋白微丝结合蛋白的类型:成核蛋白、单体-隔离蛋白、单体-聚合蛋白、成束蛋白、封端蛋白、纤维-解聚蛋白、网络-形成蛋白、纤维切割蛋白、膜结合蛋白等。
维丝结合蛋白对微丝组装具有调节作用,如隔离、聚合和成束等。
(二)细胞皮层在紧贴细胞质膜的细胞质区域由微丝结合蛋白将微丝交联形成了凝胶状三维网格结构,这个区域通常称为细胞皮层。
细胞的多种运动方式(如胞质环流、阿米巴运动、变皱膜运动、细胞吞噬)都与细胞凝胶态或胶态的转化有关。
(三)应力纤维在紧贴黏合斑的质膜内侧由微丝紧密排列成束,这种微丝束称为应力纤维。
细胞生物学名词解释整理终版
名词解释1. genome 基因组p235某一个生物的细胞中储存于单倍染色体组中的总遗传信息,组成该生物的基因组2. ribozyme 核酶p266核酶是具有催化功能的RNA分子,是生物催化剂,可降解特异的mRNA序列。
核酶又称核酸类酶、酶RNA、核酶类酶RNA。
大多数核酶通过催化转磷酸酯和磷酸二酯键水解反应参与RNA自身剪切、加工过程。
与一般的反义RNA相比,核酶具有较稳定的空间结构,不易受到RNA酶的攻击。
更重要的是,核酶在切断mRNA后,又可从杂交链上解脱下来,重新结合和切割其它的mRNA分子。
3. signal molecule 信号分子p158信号分子是细胞的信息载体,包括化学信号如各种激素,局部介质和神经递质以及各种物理信号比如声、光、电和温度变化。
各种化学信号根据其化学性质通常可分为3类:1、气体性信号分子,包括NO、CO,可以自由扩散,进入细胞直接激活效应酶产生第二信使cGMP,参与体内众多生理过程。
2、疏水性信号分子,这类亲脂性分子小、疏水性强,可穿过细胞质膜进入细胞,与细胞内和核受体结合形成激素-受体复合物,调节基因表达。
3、亲水性信号分子,包括神经递质、局部介质和大多数蛋白类激素,他们不能透过靶细胞质膜,只能通过与靶细胞表面受体结合,经信号转换机制,在细胞内产生第二信使或激活蛋白激酶或蛋白磷酸酶的火星,引起细胞的应答反应。
4. house-keeping gene管家基因p319管家基因是指所有细胞中均表达的一类基因,其产物是维持细胞基本生命活动所需要的,如糖酵解酶系基因等。
这类基因一般在细胞周期S期的早期复制。
分化细胞基因组所表达的基因大致可分为2中基本类型一类是管家基因,另外一类是组织特异性基因。
5. cis-acting elements顺式作用元件存在于基因旁侧序列中能影响基因表达的序列。
顺式作用元件包括启动子、增强子、调控序列和可诱导元件等,它们的作用是参与基因表达的调控。
生物化学名词解释
生物化学名词解释《生物化学》——名词解释氨基酸(amino acids):是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物,氨基一般连接在α-碳上。
氨基酸是肽和蛋白质的构件分子。
必需氨基酸(essential amino acids):指人(或其它脊椎动物)自己不能合成,需要从饮食中获得的氨基酸,例如赖氨酸、苏氨酸等氨基酸。
非必需氨基酸(nonessential amino acids):指人(或其它脊椎动物)自己能由简单的前体合成的,不需要由饮食供给的氨基酸,例如甘氨酸、丙氨酸等氨基酸。
等电点(pI,isoelectric point):使分子处于兼性分子状态,在电场中不迁移(分子的净电荷为零)的pH值。
茚三酮反应(ninhydrin reaction):在加热条件下,氨基酸或肽与茚三酮反应生成紫色(与脯氨酸反应生成黄色)化合物的反应。
肽键(peptide bond):一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合,除去一分子水形成的酰胺键。
肽(peptides):两个或两个以上氨基酸通过肽键共价连接形成的聚合物。
蛋白质一级结构(primary structure):指蛋白质中共价连接的氨基酸残基的排列顺序。
层析(chromatography):按照在移动相(可以是气体或液体)和固定相(可以是液体或固体)之间的分配比例将混合成分分开的技术。
离子交换层析(ion-exchange column chromatography):使用带有固定的带电基团的聚合树脂或凝胶层析柱分离离子化合物的层析方法。
透析(dialysis):通过小分子经半透膜扩散到水(或缓冲液)的原理将小分子与生物大分子分开的一种分离纯化技术。
凝胶过滤层析(gel filtration chromatography):也叫做分子排阻层析(molecular-exclusion chromatography)。
一种利用带孔凝胶珠作基质,按照分子大小分离蛋白质或其它分子混合物的层析技术。
高考生物神经调节+体液调节+免疫调节大题习题20题Word版含答案及解析
高考生物神经调节+体液调节+免疫调节综合大题习题20题1.“今朝春气寒,自问何所欲“。
用吃喝来御寒,这未尝不是一个好办法。
请回答下列相关问题:(1)在寒冷的环境中,人体体温能保持相对恒定是在神经和体液的共同调节下,______保持动态平衡的结果。
低温刺激冷觉感受器并使之产生兴奋,兴奋传至下丘脑,使下丘脑分泌的______增加,该激素作用于______细胞。
(2)葡萄酒中所含的乙醇能使大脑的相关神经中枢系统兴奋。
适量地饮葡萄酒有利于缓解疲劳,松弛神经,促进血液循环和机体的新陈代谢等。
当乙醇刺激的神经元的轴突上某部位时,这个部位的细胞膜内电位发生的变化是______。
【答案】 (1). 产热量和散热量 (2). 促甲状腺激素释放激素 (3). 垂体(4). 由负电位变为正电位【解析】体温调节是神经—体液的调节,在寒冷时,甲状腺激素和肾上腺素分泌增加,甲状腺激素的分泌有分级调节和反馈调节的过程。
下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素作用在垂体上,垂体分泌的促甲状腺激素作用在甲状腺上,促进甲状腺分泌甲状腺激素。
【详解】(1)在寒冷的环境中,人体体温能保持相对恒定是在神经和体液的共同调节下,产热量和散热量保持动态平衡的结果。
低温刺激冷觉感受器并使之产生兴奋,兴奋传至下丘脑,使下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素增加,该激素作用于垂体细胞。
(2)当乙醇刺激的神经元的轴突上某部位产生兴奋时,这个部位的细胞膜内电位发生的变化是由负电位变为正电位。
【点睛】1.体温调节的中枢在下丘脑,下丘脑分泌的促甲状腺激素释放激素只能作用在垂体上,因为只有在垂体上有促甲状腺激素释放激素的特异性受体。
2.神经细胞未受刺激时膜电位是外正内负,受刺激兴奋时变成外负内正。
2.下丘脑是机体调节过程中联系神经调节与体液调节的枢纽。
(1)研究表明,人体在摄入250毫升的某酒精饮料后会排出800毫升至100毫升的水,排出水分相当于摄入水分的4倍,导致机体脱水。
生化所有重点知识点总结-个人精心整理
1.生物化学,是研究生物体内化学分子和化学反应的科学,从分子水平探讨生命现象的本质。
2.分子生物学,是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的结构、功能及基因结构、表达与调控的科学。
7.primary structure of protein—一级结构,是蛋白质分子中,从N-端到C-端的氨基酸排列顺序。
8.chromatography—层析,是蛋白质分离纯化的重要手段之一,待分离蛋白溶液(流动相)经过一种固态物质时,根据溶液中待分离的蛋白质颗粒大小、电荷多少及亲和力等,将待分离的蛋白质组分在两相中反复分配,并以不同的速度流经固定相而达到分离蛋白质的目的。
1.peptide unit—肽单元,是指一个氨基酸的α-羧基与另一个氨基酸的α-氨基脱水生成的酰胺键称为肽键。
参与肽键形成的6个原子(Cα1、C、O、N、H、Cα2)位于同一平面,Cα1和Cα2在平面上所处的位置为反式构型,此同一平面上的6个原子构成所谓的肽单元。
2.motif—模体,是具有特殊功能的超二级结构,由两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。
一个模体总有其特征性的氨基酸序列,并发挥特殊的功能。
4.electrophoresis—电泳,指带电粒子在电场中向带相反电荷一极泳动的现象。
5.salt precipitation—盐析,指将中性盐加入蛋白质溶液中,使蛋白质水化膜脱去,电荷被中和,导致蛋白质在水溶液中的稳定因素去除而沉淀。
11.protein denaturation—蛋白质变性,指在某些物理和化学因素作用下,其特定的空间构象被破坏,也即有序的空间结构变成无序的空间结构,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。
一般认为蛋白质的变性主要发生二硫键和非共价键的破坏,不涉及一级结构中氨基酸序列的改变。
13.domain—结构域,是三级结构层次上的局部折叠区,指分子量大的蛋白质常可折叠成多个结构较为紧密的区域,并各行其功能,称为结构域举例说明蛋白质一级结构、空间结构与功能之间的关系。
基因工程原理考试题库(精简版)
基因工程原理考试题库(精简版)一基因工程的基本概念1、基因工程的定义与特征。
定义:在体外把核酸分子(DNA的分离、合成)插入载体分子,构成遗传物质的新组合(重组DNA),引入原先没有这类分子的受体细胞内,稳定地复制表达繁殖,培育符合人们需要的新品种(品系),生产人类急需的药品、食品、工业品等。
特征:1、具跨越天然物种屏障的能力。
2、强调了确定的DNA片段在新寄主细胞中的扩增。
2、试述基因工程的主要研究内容。
(1)目的基因的分离(2)DNA的体外重组(载体、受体系统等)(3)重组DNA分子转移到受体细胞(4)重组DNA分子的筛选(5)基因在受体细胞内的扩增、表达、检测及其分析。
3、基因工程在食品工业上有何应用发展?主要是通过基因重组,使各种转基因生物提高生产谷氨酸、调味剂、酒类和油类等有机物的产率;或者改良这些有机物组成成分,提高利用价值。
4、转基因是一把双刃剑,请客观谈谈对转基因及转基因食品安全性的认识。
转基因技术所带来的好处是显而易见的,在人类历史进步和发展中起到了积极作用。
首先,通过该项技术可以提供人们所需要的特性,改良培育新品种;第二,延长食品保存时间或增加营养成分;第三,将抗虫防菌基因转入到作物中,使作物本身产生抵抗病虫害侵袭的能力,减少了农药的使用量,有利于环境保护;第四,转基因技术及基因食物在医学方面得到广泛研究和应用。
人们对转基因技术的主要担忧在于环境方面。
外源基因的导入可能会造就某种强势生物,产生新物种或超级杂草、损害非目标生物、破坏原有生物种群的动态平衡和生物多样性,也即转基因生物存在潜在的环境安全问题。
转基因作物的大面积种植已有数年,食用转基因食品的人群至少有10亿之多,但至今仍未有转基因食品对生命造成危害的实例;更何况目前每一种基因工程食品在上市前,都要经过国家法律认可,食品卫生部门和环境部门的严格检测。
只有测试合格了,才能投放市场。
因此公众完全可以安全地消费、大胆地食用转基因食品。
微生物与免疫学复习重点
微生物与免疫学复习重点一、名词解释1.抗原〔Ag〕:是指能与淋巴细胞抗原受体〔BCR/TCR〕特异性结合,刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答,并能与相应免疫应答产物〔指抗体或致敏淋巴细胞〕在体内、外发生特异性反应的物质。
其两个基本特性:免疫原性和免疫反应性2.免疫原性:指抗原能刺激机体产生特异性抗体或致敏淋巴细胞的特性3.免疫反应性:指抗原能与相应免疫应答产物〔抗体或致敏淋巴细胞〕发生特异性结合的特性。
4.完全抗原:同时具备免疫原性和免疫反应性两种特性的物质称为完全抗原。
5.半抗原:仅具备免疫反应性而不具有免疫原性的物质被称为半抗原。
:抗原分子中决定抗原特异性的基本结构或化学基团称为抗原表位,它是BCR/TCR及抗体特异性结合的基本单位,亦称为抗原决定基,通常由5~15个氨基酸残基、5~7个多糖残基或核苷酸组成。
7.交叉抗原:某些特定抗原不仅可与其诱导产生的抗体或致敏淋巴细胞结合或相互作用,还可与其他抗原诱生的抗体或致敏淋巴细胞发生反应。
这种抗原被称为交叉抗原。
8.交叉反应:交叉抗原与其他抗原所诱生抗体、免疫细胞结合或相互作用被称为交叉反应。
9.异嗜性抗原:指一类存在于人、动物、植物或微生物之间的共同抗原。
10.超抗原:是一类特殊的抗原性物质,在极低量水平〔1~10ng/ml〕能活化大量〔2%~20%〕T细胞或B细胞,并诱导强烈免疫应答。
11.丝裂原:亦称有丝分裂原,可致细胞发生有丝分裂,进而增殖。
12.免疫球蛋白〔Ig〕:即抗体,是血液和组织液中一类糖蛋白,由B细胞接受抗原刺激后增殖分化为浆细胞所产生,是体液免疫的重要效应分子。
13.多克隆抗体:是指将抗原注入机体后,刺激多个B细胞克隆所产生的抗体是针对多种抗原决定基的混合抗体。
其特点是来源广泛、制备容易。
14.单克隆抗体:单一抗原表位特异性B细胞克隆经融合、筛选和克隆化而获得单克隆杂交瘤细胞,其所产生的同源抗体称为单克隆抗体。
15.补体:是人和动物血清中的一组与免疫功能有关,经活化后具有酶活性的蛋白质。
人体解剖生理学复习资料(最新知识点)
人体解剖生理学复习资料第一章绪论一、人体生理学的任务人体生理学是研究人体机能活动规律的科学,具体地讲是阐述人体各种机能活动发生的原理,发生的条件以及人体的机能整体性及其与环境变化的对立统一关系,从而认识人体整体及其各部分机能活动的规律。
二、人体解剖学的任务人体解剖学的任务是研究人体各部正常形态结构的科学.主要包括:大体解剖(肉眼)、组织学(显微镜)和胚胎学(发育过程)。
三、人体解剖生理学的研究对象和任务人体解剖生理学是研究人体各部正常形态结构和生命活动规律的科学。
四、生理学研究的三个水平1.细胞分子生理学:在细胞分子水平研究细胞内各种微小结构的功能及细胞内各种物质分子特殊化学变化过程称为细胞分子生理学.例如细胞膜分子结构和生理功能,肌丝生理功能等.2. 器官生理学:在器官系统水平研究各器官及系统生理活动的规律及其影响因素称为器官生理学。
例:心脏功能的研究,化学物质对离体心脏的影响.3。
整体生理学:在整体水平研究完整机体各个器官及系统生理活动的规律及其影响因素称为整体生理学.例如:一般药理实验就是在整体条件下进行。
五、生理学的实验方法生理学实验是在人工控制的条件下观察某一生理过程产生的机制及其因果关系。
1. 急性实验法(1)离体器官或组织实验法:往往从活着的(麻醉或击昏)的动物身上取出要研究的器官或组织置于近乎生理状态的环境中进行实验和观察。
例:蛙心灌流实验等。
(2)活体解剖实验法:一般在动物失去知觉(麻醉或去大脑)而仍存活的情况下进行实验。
例:动物血压实验等。
2. 慢性实验法慢性实验则以完整健康而清醒的机体为对象,在外界环境尽量保持自然的条件下,对某种功能进行研究。
这种动物可以进行长期实验观察故称为慢性实验.例如:动物的长期毒性试验。
第二章细胞的基本功能第一节细胞细胞是人体形态结构、生理功能和生长发育的基本单位。
一、细胞的结构及其功能根据光镜观察一直分为细胞膜、细胞质、细胞核三部分.自从应用电镜研究细胞内部结构以后对细胞的基本结构又有了新的认识,提出了细胞包括“三相结构”的概念。
细胞生物学名词解释和简答题
细胞生物学名词解释1、细胞:由膜转围成的、能进行独立繁殖的最小原生质团,是生物体电基本的开矿结构和生理功能单位。
其基本结构包括:细胞膜、细胞质、细胞核(拟核)。
2、病毒(virus):迄今发现的最小的、最简单的专性活细胞内寄生的非胞生物体,是仅由一种核酸(DNA或RNA)和蛋白质构成的核酸蛋白质复合体。
3、病毒颗粒:结构完整并具有感染性的病毒。
4、原核细胞:没有由膜围成的明确的细胞核、体积小、结构简单、进化地位原始的细胞。
5、原核(拟核、类核):原核细胞中没有核膜包被的DNA区域,这种DNA不与蛋白质结合。
6、细菌染色体(或细菌基因组):细菌内由双链DNA分子所组成的封闭环折叠而成的遗传物质,这样的染色体是裸露的,没有组蛋白和其他蛋白质结合也不形成核小体结构,易于接受带有相同或不同物种的基因的插入。
7、质粒:细菌细胞核外可进行自主复制的遗传因子,为裸露的环状DNA,可从细胞中失去而不影响细胞正常的生活,在基因工程中常作为基因重组和基因转移的载体。
8、芽孢:细菌细胞为抵抗外界不良环境而产生的休眠体。
9、细胞器:存在于细胞中,用光镜、电镜或其他工具能够分辨出的,具有一定开矿特点并执行特定机能的结构。
10、类病毒:寄生在高等生物(主要是植物)内的一类比任何已知病毒都小的致病因子。
没有蛋白质外壳,只有游离的RNA分子,但也存在DNA型。
11、细胞体积的守恒定律:器官的总体积与细胞的数量成正比,而与细胞的大小无关。
1、分辨率:区分开两个质点间的最小距离。
2、细胞培养:把机体内的组织取出后经过分散(机械方法或酶消化)为单个细胞,在人工培养的条件下,使其生存、生长、繁殖、传代,观察其生长、繁殖、接触抑制、衰老等生命现象的过程。
3、细胞系:在体外培养的条件下,有的细胞发生了遗传突变,而且带有癌细胞特点,失去接触抑制,有可能无限制地传下去的传代细胞。
4、细胞株:在体外一般可以顺利地传40—50代,并且仍能保持原来二倍体数量及接触抑制行为的传代细胞。
集训07 动物生命活动的调节(一)-备战2020年高考生物【非选择题预测】专项集训(解析版)
集训07 动物生命活动的调节(一)1.PD-1是表达在多种活化T细胞表面的一种受体,PD-L1是一种能够与之结合的蛋白质(见图1)。
PD-1和PD-L1结合会抑制T细胞的活化、增殖。
研究发现,肿瘤细胞表面的PD-L1数量较多,更有一些类型的肿瘤细胞除了表面有PD-L1,还分泌出大量的PD-L1(见图2)。
(1)请写出题干中未使用过的特异性免疫过程中的五个术语(专业名词)。
________________(2)目前已研发出针对PD-L1的单克隆抗体(mAb)。
结合图1信息,mAb能治疗肿瘤是因为使用mAb时,mAb通过与_________ 结合,阻止了__________结合,从而______________ 。
(3)临床试验结果显示,相同剂量的mAb对有的肿瘤患者治疗有效,有的无明显效果。
请根据以上信息分析其可能的原因。
_______________________【答案】细胞免疫、体液免疫、抗原、巨(吞)噬细胞、呈递、淋巴因子、效应T 细胞、效应B 细胞(浆细胞)、记忆T 细胞、记忆B 细胞、抗体等肿瘤细胞表面的PD-L1 PD-L1 与T 细胞表面的PD-1 解除对T 细胞的抑制,使效应T 细胞对肿瘤细胞能够发挥有效的杀伤作用如果病人甲的肿瘤细胞能大量分泌PD-L1,其体内的PD-L1 浓度会高于病人乙(肿瘤细胞分泌PD-L1 的量少或不分泌)。
因此,相同剂量的mAb 不能使甲病人体内的PD-L1 全部被mAb 特异性结合,那么肿瘤细胞仍有可能抑制T 细胞的正常功能,导致治疗无明显效果【解析】(1)特异性免疫包括细胞免疫和体液免疫,根据以上分析可知,题干中提到了T淋巴细胞,未使用过的特异性免疫过程的专业术语有:细胞免疫、体液免疫、抗原、巨(吞)噬细胞、呈递、淋巴因子、效应T 细胞、效应B 细胞(浆细胞)、记忆T细胞、记忆B细胞、抗体等。
(2)根据题中信息“针对PD-L1 的单克隆抗体(mAb)”,说明单克隆抗体(mAb)能特异性与PD-L1结合,因此结合图1 信息可知,单克隆抗体(mAb)可以与肿瘤细胞表面的PD-L1特异性结合,阻止了PD-L1与T细胞表面的PD-1蛋白的结合,从而解除对T细胞的抑制,那么特异性免疫就能正常发挥作用,因此效应T细胞对肿瘤细胞能够发挥有效的杀伤作用,避免肿瘤的形成。
酶的分子结构和功能
酶的分子结构和功能酶是生物体内的一类特殊蛋白质,它们在生物体内参与调节和促进生物化学反应的进行。
酶具有高度特异性和活性,是维持生命活动的关键分子。
本文将详细介绍酶的分子结构和功能。
一、酶的分子结构1.蛋白质部分:酶的蛋白质部分通常由一个或多个多肽链组成。
每个多肽链都是由氨基酸通过肽键连接而成的。
多肽链的氨基酸组成决定了酶的氨基酸序列,进而决定了酶的三维结构和功能。
酶的氨基酸序列可以由基因的DNA序列决定,通过翻译和转录过程合成出来。
2.辅因子部分:辅因子是酶分子中与蛋白质部分结合的非蛋白质分子。
辅因子可以是无机物,如金属离子(如铁、镁、锌);也可以是有机物,如维生素、辅酶等。
辅因子与酶蛋白质部分的结合使得酶的催化活性得以最大程度地发挥。
1.一级结构:一级结构指的是酶的氨基酸序列。
氨基酸序列的不同决定了酶的特异性和功能。
2.二级结构:二级结构是通过氢键和其他非共价键相互作用形成的空间结构,主要包括α-螺旋和β-折叠。
这些二级结构的形成使得酶获得一定的稳定性。
3.三级结构:三级结构是酶分子的整体折叠形式,是由多条多肽链的二级结构相互作用形成的。
4.四级结构:有些酶由多个多肽链组合而成,多肽链之间通过非共价键相互作用,形成四级结构。
四级结构的稳定性直接影响了酶的功能和催化活性。
二、酶的功能酶的主要功能是催化生物化学反应的进行,它可以加速反应速率,降低反应所需的能量,提高反应的选择性。
1.催化活性:酶通过与底物结合,降低反应的活化能,加速反应速率。
酶在催化反应中通常会与底物形成酶-底物复合物,然后通过调整底物的构象、提供合适的反应环境等方式,促使底物发生反应,最终得到产物。
酶与底物之间是亲和性相互作用,通过亲和力增加反应速率。
2.选择性:酶具有非常高的特异性,可以选择性地识别和结合底物。
酶与底物间的结合是通过亲和性相互作用实现的,不同底物与酶结合的结合位点和方式各不相同,使得酶能够识别不同的底物并进行调节。
1.什么是顺式作用元件和反式作用因子,并举例。
1.什么是顺式作用元件和反式作用因子,并举例。
答:顺式作用元件是指对基因表达有调节活性的DNA序列,它作为一种原位顺序,其活性只影响与其自身处在同一个DNA分子上的基因;同时,这种DNA序列通常不编码蛋白质,多位于基因旁侧或内含子中。
简单的说,顺式作用元件是指影响自身基因表达活性的DNA序列(如转录启动子和增强子)。
反式作用因子是指其基因产物将从合成的场所扩散到其发挥作用的其他场所,游离的基因产物扩散至目标场所的过程为反式作用。
调控转录的各种蛋白因子总称反式作用因子。
其编码基因与其识别或结合的靶核苷酸序列不在同一个DNA分子上。
如RNA聚合酶。
2.简述tRNA三级结构特点与其功能之间的关系。
答:tRNA三级结构是在二级结构的基础上经过进一步折叠扭曲形成倒L形。
此结构反映了tRNA的生物学功能,因为tRNA上所运载的氨基酸必须靠近位于核糖体大亚基上的多肽合成位点,而tRNA的反密tRNA的Array 3答:①N端4答:α螺旋构成,当25答:内含子及3′6.1,57.什么是叫答:C值C低等生物C8.请列出51转运RNA hnRNA 成熟mRNA的前体 5小核RNA snRNA 参与hnRNA的剪接 6小胞浆RNA scRNA/7SL-RNA 蛋白质内质网定位合成的信号识别体的组成成分 7反义RNA anRNA/micRNA 对基因的表达起调节作用 8核酶 Ribozyme RNA 有酶活性的RNA二、问答题1.什么叫PCR?试比较PCR与DNA复制的不同点。
答案:略2.请画出大肠杆菌色氨酸操纵子的结构示意图,简述其表达调控中的转录弱化作用。
3.请画出大肠杆菌乳糖操纵子的结构示意图,阐述其正调控和负调控机制。
在乳糖操纵子调控模型中,负控诱导调节模式是主要的。
具体来说,在没有诱导物,如乳糖、IPTG、ONPG等存在时,LacI基因转录产物为阻遏物单体,再结合成四聚体,它们能与O区DNA相结合,从而阻遏基因转录,当有诱导物存在时,可使阻遏物变成不能与O区相结合的非活性形式,从而RNA聚合酶可与Lac启动区相结合,起始基因转录。
罗丹明染色皮克林步骤及原理-概述说明以及解释
罗丹明染色皮克林步骤及原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述罗丹明染色是一种常用的细胞染色方法,用于检测细胞核以及细胞内某些特定结构的存在和性质。
它以罗丹明染料为染料剂,通过染料与细胞内某些物质的特异性亲和作用,使目标物质在镜下呈现出明亮的红色或橙色。
在细胞生物学和组织学研究中,罗丹明染色被广泛应用于生物样本的分析和观察。
其简便的操作步骤和准确的染色结果使得罗丹明染色成为一种常用的染色方法。
此外,罗丹明染色还具有极高的特异性和敏感性,可以用于检测DNA、RNA、蛋白质以及细胞膜的分布情况和数量。
因此,它在细胞生物学、分子生物学、遗传学等领域起着重要作用。
本文将介绍罗丹明染色的步骤及原理,并对其优缺点以及应用领域进行讨论。
通过对罗丹明染色的学习,我们可以更好地理解细胞结构和功能,为进一步的研究提供基础和指导。
1.2文章结构文章结构部分内容:文章结构部分主要描述了本文的布局和组织方式,以帮助读者更好地理解文章的内容和思路。
本文按照以下结构进行组织和阐述:1. 引言:介绍了本文的研究背景、意义和目的,为读者提供了一个整体的概览。
2. 正文:分为三个主要部分,分别是罗丹明染色步骤、罗丹明染色原理和优缺点及应用。
在正文部分,将详细叙述了罗丹明染色的实际步骤、染色结果观察和该染色方法的基本原理。
3. 结论:总结了罗丹明染色步骤及原理的要点,对其应用前景进行了展望。
通过以上结构的组织,本文全面而系统地介绍了罗丹明染色的步骤和原理,并对其进行了评价和应用展望。
这样的结构,既清晰明了,又能够帮助读者更好地理解和掌握文章的内容。
1.3 目的一、目的罗丹明染色是一种常用的细胞染色方法,在细胞生物学和医学领域具有广泛的应用。
本文旨在介绍罗丹明染色的步骤和原理,以及分析其优缺点和应用领域,从而帮助读者更好地了解和应用这种染色技术。
具体而言,本文的目的包括以下几个方面:1. 介绍罗丹明染色的步骤:通过细致的分析和详细的描述,向读者展示罗丹明染色的具体步骤,包括准备工作和染色过程。
浅析几种促进DNA扩增更高效的添加剂
浅析几种促进DNA扩增更高效的添加剂PCR添加剂在PCR过程中扮演着至关重要的角色,它们通过不同的机制作用于PCR反应的各个阶段,从而影响扩增效率、特异性和产量。
以下将详细阐述几种常见PCR添加剂的作用机理。
一、降低DNA的二级结构(一)二甲基亚砜(DMSO)1.作用机理:DMSO在PCR反应中主要通过降低DNA的二级结构稳定性来发挥作用。
具体来说,DMSO能够与DNA链上的水分子发生相互作用,减少水分子与DNA链的氢键结合,从而降低DNA的熔解温度(Tm)。
这种作用使得DNA链在较低的温度下就能发生解链,有利于引物与模板DNA的结合和DNA聚合酶的延伸。
然而,DMSO也会降低Taq聚合酶的活性。
因此,在使用DMSO 时需要在模板接近率和聚合酶活性之间找到平衡。
过高的DMSO浓度可能会抑制PCR反应,而过低的浓度则可能无法充分发挥其降低DNA二级结构的作用。
2.优化建议:尝试不同的DMSO浓度(如2%到10%),以找到最适合自己实验的浓度。
注意在调整DMSO浓度的同时观察PCR反应的特异性和产量变化。
考虑DMSO对PCR反应其他成分(如dNTPs、引物等)的潜在影响,并相应地进行优化调整。
(二)甜菜碱1.作用机理:甜菜碱(Betaine)是一种渗透压保护剂,在PCR反应中通过减少DNA二级结构的形成来提高扩增效率。
具体来说,甜菜碱能够与DNA链上的负电荷基团发生相互作用,降低DNA链间的静电斥力,从而减少DNA二级结构的形成。
这种作用使得DNA链在PCR反应过程中更容易被引物结合和聚合酶延伸。
此外,甜菜碱还能提高PCR反应的特异性。
它能够通过消除DNA融化/变性时对碱基对组成的依赖来减少非特异性扩增的发生。
这使得甜菜碱在扩增富含GC的DNA序列时尤为有效。
2.使用建议:使用甜菜碱或一水甜菜碱作为PCR添加剂,而不是盐酸甜菜碱。
因为盐酸甜菜碱可能会影响PCR反应的pH值从而影响酶的活性。
推荐的甜菜碱浓度范围为1-1.7M,具体浓度需根据实验条件进行优化。
细胞生物学C名词解释
细胞生物学C名词解释【1】细胞膜与物质的转运一、名词解释1. cell membrane〔细胞膜〕也称质膜,是指包围在细胞质外周的一层由蛋白质、脂类和糖类等物质组成的生物膜。
2. biological membrane/biomembrane〔生物膜〕细胞膜和细胞内各种膜性结构的统称。
3. unit membrane〔单位膜〕不同的生物膜在电镜下呈现一种较为一致的“两暗夹一明”的3层结构,即电子密度较高的内外两层〔2nm×2〕夹着电子密度较低的中间层〔〕。
4. amphipathic molecule〔两亲性分子/双亲媒性分子〕像磷脂分子那样的,既具有亲水的极性头部,又具有疏水的非极性尾部的分子。
5. head group〔头部基团〕磷脂分子中亲水的小基团位于分子的末端与带负电的磷酸基团一起形成的高度水溶性的结构域,极性很强。
6. integral/intrinsic/transmenbraneprotein〔整合/内在/穿膜蛋白〕有的膜蛋白通过α-螺旋〔也有β-片层〕一次或多次穿膜而镶嵌在脂双层中。
7. extrinsic/peripheral protein〔外在/周边蛋白〕是一类与细胞膜结合疏松〔非共价键〕、不插入脂双层的蛋白质,分布于质膜的胞内侧或胞外侧。
8. lipid anchored/linked protein〔脂锚定/连接蛋白〕与外在蛋白类似位于膜的两侧、不穿膜,但以共价键和脂双层中的脂质分子结合。
9. the fluidity of cell membrane〔细胞膜的流动性〕是指构成细胞膜的膜脂和膜蛋白处于不断的运动状态,是保证细胞正常功能的重要条件。
10. liposome〔脂质体〕脂质分子在水相中会自发形成脂质双分子层。
为了防止其两端疏水尾部和水的接触,游离端往往可以闭合形成一种自我封闭的稳定的中空结构,称为脂质体。
11. phase transition〔相变〕由于温度的改变导致膜状态的改变。
CAAT区_增强子结合蛋白_C_EBP_的结构与功能
Progress of Bioinformatics Database Services.LI We-i Zhong,WANG Ren -Xiao,LIN Da -Wei,MAO Feng -Lou,HAN Yu -Zhen,LAI Lu -Hua (I nstitute o f Physical Chemistry ,Peking University ,Beij ing 100871,China).Abstract Bioinform atics is one of most active fields in life science.In recent years,various bioinformatics databases have appeared.The size of the database has g row n explosively,and the structure of database has been more complex.Now most databases are severedthrough the internet.The progress in alg orithm and software,integ ration of database and server -client structure m ake bioinformatics the pow erful tool in biology ,medicine and agriculture.In 1996the first netw ork -based bioinformatics server in China was established in Institute of Physical Chemistry,Peking University.Via the Internet,more than 70000scientist from all over the world have been served by the server.Key words bioinformatics,database,softw areCAAT 区/增强子结合蛋白(C/EBP)的结构与功能杨根焰 张永莲(中国科学院上海生物化学研究所,分子生物学国家重点实验室,上海200031)摘要 C/EBPs 是一组耐热的转录调控因子.其作用范围广泛,既参与正常的生理代谢过程,又与多种疾病的发生和发展相关;其作用方式多样,对转录的调控既有正效应又有负作用.C/EBPs 的这种功能多样性是与其结构的特征性相联系的,它们属于bZI P 蛋白家族.自身或与其他异构体形成蕴含着不同调控信息的同源或异源二聚体,并且能与多种蛋白质因子协同作用,决定C/EBPs 发挥作用的方式和细胞特异性.关键词 C/EBPs,转录调控因子,bZI P 蛋白学科分类号 Q71C/EBP 蛋白(CAAT/enhancer binding pro -teins)因其能与启动子的CCAAT 区及多种病毒增强子相结合故名.最早的C/EBP 蛋白即C/EBP A 是1987年从大鼠肝中分离得到的,到目前为止报道的C/EBPs 有六类,分别为C/EBP A ,C/EBP B ,C/EBP D ,C/EBP C ,GADD153(CHOP),C/EBP E 以及一个表达还未得到鉴定的基因CRP1.C/EBPs 具有多种多样的功能,它们有的结合在同一元件上协同作用,有的在一定的组织或细胞中发挥其特异的作用;既有正效应亦有负效应,与其他蛋白质因子一起组成复杂精细的调控网络,在细胞增殖、分化、信号传导、肿瘤发生以及机体的免疫、应激反应、能量代谢、血液生成等方面发挥重要作用.C/EBPs 的这些功能是与其特定的结构相联系的(图1).C/EBPs 发挥反式调控作用有三个必需的功能域[1]:a 1稳定功能域(SR).位于C/EBPs 的N 端,能起到稳定C/EBP 蛋白结构的作用.b 1DNA 结合功能域(DBD).位于C/EBP 的C 端包括亮氨酸拉链区(LZ)和碱性氨基酸区(BR).两个C/EBP 异构体的LZ 区通过A 螺旋的交互作用形成C/EBPs 的同源或异源二聚体,然后成对的BR 区结合在DNA 上.具有这种保守结构的蛋白质又称为bZIP 蛋白.c 1激活功能域(AD)位于DBD 区和SR 区之间.有趣的是,C/EBP 包含两个功能上可相互促进但不相互依赖的激活功能域AD1和AD2,且AD1的激活功能强于AD2.图1 C/EBPs 的功能域示意图1 C/EBP A从整体上来看,C/EBP A 的基本作用是建立和维持分化状态并抑制生长.111 C/EBP A 的结构C/EBP A 除有图1所示的C/EBPs 的必需功能收稿日期:1997-09-14,修回日期:1998-02-22域外,在结构上还有其自身的特点.a1C/EBP A在AD2激活功能域内部存在一个负调控功能域[1]. b1C/EBP A有42ku和30ku两种异构体,分别称为P42C/EBP A和P30C/EBP A.它们是由同一个mRNA 通过/核糖体跳跃机制0翻译得到的产物[2]. P42C/EBP A在N端比P30C/EBP A长出12ku的区域内含具有转录激活功能较强的AD1区及抑制有丝分裂的功能域,因此P30C/EBP A转录激活功能较弱,且没有抗有丝分裂的作用,因而不能抑制细胞的增殖.112C/EBP A的功能与上述C/EBP A的结构相联系的是其转录调控功能表现为正负两个方面.11211C/EBP A对转录的激活作用a1C/EBP A与能量代谢及营养有关:如它能结合磷酸醇式丙酮酸羧激酶基因(PEPCK)、胰岛素受体基因(InsR)等与能量代谢有关的基因的启动子区加强其转录激活功能.在脂肪细胞分化的过程中C/EBP A亦发挥多种功能:(1)激活能产生脂肪细胞表型的一组基因的转录并使脂肪在细胞中累积,如导致小鼠和人肥胖症的肥胖基因的启动子就是C/EBP A作用的靶位点.(2)在未分化的脂肪细胞中C/EBP A与肿瘤抑制因子p53协同作用激活g add45基因的转录阻断有丝分裂的进行,使脂肪细胞停止增殖,转向分化[3].b1C/EBP A在血液系统中的作用:骨髓造血干细胞分化为成熟的中性粒细胞和嗜酸性粒细胞的过程中有关基因的转录调控受粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)等影响,而C/EBP A对GM-CSF、M-CSF基因的启动子的活性有重要作用.尽管C/ EBP A、C/EBP B、C/EBP D都能结合M-CSF基因的启动子上,但以C/EBP A结合较强、数量较多,没有C/EBP A就不会有M-CSF的表达.此外,C/ EBP A还与凝血功能有关,它能参予调控与血液凝固相关的FactorÙ的基因转录调控.11212C/EBP A对转录的抑制作用a1C/EBP A对病毒基因转录的抑制:C/EBP A 能结合在许多病毒所共有的核心序列GT GG(T/ A)(T/A)(T/A)G上,如猿猴病毒SV40、肝炎病毒HBV、鼠肉瘤病毒以及数种鸟类逆转录病毒的LTR区,并抑制SV40、HBV基因的转录. Raug ht等也报道C/EBPs能下调艾滋病毒H IV-1的启动子的活性[4].矛盾的是HBV寄宿在肝中,而对其起转录抑制作用的C/EBP A亦在肝中最为富集.或许有其他正作用的因子抵消C/EBP A的这种抑制作用,不同的反式调控因子可以结合在同一顺式元件上,最终决定基因表达的开关是各种不同浓度的正、负因子综合作用的结果.因此对这一机制进行研究如能相对提高C/EBP A对HBV、HIV等病毒基因转录的负调控作用,则对防治肝炎病毒甚至是艾滋病毒都是有重要意义的.b1C/EBP A在急性时相反应中的作用:A1酸性糖蛋白(AGP)是由肝脏合成的一种急性时相蛋白,AGP基因的转录起始位点上游有一个急性时相反应元件(APRE).正常情况下APRE上结合的主要是C/EBP A,此时AGP的表达水平较低;在急性时相反应时C/EBP A被C/EBP B所代替,AGP 的血浆蛋白浓度快速显著地升高.因此C/EBP A对AGP的活性有减弱作用.有趣的是APRE上C/ EBP的结合位点与糖皮质激素效应元件(GRE)相重叠,GR和C/EBP虽不能同时结合在APRE 上但二者对IL-6和地塞米松诱导的反应都是必需的.为此Rigaus提出GR的/hit and run0作用机制,即GR的结合只是改变染色质的结构然后就离开.染色质结构的改变使得C/EBP A-C/EBP B的交换更为容易并协调C/EBP B对AGP的转录激活作用.总之,C/EBP A具有如下特点:a1分布有一定的时空限制性.在空间上,C/EBP A主要分布在脂肪和胆固醇代谢旺盛的组织中,如肝、脂肪、小肠、肺、肾上腺、和胰腺等;在时间上,C/EBP A 位于已经分化好的无增殖能力的终端的细胞中.b1发挥作用有一定的细胞特异性.c1功能上的两极性.C/EBP A对转录调控有正、负两个方面的作用.2C/EBP BNF-IL6是从人的成胶质细胞瘤中发现的第一个与C/EBP A相关的蛋白质.随后在大、小鼠中先后克隆出其同源蛋白的编码基因,根据它们不同的功能分别命名为IL-6DBP、LAP、CRP2、AGP/ EBP等,1991年Cao等又从3T3-L1脂肪细胞中克隆到这一同源蛋白基因,称为C/EBP B.此后为避免命名的混乱,就按C/EBP蛋白发现的前后依希腊字母顺序命名以前按其功能命名的各C/EBP蛋白.上述同源蛋白因与C/EBP A相关而被统称为C/EBP B.211C/EBP B的结构21111C/EBP B有LAP和LIP两种异构体:与C/EBP A一样,C/EBP B也能由同一个mRNA通过/核糖体跳跃机制0编码两个蛋白LAP和LIP. LIP缺少LAP N端的激活功能域(AD区),因此它与LAP形成异二聚体或自身形成同源二聚体能结合在C/EBP同源序列上减弱或解除LAP的转录激活作用,故名抑制蛋白.LAP在一个很宽的浓度范围内都有激活基因转录的作用,LIP的存在就能缩小其发挥作用的有效浓度范围,因此LAP/ LIP的比率本身就是一个调控信息,如在大鼠发育过程中LAP/LIP的比率不断增加;在乳腺发育过程中C/EBP的水平变化相当剧烈,怀孕前后LIP 的量相差100倍,整个孕期LAP/LIP的比例都保持在低水平.21112C/EBP B有抑制功能域:Williams等通过突变实验在C/EBP B DBD区鉴定到两个对其功能起负调控作用的元件,称为RD1和RD2.RD1靠近N端的激活功能域,影响C/EBP B的转录激活功能,RD2靠近C端DBD区,影响C/EBP B结合DNA的能力[5].此外,RD2与C/EBP B作用的细胞特异性有关.212C/EBP B的功能C/EBP B具有多种功能,有些是和C/EBP A协同而有相同的功能,如对肝中白蛋白基因、肿瘤坏死因子T NF基因等的转录调控都有二者的共同参予.有些功能是C/EBP B所特有的,这是与C/ EBP B结构特点相联系的.21211C/EBP B是一种磷酸化蛋白,其功能多是通过信号传导途径来实现的,它能应答多种胞外信号分子通过磷酸化特定位点氨基酸残基而使其活性增加.如IL-6可以通过信号蛋白p21ras磷酸化C/ EBP B N端的T hr235而使C/EBP B的反式激活功能增加5~10倍.C/EBP B还可受其他信号通路的影响在其不同部位得到磷酸化修饰,如C/EBP B能响应胞内钙离子水平而在LZ区进行磷酸化修饰,蛋白激酶C的激动剂T PA可以使C/EBP B AD区的Ser105磷酸化,这些修饰可以加强C/EBP B的反式激活功能但并不影响其结合DNA和二聚化的能力.21212C/EBP B DBD区赋予其功能特异性:大鼠CYP2D5P-450基因是在出生后才在肝中被激活的,虽然大鼠肝中富集C/EBP A和C/EBP B,但只有C/EBP B能够在SP1的协同下激活此基因,如把C/EBP B的N端激活功能域接到C/EBP A的DBD 功能域上组成的融合其蛋白没有此功能,说明C/EBP B DBD区中的LZ及BR功能域能与SP1协同决定C/EBP B对CYP2D5P-450基因作用的特异性[6]. 21213其他:a1C/EBP B与药物转运有关:C/EBP B 能与NF-Y协同作用调控编码胞膜药物转运蛋白P-糖蛋白基因的表达[7].b1与抗病毒有关:C/EBP B 是人11型乳瘤状病毒(H PV11)的抑制子,它能抑制此病毒的复制和转录[8].c1与细胞周期有关:成视网膜细胞瘤蛋白(RB)作为NF-IL6的分子伴侣在调控细胞的分化和分裂周期方面起重要作用[9].3C/EBP CC/EBP C因其与免疫球蛋白重链(IgH)的增强子结合蛋白E(L EBP-E)有相同的结合特性,因此又名Ig/EBP.311C/EBP C的结构C/EBP C具有图1所示的典型的C/EBP蛋白结构,特别是其LZ区高度保守,几乎能与C/EBP 家族的所有成员形成异二聚体.312C/EBP C的功能31211与免疫有关:C/EBP C分布广泛,但以早期B细胞含量最多,且是唯一的E位点结合蛋白,因此C/EBP C似乎与早期B细胞中VH启动子的转录活性有关.早期B细胞低水平的转录可促进后续免疫球蛋白基因的重排.在B细胞晚期和浆细胞中C/EBP B和C/EBP C同时存在,二者都对Ig-VH启动子区的E位点的转录调控起重要作用. 31212其他:C/EBP C与C/EBP A形成异二聚体可以结合在鼠白蛋白基因的启动子及RSV病毒LTR中的EFÒ位点.由于C/EBP C存在的广泛性,因此它可能是一个辅助性的而非特异性的调控因子.大多数基因都是由多个顺式DNA元件进行调控的,而且同一个DNA元件上可以结合多种蛋白质因子,这些蛋白质因子当中有象C/EBP C类的表达广泛的,也有具严格组织和细胞特异性的,后者决定了基因转录的特异性而前者起协同和辅助作用.4C/EBP DC/EBP D依据其不同的功能又名CRP3,NF-IL6B,CELF.411C/EBP-D的结构在C/EBP D的DNA结合功能域中的BR区中缺少一段11个氨基酸的碱性多肽,因而其结合DNA的能力较弱,依次为C/EBP B>C/EBP A> C/EBP D.412C/EBP-D的功能41211与急性时相反应的关系:上文谈到在急性时相反应时取代C/EBP B发挥关键作用,实际上C/EBP B和C/EBP D都参与急性时相反应,它们是在不同时间不同层次上发挥作用的.在急性时相反应的早期,IL-6等炎症介质修饰活化核内已有的C/EBP B,这时C/EBP B的同源二聚体对急性时相反应有关基因的活化起关键作用.然而仅此不足以活化所有急性时相反应基因,在后期C/EBP D被诱导表达,与NF-IL6形成转录激活功能更强的异二聚体使得急性时相反应相关基因都高水平地表达. 41212参与基础水平的转录调控.如缺少TATA 盒的CFT R基因转录的起始位点的限定就是在C/ EBP D(CELF)和CRE上的转录因子以及其他蛋白质因子的共同参与下调控的[10].41213在脂肪细胞分化过程中的作用:C/EBP-D 是3T3-L1前脂肪细胞分化早期阶段的转录激活因子.5C HOP(GADD153)Ron等[11]用32P标记C/EBP B蛋白的DBD区筛选3T3-L1脂肪细胞cDNA表达文库得到一个克隆CHOP-10,与鼠源的GADD153有很高的同源性. 511C HOP(GADD153)的结构对CH OP(GADD153)的序列分析发现C/ EBPs BR区中对DNA结合至关重要的丙氨酸和赖氨酸在CHOP中被两个脯氨酸所替.因此,CHOP 可与C/EBPs形成异聚体却不能结合在C/EBP的效应元件上,从而使得C/EBP对基因转录的调控作用无法体现.512C HOP(GADD153)的功能CHOP(GADD153)是C/EBPs的/负调节剂0:在转染的HepG2细胞中CHOP使C/EBP A和C/EBP B激活的启动子功能减弱.上文谈到C/ EBP B能影响细胞周期,由于CHOP对C/EBP B的负调节作用,使得细胞增殖停滞并随后导致程序性细胞死亡[12].6C/EBP EC/EBP E是哺乳动物体内专一调控骨髓基因转录的C/EBP类蛋白,其序列与大鼠CRP1基因高度同源[13].611C/EBP E的结构C/EBP E是C/EBP蛋白家族中最新发现的磷酸化蛋白,其LZ区与其他C/EBP蛋白同源性较低,其同源二聚体不能形成,也未发现与其他蛋白形成异源二聚体.612C/EBP E的功能RNA印迹分析表明C/EBP E cDNA的表达具有高度的特异性.它激活骨髓细胞中的mim-1和hMPO启动子的转录并可使骨髓细胞大量增殖. C/EBP E进行这种调控的精确机制尽管目前还不清楚,但对其做进一步的研究对了解骨髓细胞的分化和增殖过程无疑是有重要意义的.7小结自1987年首次克隆C/EBP A基因至今的10年时间里C/EBPs方面的研究论文已有数百篇之多.以前对这些转录因子的研究只是从基础理论方面进行探讨,现在看来其实际应用价值也是巨大的.所以要说起始的研究热潮是源于对C/EBPs相关基因和蛋白质的克隆和分离的话,那么近年来C/EBPs 研究的再次升温则是因为其结构的特异性和功能的多样性引发的.C/EBP蛋白对基因转录的调控是多层次、多因子、有一定时空秩序的复杂精细的调控.a1C/EBPs转录调控的时空秩序性:在空间上,宏观方面C/EBPs的组织分布不同;微观方面, CHOP与其他C/EBPs不同的是它不仅存在于胞核内,而且在胞浆中也存在.在时间上,C/EBPs发挥作用有一定的顺序性.如脂肪细胞的分化是包括C/EBP A、C/EBP D、C/EBP B和CHOP等在内的很多因子依一定的时空秩序引发的.b1C/EBPs转录调控的精细性和复杂性:首先,C/EBPs家族各成员可以通过亮氨酸拉链(LZ 区)形成同源或异源二聚体(表1),它们之间的比例蕴含着不同的调控信息.第二,C/EBPs可与其他蛋白因子如NF-J B、GR、myb、SP1等多种因子协同作用决定C/EBPs发挥功能的细胞特异性.第三,C/EBPs结构多样,同一个C/EBP-mRNA 可以翻译出功能不同甚至相反蛋白,它们使得C/ EBPs的调控变得更为精细.第四,C/EBPs对DNA序列结合的选择性低,为回文对称的直接相连的两个位点(A/G)TT GCG(C/T)AA(C/T)[14].因此C/EBPs可以结合在很多基因的不同启动子上对其转录进行调控,因而作用范围十分广泛.c1C/EBPs转录调控的多层次性:C/EBPs至少可以自下至上在三个层次上参与转录调控,(1)多因子协同作用.这一结论通过前面的综述很容易得到.(2)染色质结构的改变,见本文C/EBP-B在急性时相反应中的作用一节.(3)细胞间对话,通过信号传导途径来实现.表1C/EBPs异构体的性质异构体分子质量/kuDNA结合活力二聚化作用同源二聚体异源二聚体反式激活作用C/EBP A42++B,D,CH OP+C/EBP A-3030+ND ND+C/EBP B(LAP)31++B(LIP),A,D+C/EBP B(L IP)20++B(LAP)-C/EBP D29++A,B+CH OP29(19)-+A,B-C/EBP C24++A,B,D+C/EBP E32+ND ND ND注:除CHOP根据S DS-PAGE所定的分子质量(29)与按氨基酸组成所计算的分子质量(19)不同外,表中所列的分子质量都是两种方法都吻合的.A:C/EBP A;B:C/EBP B;D:C/EBP D;ND:未定.参考文献1Nerlov C,Ziff E B.Three levels of functional interaction determine the activity of CCAAT/enhan cer bindi ng protei n-alpha on the serum albumin promoter.Genes Dev,1994,8(3):350~362 2Ossipow V,Descombes P,Schibler AAT/enhancer-bi n ding protein mRNA is translated i nto multiple proteins w i th different transcription activation potential s.Proc Natl Acad Sci USA,1993, 90:8219~82233Constance C M,M organ J I,Umek R M.C/E BP alpha regulati on of the grow th-arrest-associ ated gene gadd45.M ol Cell Biol,1996, 16(7):3878~38834M ondal D,Alam J,Prakash O.NF-kappa B site-mediated negative regulati on of the HIV-1promoter by CCAAT/enhancer bi nding proteins in brain-derived cells.J M ol Neurosci,1995,5(4):241 ~2585Simon C W,M ark Baer,Allan J,et al.CRP2(C/EBP B)con-tai ns a bipartite regulatory domain that controls transciptional act-i vation,DNA binding and cell specificity.EM BO,1995,14(13):3170~31836Lee Y H,W i lliams S C,Baer M,et al.The ability of C/E BP beta but not C/EBP alpha to syn ergi ze with an Sp1protein is specified by the leucine zipper and activation domain.M ol Cell Biol,1997, 17(4):2038~20477Yu L,Wu Q,Yang C P,et al.T I:Coordination of transcripti on factors,NF-Y and C/EBP beta,i n the regulation of the mdr1b promoter.Cell Grow th Differ,1995,6(12):1505~15128Wang H,Liu K,Yuan F,et al.C/ebp beta is a negative regulator of human papillomavirus type11i n kerati nocytes.J Virol,1996, 70(7):4839~48449Chen P L,Riley D J,Chen-Kiang S,et al.Retinoblastoma pro-tei n directly interacts w ith and activates th e transcription factor NF-IL6.Proc Natl Acad Sci USA,1996,93(1):465~469 10Pittman N,Shue G,LeLeiko N S,et al.Transcri ption of cystic fibrosi s transmembrane conductance regulator requires a CCAAT-like element for both basal and cAM P-mediated regulation.J Bi ol Chem,1995,270(48):28848~2885711Ron D,Habener J F.CHOP,a novel developmentally regulated nuclear protein that dimerizes w ith transcription factors C/EBP and LAP and functions as a dominant-negative inhibitor of gene transcription.Genes Dev,1992,6(3):439~45312Eymin B,Dubrez L,All ouche M,et al.Increased gadd153 mes senger RNA level is ass ociated w ith apoptosis i n human leuk emic cells treated w i th etoposide.Cancer Res,1997,57(4): 686~69513Chumakov A M,Gri llier I,Chum akova E,et al.Clon i ng of the novel human myeloid-cel-l specific C/EBP-epsi lon trans cription factor.M ol Cell Biol,1997,17(3):1375~138614Schwarz E J,Reginato M J,S hao D,et al.Retinoic acid blocks adipogenesis by inhibiting C/EBPbeta-mediated transcription.M ol Cell Biol,1997,17(3):1552~1561The Function and Structure of C AAT/enhancer Binding Protein(C/EBP).YANG Gen-Yan, ZHANG Yong-Lian(Shanghai Institute o f Biochemistry,S tate-key Laboratory o f M olecular Biology,The Chinese Academy o f Sciences, Shanghai200031,China).Abstract C/EBPs are a group of heat-stable transcription factors w hich function extensively. They not only involved in normal process of physiological metabolism but also are related to the occurrence and development of many kinds of disorders.C/EBPs have multiple modes in w hich they act as activator or inhibitor in regulating transcription.All these various functions of C/EBPs are related to their special structures that characterize the members of bZIP family.With themselves or other isoforms,C/EBPs can form homodimers or heterodimers that contain different regulational informations.Furthermore,they can interfere w ith a w ide variety of protein factors,thus the mode and specificity of the functions of C/EBPs are determined.Key words C/EBPs,transcription factors,bZIP protein。
㊣★细胞亚显微结构与功能
∴整个胰岛素分子中的肽键数 =(a-1)+(b-1)=(a+b)-(1+1)=氨基酸数-肽链数 7.关于“蛋白质结构多样性的原因”,很多同学都只写出 了氨基酸的三条,而忘记了“多肽链的空间结构”。
“核酸”学习指导:凡有结构式,须掌握元素组成, 并比较。 命题视角:同位素示踪法对放射性元素的选择, 以及元素的动态转移与变化过程。如标记的T、U、 S、P-DNA等。 读图提示:形状的含义在于突出碱基互补配对; 碱基的大小比较; 异同点:嘌呤与嘧啶,T与U,DNA与RNA 结构层次。 针对图:首先准确识别,然后两两比较。 共同之处:元素及基本组成物质与排列顺序。 不同之处:关键在于五碳糖的不同;T与U的分岭! 提醒:不同生物、不同细胞内的不同结构中,含 有的核苷酸的种类、碱基的种类。
第3章 生命的结构基础 (The Structural Basis of Life)
【学法提示】比较/归纳,形成系统的知识结构 【基本思想】结构与功能相统一;局部与整体相 统一;生物进化观点;生物多样性观点。 【章首图说明】 ■图中画出了哪些细胞? ■比较一下,动植物细胞在亚显微结构上有何不 同点? ■章首图的旁注说了哪两句话?
5.肽键的书写缺少两个小短横线,误写为“CO-NH”。应该 是:-NH-CO-。 6.形成肽链是,氨基酸数、脱去的水分子数、肽键数、肽 链数之间的关系式。 肽键数(脱水数) = 氨基酸总数 — 肽链数。 以含有两条肽链的胰岛素分子为例。胰岛素分子由2条肽 链组成,它们的氨基酸数分别为20和31个。则一个胰岛素 分子中的肽键数是多少呢? 肽链1 肽链2 含a个氨基酸,肽键数=a-1 含b个氨基酸,肽键数=b-1
去污剂通过形成微团乳化油和烃的示意图
《有机物》学案中的问题与警示 1.元素组成。有的同学将脂肪的成分写成C、H。你能说出 所学的有机物中的元素组成吗?【核酸的元素呢?】 2.氨基酸的通式有人把-NH2与C的连接元素写错了!有人 忘记写“-R”了。正确的书写如下:
药物的化学结构和药效的关系
离子通道( ion channel )
绝大多数通道蛋白形成的与离子转运有关 的有选择性开关的多次跨膜通道.
特点
一 具有离子选择性,离子通道对被转运离 子的大小与电荷都有高度选择性,而且转运 速率高,其速率是已知任何一种载体蛋白的 最快速率的1000倍以上.
2021/1/12
16
二 离子通道是门控 离子通道的活性由通
NO2 ≥ COOH > COCH3> CHO > OH >
NHCOCH3> NH2 > CONH2 > SO2NH2
2021/1/12
40
2、解离度对药效的影响
□ 有机药物多数为弱酸或弱碱,在体液中只 能部分离解
□ 药物的离子型和分子型在体液中同时存在
□ 通常药物以分子型通过生物膜,进入细胞 后,在膜内的水介质中解离成离子型,以 离子型起作用。
□ 与药物结构、理化性质密切相关
□ 其作用与体内特定的受体相互作用有关
□ 同一药理作用类型的药物与某一特定的受体 相结合,在结构上往往具有某种相似性
□ 同类药物中化学结构相同的部分称为该类药
2021/1物/12 的基本结构(药效结构)
3
药物和受体的相互作用
2021/1/12
4
药物效应动力学
1 药物的基本作用
1 药物的基本作用
22
药物的作用靶点
3 药物的作用机制
44
药物与受体
■以受体为靶点 ■以酶为靶点 ■以离子通道为靶点 ■以核酸为靶点
2021/1/12
7
药物效应动力学-受体
2021/1/12
8
常见与受体有关的药物
受体
药物
分析化学中的特异性分析方法
分析化学中的特异性分析方法分析化学是一门研究物质的组成、性质、结构及其变化规律的科学。
特异性分析方法是分析化学中的重要分支,它主要用于确定物质中某一特定组分或性质,具有高度的选择性和灵敏性。
在科学研究、工业生产、环境监测、临床诊断等领域具有重要应用价值。
二、特异性分析方法分类1.光谱分析法:根据物质对电磁波的吸收、发射或散射等特性进行分析,如紫外光谱、红外光谱、原子光谱、发射光谱等。
2.色谱分析法:通过物质在固定相和流动相之间的分配行为进行分离和分析,如气相色谱、液相色谱、薄层色谱、离子交换色谱等。
3.电化学分析法:利用电化学原理对物质进行分析,如伏安法、极谱法、电位滴定法、库仑法等。
4.质谱分析法:根据物质的质量、结构等信息进行分析,如离子阱质谱、飞行时间质谱、串联质谱等。
5.核磁共振分析法:利用物质分子内部的核磁共振现象进行分析,如氢核磁共振、碳核磁共振等。
6.生化分析法:通过生物化学反应或生物分子间相互作用进行物质分析,如酶活性分析、免疫分析、基因分析等。
三、特异性分析方法的选择与应用1.选择原则:根据被测物质的性质、浓度范围、干扰因素等选择合适的方法。
2.应用领域:(1)环境监测:测定大气、水体、土壤中的污染物,如重金属、有机物等。
(2)生物医学:诊断疾病、研究生物分子、监测药物浓度等。
(3)食品工业:检测食品中的营养成分、添加剂、有害物质等。
(4)工业生产:分析产品质量、原料组成、生产过程中的物质变化等。
特异性分析方法在分析化学中具有重要意义,通过不同原理和技术的运用,可以实现对物质的精确识别和定量分析。
掌握各类特异性分析方法的基本原理、仪器设备和应用范围,对于提高科学研究和实际生产的水平具有重要意义。
习题及方法:1.习题:紫外光谱法常用于测定哪个波长的光?解题方法:根据紫外光谱法的原理,了解其常用的测定波长范围。
答案:紫外光谱法常用的测定波长范围为200-400nm。
2.习题:气相色谱和液相色谱的主要区别是什么?解题方法:比较气相色谱和液相色谱的固定相、流动相及其相互作用。
细胞生物学名词解释
1、细胞€:H1细胞是由膜包被的能独立进行繁殖的原生质团,是一切生物体结构和功能的基本单位,也是生命活动的基本单位。
2、构件分子building block molecules细胞内的各种元素构成的30种的小分子化合物,它们是构成生物大分子的基本单位,所以把它们称为构件分子。
3、生物大分子biological macromolecure细胞内的大分子物质主要包括核酸,蛋白质,糖类,脂类以及它们的复合体,其分子质量巨大,结构复杂,功能多样,称为生物大分子。
它们是细胞生命活动的重要物质基础。
4、肽键peptide bond一个氨基酸的a-氨基与另一个氨基酸的竣基在体外加热或体内由酶催化,可以脱水缩合成多肽,此新生成的酰胺键被称为肽键5、肽peptide氨基酸通过肽键相连的化合物6、蛋白质的一级结构primary structure蛋白质肽链中氨基酸残基的排列顺序,包括生成二硫键的两个Cys残基的位置。
7、口只人的一级结构DNA中脱氧核糖核昔酸残基的序列8、特定化学物质的区室化分布(compartmenta1ization )真核细胞有复杂的内膜系统,将细胞内环境分隔成许多功能不同的区室。
区室化使每一种细胞器都有其特有的酶系统和其他大分子物质,行使不同的代谢和生理功能,不同代谢过程既相互联系又互不干扰,充分发挥各自在生命活动中的特殊作用。
内膜系统。
真核细胞中,在结构、功能或发生上相关的,由膜围绕而成的细胞器或细胞结构,如核膜、内质网、高尔基体、线粒体、叶绿体、溶酶体等。
9、核酸nucleic acid由核昔酸聚合而成的生物大分子10、脱氧核苷酸deoxyribonucleic acid,DNA由dAMP、dGMP、dCMP和dTMP四种脱氧核糖核昔酸聚合而成的生物大分子。
11、3',5'磷酸二酯键核酸链内的前一个核昔酸的3’羟基和下一个核昔酸的5,磷酸形成3',5'磷酸二酯键12、二级结构secondary structure多肽链中相邻氨基酸残基形成的局部肽链空间结构,是其主链各原子的局部空间排布主要形式:a螺旋、B折叠、B转角、n螺旋、随意卷曲主要化学键:氢键13、超二级结构(supersecondary structure)蛋白质多肽链上的一些二级结构单元,可有规律地聚集起来,形成aaa,郎B,BaB等结构称为超二级结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
创新论
坛16
我们已经采用Biacore X100系统对无标签的蛋白相互
作用进行分析,即对胱抑素B与木瓜蛋白酶结合的结构-功
能进行分析。
无标准浓度分析(CFCA)是Biacore X100系统的
一个创新功能,可以在不建立标准曲线的情况下进行蛋白
浓度测定。
用CFCA进行浓度测定可增加动力学参数的可信
性。
此外,即使重组蛋白活性降低,动力学参数的测定依
旧可信。
介绍
哺乳动物胱抑素B是木瓜蛋白酶样的半胱氨酸蛋白
酶,主要为组织蛋白酶B,H,K,L和S的一种可逆竞争抑制剂,
两者之间结合紧密。
这些蛋白主要参与非选择性细胞内蛋
白降解。
胱抑素B与木瓜蛋白酶复合体的三维结构显示出两
种蛋白主要通过疏水键相互作用(1),从抑制剂侧看这种疏
水作用主要通过N,C端和两个环状发夹结构(图1)实现。
在
本研究中,通过对一系列关键氨基酸残基进行替换发现第
二个结合环以及C末端对胱抑素B和木瓜蛋白酶的结合非常
重要。
图1.木瓜蛋白酶-胱抑素B复合物的晶体结构。
突变的胱抑素B侧链用红
色显示。
重组蛋白,尤其去除或替换部分氨基酸后,容易发生
不适当的折叠,从而导致对目标蛋白的结合能力丧失。
这
种活性的降低也常发生在保存时间过长或多次冻融后。
基
于A280的浓度测定并不能区分出分子是否具有与目标分子
结合的能力,从而给出不正确的动力学数据。
我们采用无标准浓度分析(CFCA),这是一种测量与特
异结合相关的蛋白浓度的创新方法,这种方法不需要建立
标准曲线。
CFCA测量的是与特异结合活性相关的蛋白浓
度,不需要依靠蛋白标准。
这是因为改变的结合速率会导
致流速的改变,而流速的变化是因为分子运输到感应器表
面受到了扩散的限制。
保留结合能力的检测
为了研究胱抑素B C端和第二个结合环上三个不同氨
基酸对木瓜蛋白酶结合的重要性,对其分别进行突变:将
第二个发夹环进行leu73-Gly和His75-Gly的替换,C末端进
行Tyr97-Ala的替换(2)。
由于有报导指出野生型胱抑素B有
可能会形成无活性的二硫键连接的二聚体,因此将这三种
突变配以Cys3-Ser替换作为变异体进行表达(3)。
野生型和
Cys3-Ser变异体作为参考蛋白进行分析。
由于没有标准蛋
白,因此采用无标准浓度分析(CFCA)进行蛋白浓度测定。
每种突变蛋白的浓度通过A280进行测定,并与CFCA测
定的具有特异结合能力的对应蛋白浓度进行比较。
浓度测定:在CFCA试验中,将高浓度(50 ug/ml注射
7 min)的S-(甲硫基)木瓜蛋白酶(MMTS-papain)固定在感应
器表面(感应芯片CM5,胺耦合),使固定水平保持在3000
RU左右。
该蛋白酶活性中心Cys25与甲硫基基团结合。
胱
抑素B变异体根据A280测量结果稀释至大约10 nM左右,
并以流速10和100 m l/min贯序注入,每个变异体做一个重
复,注射时间48 s。
每种流速加入空白注射作为对照。
浓
度通过Biacore X100计算软件中CFCA计算方法进行计算,
该软件通过Biacore扩散计算器web-tool配合一定的扩散系
数进行计算。
图2.通过A280测量(n=3)和CFCA(n=2)确定的突变体浓度。
计算用的摩尔
吸光系数参考文献4。
柱形图显示出胱抑素B变异体活性和A280测得的
总浓度之间的关系。
His75-Gly和Tyr97-Ala变异体,包括野生型和Cys3-Ser
变异体,其通过A280测量得到的浓度值和CFCA值吻合良
好(图2)。
而Leu73-Gly突变仅显示出9%的特异结合活性。
动力学特征
为了评估三种被替换的氨基酸对胱抑素B和木瓜蛋白
酶之间作用的重要性,采用单个循环动力学对每种变异体
的动力学特点进行鉴定(图3)。
动力学实验:采用标准胺耦合方法将S-(甲硫基)木瓜蛋
白酶固定在感应芯片CM5上。
将木瓜蛋白酶(1 m g/ml)注入流动
池,注射时间为50 s,固定水平约50 RU。
不经过任何处理的
流动池1被作为参考表面。
在结构-功能研究中特异结合浓度的作用
E. Pol
GE Healthcare, Biacore, Uppsala, Sweden
创新论
坛
他们对结合亲和力的影响很大,一旦复合体形成,这些结
构可维持抑制剂与酶的结合状态。
图4.根据CFCA获得的浓度结果对速率和亲和常数进行计算。
图中显示为突
变导致的Ka,Kd和KD值的改变。
结论
本篇中为了评估三个关键氨基酸残基对胱抑素B和木
瓜蛋白酶之间作用的影响,对三种突变体和两个参考蛋
白进行分析。
胱抑素B的浓度采用Biacore X100系统通过
CFCA的方法进行确定。
实验给出保留有结合活性的蛋白
的浓度水平(5)。
采用CFCA测定的准确浓度作为动力学分
析的参数可得到稳定的速率和亲和常数,从而可对相互
作用机制进行正确的描述。
参考文献
略
订货信息
更多信息请访问/biacore。
若想
观看实验视频请登录/index/Details.
stp/ID=1746
根据CFCA确定的浓度,制备一系列梯度浓度(从1 nM
到40 nM)的胱抑素B变异体。
单个分析循环中,每种浓度
系列的变异体按顺序以流速30 m l/ml进行注射。
图3.胱抑素B和变异体结合木瓜蛋白酶的动力学特点。
由CFCA确定的蛋白浓度使结合速率常数(Ka)和亲和
常数(Kd)的评估变得正确,最终使相互作用机理得到适宜
的解释。
大多数情况下,根据A280确定蛋白浓度也能得到
相似的结果。
但对于Leu73-Gly变异体,使用A280测得的浓
度会导致结论变成Leu73对于结合速率具有非常重要的作
用,大约比其他突变体结合慢10倍。
突变体亲和下降几乎都和解离常数(KD值)增加有关,
而Ka的影响很小(图4)。
这表明第二个结合环域和C末端对
于抑制剂与木瓜蛋白酶的结合都没有太大的影响。
相反
,
17。