肽链合成后的加工和运输
细胞生物学真题汇总
一、填空题(0.5*30=15)1.细胞生物学是从__________水平、__________水平、__________水平探讨生命现象的发生规律及其本质的科学。
2.O-连接的糖基化主要发生在__________,N-连接的糖基化发生在__________。
3.胞吞作用分为__________、__________、__________三种。
4.粗面内质网上的附着性核糖体合成的蛋白质有__________、__________、__________和溶酶体酶。
5.有丝分裂器由__________、__________、__________、__________组成。
6.动物体细胞存在三种细胞连接:__________、__________、__________7.高尔基复合体的标志性酶是__________,溶酶体的标志性酶是__________,内质网的标志性酶是__________8.细胞分化方向的确定往往早于形态差异的出现,细胞从分化方向确定开始到出现特异形态特征之前的时期称为__________9.G1期的细胞按照增值状态分为__________、__________、__________三种。
10.按照分化程度干细胞可分为_________、__________、__________三种。
11.细胞凋亡时质膜内折形成__________,进而被__________吞噬。
三、名词解释(5*5=25)1.易化扩散(facilitated diffusion)2.促成熟因子(maturation promoting factor, MPF)3.核仁组织者区(nucleolar organizing region, NOR)4.联会复合体(synaptonemal complex)5.细胞分化(cell differentiation)四、问答题(10*4=40)1.溶酶体酶是如何合成、加工、分选、成熟的?2.根据所学的知识,你认为细胞膜的结构是怎样的?3.有丝分裂和无丝分裂有哪些差别和联系?4.干细胞的增殖有哪些特点,这些特点有什么生物学意义?【2008级(临床、预防)细胞生物学试卷】康达学院2008-2009学年第一学期2008级临床、预防《医学细胞生物学》期末试卷(A)1 一、填空题(1分×20=20分)1. 一般而言,细胞中含有4类有机小分子,即单糖、脂肪酸、? 和。
蛋白质的合成、转运、修饰
蛋⽩质的合成、转运、修饰蛋⽩质的合成蛋⽩质的种类是由基因决定的,也就是说⼈类基因组有多少个基因,⼈体就有多少种蛋⽩质,只是蛋⽩质表达的时期和部位不同.根据⼈类基因组计划分析得知:全部⼈类基因组约有2.91Gbp,约有39000多个基因;也就是说⼈体蛋⽩质的种类有39000多种蛋⽩质⽣物合成可分为五个阶段,氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终⽌和释放、蛋⽩质合成后的加⼯修饰⼀.氨基酸的活化分散在胞液中的各种氨基酸需经特异的氨基酰-tRNA合成酶催化,ATP供能,并需Mg2+或Mn2+参与在氨基酸的羧基上进⾏活化,⽣成中间复合物()后者再与相应的tRNA作⽤,将氨基酰转移到tRNA分⼦的氨基酸臂上,即3′末端腺苷酸中核糖的3′(或2′)羟基以酯键相结合形成氨基酰-tRNA【氨基酰tRNA的⽣成】tRNA各种tRNA的⼀级结构互不相同,但它们的⼆级结构都呈三叶草形三叶草形结构的主要特征是:含有四个螺旋区、三个环和⼀个附加叉四个螺旋区构成四个臂,其中含有3′末端的螺旋区称为氨基酸臂,因为此臂的3′-末端都是C-C-A-OH序列,可与氨基酸连接三个环分别⽤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表⽰环Ⅰ含有5,6⼆氢尿嘧啶,称为⼆氢尿嘧啶环(DHU环)环Ⅱ顶端含有由三个碱基组成的反密码⼦,称为反密码⼦环;反密码⼦可识别mRNA分⼦上的密码⼦,在蛋⽩质⽣物合成中起重要的翻译作⽤环Ⅲ含有胸苷(T)、假尿苷(ψ)、胞苷(C),称为假尿嘧啶环(TψC环);此环可能与结合核糖体有关tRNA在⼆级结构的基础上进⼀步折叠成为倒“L”字母形的三级结构起始因⼦原核起始因⼦只有三种(IF1、IF2、IF3)真核起始因⼦(简称为eIF)种类多且复杂,已鉴定的真核起始因⼦共有12种延长因⼦原核⽣物(简称EF)由三部分组成:EF-Tu,EF-Ts,和EF-GEF-Tu它介导氨酰-tRNA进⼊核糖体的空位EF-Ts充当EF-Tu亚基的鸟嘌呤核苷酸交换因⼦,催化EF-Tu释放GDPEF-G催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来真核⽣物(简称eEF)真核⽣物中分为:eEF-1和eEF-2eEF-1有两个亚基,α和βγα相当于原核⽣物中的EF-Tu亚基,它介导氨酰-tRNA进⼊核糖体的空位Βγ相当于原核⽣物中EF-Ts,核苷酸交换因⼦α,催化GDP从α上释放eEF-2相当于原核⽣物的EF-G,催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来终⽌因⼦(释放因⼦)原核⽣物细胞的释放因⼦(简称RF):识别终⽌密码⼦引起完整的肽链和核糖体从mRNA 上释放的蛋⽩质释放因⼦1(RF1):能识别终⽌密码⼦UAA和UAG⽽终⽌蛋⽩质合成的细菌释放因⼦释放因⼦2(RF2):能识别终⽌密码⼦UAA和UGA⽽终⽌蛋⽩质合成的细菌释放因⼦释放因⼦3(RF3):与延长因⼦EF-G有关的细菌蛋⽩质合成终⽌因⼦当它终⽌蛋⽩质合成时,它使得因⼦RF1和RF2从核糖体上释放真核⽣物细胞只有⼀种终⽌因⼦(称为eRF)能识别所有的终⽌密码⼦因为它没有与GTP结合的位点,所以它不能帮助完成合成的多肽从P位点的tRNA的释放在真核⽣物内可能还存在能与eRF合作、帮组多肽从核糖体释放的蛋⽩质核糖体的活性部位单个核糖体上存在四个活性部位,在蛋⽩质合成中各有专⼀的识别作⽤1.A部位:氨基酸部位或受位:主要在⼤亚基上,是接受氨酰基-tRNA的部位2.P部位:肽基部位或供位:主要在⼩亚基上,是释放tRNA的部位3.肽基转移酶部位(肽合成酶),简称T因⼦:位于⼤亚基上,催化氨基酸间形成肽键,使肽链延长4.GTP酶部位:即转位酶(EF-G),简称G因⼦,对GTP具有活性,催化肽键从供体部位→受体部位核糖体上还有许多与起始因⼦、延长因⼦、释放因⼦以及各种酶相结合的位点核糖体的⼤⼩是以沉降系数S来表⽰,S数值越⼤、颗粒越⼤、分⼦量越⼤原核细胞与真核细胞核糖体的⼤⼩亚基是不同的⼆.核糖体循环(肽链合成)1.肽链启动阶段在蛋⽩质⽣物合成的启动阶段,核蛋⽩体的⼤、⼩亚基,mRNA与⼀种具有启动作⽤的氨基酸tRNA共同构成启动复合体。
分泌蛋白的合成和运输过程
分泌蛋白的合成和运输过程
一.首先通过细胞内的核糖体形成氨基酸肽链,然后在糙面内质网内,肽链盘曲折叠构成蛋白质,接着糙面内质网膜会形成一些小泡,里面包裹着蛋白质,小泡运输蛋白质到高尔基体,蛋白质进入高尔基体后,进行进一步的加工,之后,高尔基体膜形成一些小泡,包裹着蛋白质,运输到细胞膜处,小泡与细胞膜接触,蛋白质就分泌到细胞外了。
二.在核糖体上合成的蛋白质,进入内质网腔后,还要经过一些加工,如折叠、组装、加上一些糖基团等,才能成为比较成熟的蛋白质。
然后,由内质网腔膨大、
出芽形成具膜的小泡,包裹着蛋白质转移到高尔基体,把蛋白质输送到高尔基体腔内,做进一步的加工。
接着,高尔基体边缘突起形成小泡,把蛋白质包裹在小泡里,运输到细胞膜,小泡与细胞膜融合,把蛋白质释放到细胞外。
三.分泌蛋白是指分泌到细胞外的蛋白质。
首先,蛋白质的合成是在核糖体上,核糖体又分为两种,固着型和游离型,固着型核糖体上合成的是分泌蛋白,而游离型则合成的是细胞自身应用的蛋白质。
固着型核糖体合成的蛋白质马上转移到内质网上,然后内质网又转移到高尔基体中,再由高尔基体转移到细胞膜,
以外排的方式排到细胞外。
路径可以表示为:核糖体——内质网——高尔基体——细胞膜。
简述新生肽链转运至细胞外的步骤
简述新生肽链转运至细胞外的步骤一、简介新生肽链是在细胞内合成的多肽链,它们在细胞内合成后需要转运至细胞外,以完成其生物学功能。
本文将介绍新生肽链转运至细胞外的步骤。
二、合成新生肽链的合成是在细胞的核糖体中进行的。
核糖体根据DNA上的信息,将氨基酸按照特定的顺序连接起来,形成多肽链。
合成的过程中,需要依赖mRNA、tRNA和一系列酶的参与。
三、折叠新生肽链合成后,需要经过折叠才能获得其最终的空间结构。
折叠是由一系列分子伴侣协助完成的,这些分子伴侣可以帮助新生肽链正确地折叠成其规定的三维结构。
折叠的过程中,可能会出现错误的折叠或聚集,需要依赖细胞内的质子体来修复或降解。
四、修饰在折叠过程中,新生肽链还可能会经历一些修饰过程,以获得特定的功能。
这些修饰包括磷酸化、甲基化、酰化等,它们可以改变肽链的生物活性、稳定性或靶向性。
五、转运至内质网新生肽链折叠完成后,需要通过转运蛋白将其转运至内质网(endoplasmic reticulum,ER)。
这个过程涉及到一个复杂的转运机制。
首先,新生肽链会与信号肽识别粒子(signal recognition particle,SRP)结合,形成SRP-肽链复合物。
然后,SRP-肽链复合物会结合到内质网上的SRP受体。
接下来,SRP与SRP受体的结合会导致肽链被转运至内质网的通道中。
最后,肽链在通道中被逐渐释放,以完成转运。
六、转运至高尔基体在内质网中,新生肽链可能需要进一步的修饰和折叠。
这些修饰和折叠过程通常发生在高尔基体(Golgi apparatus)。
新生肽链通过转运蛋白被转运至高尔基体,以进行后续的修饰和折叠。
七、分泌至细胞外经过高尔基体的修饰和折叠后,新生肽链可以通过分泌途径被转运至细胞外。
分泌途径包括囊泡运输和非囊泡运输两种方式。
囊泡运输是指新生肽链被包装进囊泡,然后经过融合与细胞膜,释放至细胞外。
非囊泡运输是指新生肽链直接通过细胞膜进行转运,融合到细胞外的环境中。
分子生物学 蛋白质的生物合成
▪ SD序列后到AUG起始密码间的序列
mRNA序列上紧接S-D序列后的小核苷酸 序 列 ( 可 被 核 蛋 白 体 小 亚 基 蛋 白 rpS-1 识 别并结合。
3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet )结合到小亚基
IF-2 GTP
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
4.核蛋白体大亚基结合,起始复合物形成
过程。 由核酸四种碱基组成的语言翻译成蛋白质
由20种氨基酸组成的语言
反应过程 (1)氨基酸的活化 (2)肽链的生物合成 (3)肽链形成后的加工和靶向输送
生物学意义
(1)维持多种生命活动 (2)适应环境的变化 (3)参与组织的更新和修复
第一节 蛋白质生物合成体系
Protein Biosynthesis System
IF-2 GGDTPPPi
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
起始复合物形成过程
IF-2G-GGDTTPPPi
5'
AUG
3'
IF-3
IF-1
▪ AUG:起始密码:有SD序列 延伸密码:无SD序列
(二)延长
▪ 指在mRNA模板的指导下,氨基酸依次 进入核蛋白体并聚合成多肽链的过程。
➢ 肽链延长在核蛋白体上连续循环式进行,又 称为核蛋白体循环(ribosomal cycle),包 括以下三步:
遗 传 密 码 表
遗传密码的特点
1. 方向性(directional) 翻译时遗传密码的阅读方向是5’→3’,
即读码从mRNA的起始密码子AUG开始,按5’→3’ 的方向逐一阅读,直至终止密码子。
某大学生物工程学院《生物化学》考试试卷(38)
某大学生物工程学院《生物化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(100分,每题5分)1. 鞘磷脂的代谢过程主要与细胞质膜的流动有关,与细胞生物活性分子的生成调节无关。
()答案:错误解析:2. 丙酮酸羧化酶被高浓度的乙酰CoA所活化是补充柠檬酸循环中间物的一种机制。
()答案:正确解析:3. 如果果糖2,6二磷酸含量低,则糖异生比糖酵解占优势。
()答案:正确解析:4. tRNA的3′端所具有的CCA序列都是通过转录后加工才加上的。
()答案:错误解析:原核生物tRNA基因的3′端编码链上就含有CCA序列,它不需要通过后加工的方式产生。
真核生物tRNA基因的3′端编码链上没有CCA序列,需要在转录后加工过程中添加CCA序列。
5. 在所有原核与真核生物中,AUG都是唯一的翻译起始密码子。
()答案:错误解析:6. 丙酮酸激酶反应几乎不可逆地朝向ATP合成方向进行是磷酸烯醇式丙酮酸转化为丙酮酸高度放能的结果。
()答案:正确解析:7. 5氟尿嘧啶核苷酸是尿嘧啶核苷酸的类似物,在体内作为胸腺嘧啶核苷酸合酶的竞争性抑制剂而抑制胸腺嘧啶核苷酸的合成。
()答案:错误解析:8. 单细胞生物体内的端粒酶活性比多细胞生物中体细胞内的端粒酶活性高。
()答案:正确解析:单细胞生物体内的端粒酶活性很高,否则将导致物种灭绝。
9. Ala和Glu是生酮氨基酸。
()答案:错误解析:10. 与EFG结合的GTP水解是核糖体移位的直接动力。
()[中山大学2009研]答案:正确解析:进位过程中GTP在EFTu上水解供能,在移动过程中于EFG上进行水解供能。
11. 不同种类的生物分解嘌呤的能力不同。
()解析:12. 阻遏蛋白是阻碍RNA聚合酶与启动子的结合。
()[武汉科技大学2012研]答案:错误解析:阻遏蛋白是基于某种调节基因所制成的一种控制蛋白质,在原核生物中具有抑制特定基因(群)产生特征蛋白质的作用。
肽链合成后的加工与运输
氨基酸残基的修饰
(1)泛素化,泛素由76个氨基酸组成, 高度保守, 普 遍存在于真核细胞内,故名泛素, 共价结合泛素的蛋白质能被特定的蛋白酶识别并降解, 这是细胞内短寿命蛋白和一些异常蛋白降解的普遍途径。 泛素与靶蛋白的结合需要三种酶的帮助, 泛素激活酶(E1)、泛素结合酶(E2)和泛素蛋白 质连接酶(E3), 泛素的羧基末端通过异肽键与靶蛋白Lys残基的-氨 基连接在一起。
(2)磷酸化,磷酸化是在蛋白激酶的催化作用下, 将ATP 的-磷酸基转移到蛋白特定位点上的过程,磷 酸化的作用位点为蛋白上的Ser、Thr、Tyr 残基侧链。 磷酸化的逆过程为去除磷酸基的水解反应,由磷酸 水解酶催化。
蛋白质的磷酸化与去磷酸化过程几乎涉及所有的生 理及病理过程,如新陈代谢、信号转导、肿瘤发生、 神经活动、肌肉收缩以及细胞的增殖、发育和分化 等
Ser15 的磷酸化也决定了随后在CKI的作用下的Thr18的磷酸化;
Thr18的磷酸化也可明显地破坏p535与mdm2的相互作用,Thr18 的这种修饰使其在p53 对肿瘤形成的反应中成为一个重要的因子。 如:p53 的Ser46是在HIpk2或p38激酶作用下磷酸化的,与其诱导 p53AIP1表达和介导细胞凋亡有关,而p53 Ser46的磷酸化并不与 其介导的细胞周期阻留有关。
(2)信号序列的切除,需要被运输到各细胞器及细胞外的蛋白质N端一般 有一段信号序列,用于指导蛋白质的输送(详见下一节),这一信号序列 通常在完成任务后被相应的蛋白水解酶切除。 (3)蛋白与多肽前体的剪切,胰岛素、甲状旁腺素、生长激素等激素初 合成后是无活性的前体,经蛋白水解酶切去中间的部分肽段而成熟。 (4)蛋白质的剪接,指前体蛋白中间的蛋白质肽段被剪切出来,其两侧 的肽链通过新的肽键连接起来,形成成熟蛋白质的加工过程,两侧的肽链 称为外显肽(extein),被切除的中间肽段称为内含肽(intein),具有自 我催化功能,其两端含有的保守性较强的特殊序列可激活内含肽N 末端和 C 末端剪接处肽键的断裂以及外显肽之间新肽键的形成。蛋白质的剪接属 于自我催化反应,包括分子内的转换、中间产物的形成、Asn的环化、肽 键的断裂和形成等步骤,其中肽键的断裂和形成是蛋白质剪接的关键反应。
蛋白质的合成过程
6、蛋白质激酶参与真核细胞蛋白质合成的调节:在真核细胞中,蛋白质激酶可以催 化起始因子eIF2的磷酸化。而eIF2的作用是将Met-tRNAMet运送至40S核糖体亚基上, eIF2被磷酸化后就难以再投入下一轮的起始作用。所以蛋白质合成受到抑制。若使其 恢复其功能,必须解除其磷酸化,这由专一的磷酸酶来催化。
30S复合物形成:
AUG
小亚基
AUG
IF3
IF3
fMet
IF3
GTP、IF1、 IF2 fMet-tRNAf
5
UAC AUG
GTP、IF1、IF2
70S复合物的形成:
A位点
fMet
5
P位点
fMet
5
UAC AUG
GTP、IF1、IF2
UAC AUG
+ 50S核糖体
GTP、IF1、IF2
GDP+Pi、IF1、IF2
和释放、肽链的折叠和加工处理。
(一)氨基酸的活化与转运
氨基酸在掺入肽链之前必须活化(activition)以获得额外的能量。活化反应是在 氨酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase)催化下进行的。活化了的氨基酸与 tRNA形成氨酰-tRNA。这一反应可在可溶性细胞质内完成。活化反应分两步进行: 1、氨基酸-AMP-酶复合物的形成:反应如下: ATP+氨基酸+酶——→氨基酸-AMP-酶+PPi 反应需要Mg2+或Mn2+,并且是ATP水解释放能量供复合物的形成。在复合物中,氨基 酸的羧基通过酸酐键与AMP上的5’-磷酸基相连接,形成高能酸酐键,从而使氨基酸的 羧基得到活化。 2、氨基酸从复合物上面转移到相应的tRNA上面: 氨基酸-AMP-酶+PPi ——→氨酰-tRNA+AMP+酶
3节肽链的生物合成过程
(三)终止(termination )
指核蛋白体A位出现mRNA的终止密码子 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。
终止阶段需要释放因子RF-1、 RF-2和 RF-3参与。
原 核 肽 链 合 成 终 止 过 程
➢ 每轮循环使多肽链增加一个氨基酸残基。
1. 进位(positioning)
又称注册(registration), 是指一个氨基酰-tRNA按照 mRNA模板的指令进入并结 合到核蛋白体A位的过程。
进位需要延长因子 EF-Tu与EF-Ts参与。
进位的反应过程:
Tu TGsTP
Tu GDP
Ts GTP
1.核蛋白体大小亚基分离
IF-1 IF-3
2.mRNA在小亚基定位结合
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
原核生物mRNA在核蛋白体小亚基上的准确 定位和结合涉及两种机制:
S-D序列,又称核糖体结合位点(ribosomal binding site, RBS);
mRNA序列上紧接S-D序列后的小核苷酸序列, 可被核蛋白体小亚基蛋白rpS-1识别并结合。
S-D序列
➢ 小亚基中的16S-rRNA 3ˊ-端有一富含嘧啶碱基 的短序列,如-UCCUCC-,通过与S-D序列碱 基互补而使mRNA与小亚基结合。
3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAfMet )结合到小亚基
IF-2 GTP
5'
AUG
3'
IF-1
IF-3
4.核蛋白体大亚基结合,起始复合物形成
成肽→转位→下一轮进位
分子生物学部分习题
第三十一章 RNA和生物合成和加工一、是非判断题1.原核细胞和真核细胞中许多mRNA都是多顺反子转录产物。
(错)2.已发现一些RNA前体分子具有催化活性,可以准确地自我剪接,被称为核糖酶(ribozyme),或称核酶。
(对)3.原核生物中mRNA一般不需要转录后加工。
(对)4.RNA聚合酶对弱终止子的识别需要专一的终止因子(如蛋白)。
(对)5.原核细胞启动子中RNA聚合酶牢固结合并打开DNA双链的部分称为Pribnow box,真核细胞启动子中相应的顺序称为Hogness box,因为富含A-T,又称TATA box。
(对)6.增强子(endancer)是真核细胞DNA上一类重要的转录调节元件,它们自己并没有启动子活性,却具有增强启动子活性转录起始的效能。
(对)二、填空题1.大肠杆菌RNA聚合酶全酶由组成;核心酶的组成是。
参与识别起始信号的是因子。
2.基因有两条链,作为模板指导转录的那条链称有意义链。
3.原核细胞中各种RNA是同一RNA聚合酶催化生成的,而真核细胞核基因的转录分别由 3 种RNA聚合酶催化,其中rRNA基因由 RNA聚合酶Ⅰ转录,hnRNA基因由 RNA聚合酶Ⅱ转录,各类小分子量RAN则是RNA聚合酶Ⅲ的产物。
4.一个转录单位一般应包括启动子序列、编码序列和终止子顺序。
5.真核细胞中编码蛋白质的基因多为隔裂基因。
编码的序列还保留在成熟mRNA中的是外显子,编码的序列在前体分子转录后加工中被切除的是内含子。
在基因中外显子被内含子分隔,而在成熟的mRNA序列被拼接起来。
6.染色质中组蛋白和非组蛋白对转录均有调节作用,其中非组调节作用具有组织特异性。
三、选择题1.下列关于σ因子的叙述哪一项是正确的:AA.是RNA聚合酶的亚基,起辨认转录起始点的作用B.是DNA聚合酶的亚基,容许按5′→3′和3′→5′双向合成C.是50S核蛋白体亚基,催化肽链生成D.是30S核蛋白体亚基,促进mRNA与之结合E.在30S亚基和50S亚基之间起搭桥作用,构成70S核蛋白体2.真核生物RNA聚合酶I催化转录的产物是:BA.mRNA B.45S-rRNAC.5S-rRNA D.tRNA E.SnRNA3.下列关于原核细胞转录终止的叙述哪一项是正确的:CA.是随机进行的B.需要全酶的ρ亚基参加C.如果基因的末端含G—C丰富的回文结构则不需要ρ亚基参加D.如果基因的末端含A—T丰富的片段则对转录终止最为有效E.需要ρ因子以外的ATP酶4.下列关于真核细胞mRNA的叙述不正确的是:BA.它是从细胞核的RNA前体—核不均RNA生成的B.在其链的3′端有7-甲基鸟苷,在其5′端连有多聚腺苷酸的PolyA尾巴C.它是从前RNA通过剪接酶切除内含子连接外显子而形成的D.是单顺反子的第三十三章蛋白质的合成及转运一、是非判断题1.由于遗传密码的通用性真核细胞的mRNA可在原核翻译系统中得到正常的翻译。
某大学生物工程学院《生物化学》考试试卷(1635)
某大学生物工程学院《生物化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(100分,每题5分)1. 自由能是热能的一种形式。
()[厦门大学2015研]答案:错误解析:能量分为热能和自由能两种。
2. 线粒体内以FAD作为辅基的脱氢酶产生的FADH2经复合体Ⅱ进入呼吸。
()答案:错误解析:3. DNA连接酶可以连接单独存在的两条DNA单链。
()[暨南大学2019研]答案:错误解析:DNA连接酶是催化双链DNA或RNA中并列的5′磷酸和3′羟基之间形成磷酸二酯键的酶。
单链合成双链需要形成氢键。
4. 大肠杆菌可以通过光复活、切除修复系统或重组修复系统,去除嘧啶二聚体。
()答案:错误解析:重组修复只能将嘧啶二聚体从一条链转移到另一条链,并不能根除嘧啶二聚体。
5. 从乙酰CoA合成1分子棕榈酸(软脂酸),必须消耗8分子ATP。
()答案:错误解析:6. 呼吸链上电子流动的方向是从高标准氧化还原电位到低标准氧化还原电位。
()[华中农业大学2016研]答案:错误解析:呼吸链上电子流动的方向是从低标准氧化还原电位到高标准氧化还原电位。
7. tRNA中含有大量修饰碱基,完全没有修饰的tRNA是没有功能的。
()答案:正确8. 摄入过量的氨基酸可以蛋白的形式贮存起来。
()答案:错误解析:9. 在氨基酸分解代谢中,氨基的载体是吡哆醛磷酸。
()答案:正确解析:10. TATA box是真核生物所有细胞核基因都具有的核心启动子元件。
()答案:错误解析:TATA box是大多数真核生物核基因具有的核心启动子元件,但有例外,一些持家基因(housekeeping gene)如腺苷脱氨酶等和一些发育调节基因如果蝇的同源异型基因缺少TATA box。
11. 人产生尿素的器官是肾。
蛋白质的合成、转运、修饰
蛋白质的合成蛋白质的种类是由基因决定的,也就是说人类基因组有多少个基因,人体就有多少种蛋白质,只是蛋白质表达的时期和部位不同.根据人类基因组计划分析得知:全部人类基因组约有2.91Gbp,约有39000多个基因;也就是说人体蛋白质的种类有39000多种蛋白质生物合成可分为五个阶段,氨基酸的活化、多肽链合成的起始、肽链的延长、肽链的终止和释放、蛋白质合成后的加工修饰一.氨基酸的活化分散在胞液中的各种氨基酸需经特异的氨基酰-tRNA合成酶催化,ATP供能,并需Mg2+或Mn2+参与在氨基酸的羧基上进行活化,生成中间复合物()后者再与相应的tRNA作用,将氨基酰转移到tRNA分子的氨基酸臂上,即3′末端腺苷酸中核糖的3′(或2′)羟基以酯键相结合形成氨基酰-tRNA【氨基酰tRNA的生成】tRNA各种tRNA的一级结构互不相同,但它们的二级结构都呈三叶草形三叶草形结构的主要特征是:含有四个螺旋区、三个环和一个附加叉四个螺旋区构成四个臂,其中含有3′末端的螺旋区称为氨基酸臂,因为此臂的3′-末端都是C-C-A-OH序列,可与氨基酸连接三个环分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示环Ⅰ含有5,6二氢尿嘧啶,称为二氢尿嘧啶环(DHU环)环Ⅱ顶端含有由三个碱基组成的反密码子,称为反密码子环;反密码子可识别mRNA分子上的密码子,在蛋白质生物合成中起重要的翻译作用环Ⅲ含有胸苷(T)、假尿苷(ψ)、胞苷(C),称为假尿嘧啶环(TψC环);此环可能与结合核糖体有关tRNA在二级结构的基础上进一步折叠成为倒“L”字母形的三级结构起始因子原核起始因子只有三种(IF1、IF2、IF3)真核起始因子(简称为eIF)种类多且复杂,已鉴定的真核起始因子共有12种延长因子原核生物(简称EF)由三部分组成:EF-Tu,EF-Ts,和EF-GEF-Tu它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位EF-Ts充当EF-Tu亚基的鸟嘌呤核苷酸交换因子,催化EF-Tu释放GDPEF-G催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来真核生物(简称eEF)真核生物中分为:eEF-1和eEF-2eEF-1有两个亚基,α和βγα相当于原核生物中的EF-Tu亚基,它介导氨酰-tRNA进入核糖体的空位Βγ相当于原核生物中EF-Ts,核苷酸交换因子α,催化GDP从α上释放eEF-2相当于原核生物的EF-G,催化tRNA的移位和多肽延伸的每个循环后期mRNA从核糖体上掉下来终止因子(释放因子)原核生物细胞的释放因子(简称RF):识别终止密码子引起完整的肽链和核糖体从mRNA 上释放的蛋白质释放因子1(RF1):能识别终止密码子UAA和UAG而终止蛋白质合成的细菌释放因子释放因子2(RF2):能识别终止密码子UAA和UGA而终止蛋白质合成的细菌释放因子释放因子3(RF3):与延长因子EF-G有关的细菌蛋白质合成终止因子当它终止蛋白质合成时,它使得因子RF1和RF2从核糖体上释放真核生物细胞只有一种终止因子(称为eRF)能识别所有的终止密码子因为它没有与GTP结合的位点,所以它不能帮助完成合成的多肽从P位点的tRNA的释放在真核生物内可能还存在能与eRF合作、帮组多肽从核糖体释放的蛋白质核糖体的活性部位单个核糖体上存在四个活性部位,在蛋白质合成中各有专一的识别作用1.A部位:氨基酸部位或受位:主要在大亚基上,是接受氨酰基-tRNA的部位2.P部位:肽基部位或供位:主要在小亚基上,是释放tRNA的部位3.肽基转移酶部位(肽合成酶),简称T因子:位于大亚基上,催化氨基酸间形成肽键,使肽链延长4.GTP酶部位:即转位酶(EF-G),简称G因子,对GTP具有活性,催化肽键从供体部位→受体部位核糖体上还有许多与起始因子、延长因子、释放因子以及各种酶相结合的位点核糖体的大小是以沉降系数S来表示,S数值越大、颗粒越大、分子量越大原核细胞与真核细胞核糖体的大小亚基是不同的二.核糖体循环(肽链合成)1.肽链启动阶段在蛋白质生物合成的启动阶段,核蛋白体的大、小亚基,mRNA与一种具有启动作用的氨基酸tRNA共同构成启动复合体。
动态生物化学问答题及参考答案
2、1分子软脂酸完全氧化成CO2和H2O可生成多少分子ATP?并说明计算过程。
1分子软脂酸经β-氧化,则生成8分子乙酰CoA,7分子FADH2和7分子NADH+H+。
1分子乙酰CoA在三羧酸循环中氧化分解,一个乙酰CoA生成12个ATP,所以 12×8=96ATP。
7分子FADH2经呼吸链氧化可生成2×7=14 ATP。
7分子NADH+H+经呼吸链氧化可生成3×7=21ATP。
三者相加,减去消耗掉1个ATP,实得96+14+21-1=130mol/LATP。
所以1分子软脂酸完全氧化,即可生成130分子ATP。
3、简述遗传密码的基本性质。
1)密码子不重叠。
每3个核苷酸为一个单位,组成一个密码子,相互间不重复和交叉。
2)密码子的通用型。
所有的生物都共用一套密码子。
3)密码子的简并性。
除个别氨基酸外,一个氨基酸具有2个以上的密码子,且多是第三位的核苷酸不同。
4)密码子的连续性。
2个密码子之间没有任何核苷酸的间隔,是连续的进行排列的。
5)密码子的摆动性。
密码子与反密码子的配对关系,第一、二碱基的配对是标准的,第三个碱基为非标准配对,这种碱基的配对识别具有一定的摆动性。
简述Chargaff 定则。
在DNA的碱基组成规律为:嘌呤的总数等于嘧啶的总数(A+G=T+C);A+C=G+T;A=T, G=C;DNA分子的碱基组成具有种属的特异性,但不具有组织器官的特异性。
EMP途径在细胞的什么部位进行? 它有何生物学意义?EMP途径在细胞的细胞质中进行。
其生物学意义为:为机体提供能量;是糖分解的有氧分解和无氧分解的共同途径;其中间产物是合成其他物质的原料;为糖异生提供基本的途径。
氨基酸脱氨后产生的氨和α-酮酸有哪些主要的去路?氨的去路:在血液中通过丙氨酸,谷氨酰胺的形式进行转运,氨的再利用或储存;直接排出,或转变成尿酸、尿素而排出。
α-酮酸的主要去路:合成氨基酸;氧化生成CO2及水;转变成脂肪和糖。
蛋白质合成的基本过程简答
蛋白质合成的基本过程简答
蛋白质合成的基本过程包括三个阶段:氨基酸的活化与转运、核糖体循环和多肽链合成后的加工修饰。
1.氨基酸的活化与转运:氨基酸的活化以及活化氨基酸与tRNA的结合,均由氨酰-tRNA合成酶催化完成。
在此反应中,特异的tRNA3’端CCA上的2’或3’位自由羟基与相应的活化氨基酸以酯键相连接,形成氨酰-tRNA,从而使活化氨基酸能够被搬运至核糖体上参与多肽链的合成。
2.核糖体循环:为蛋白质合成的中心环节,通常将其分为肽链合成的起始、延长和终止三个阶段。
肽链合成的起始是指由核糖体大、小亚基,模板mRNA及起始tRNA组装形成起始复合物的过程。
肽链的延长是指各种氨基酰tRNA按mRNA上密码子的顺序在核糖体上一一对照入座,其携带的氨基酸依次以肽键缩合形成新生的多肽链。
这一过程由注册、成肽和移位三个步骤循环进行来完成。
肽链合成的终止是指mRNA上的终止密码子出现在核糖体的A位,由此释放出已合成多肽链。
3.多肽链合成后的加工修饰:在已合成的多肽链中,需经过多种方式加工修饰才能成为具有生物活性的蛋白质。
加工修饰包括:切除部分氨基酸残基、肽段折叠成天然构象、二硫键的形成等。
这些过程通常需要多种酶催化和特定的细胞内环境条件。
综上所述,蛋白质合成是一个复杂的过程,涉及多个步骤和酶的催化。
通过了解这个过程,人们可以更好地理解细胞代谢和基因表达的调控机制,为未来的生物工程和药物研发提供更多思路和手段。
第2节多肽链合成机理
mRNA-30S- fmet- tRNAifMet
2) 70S起始复合物的形成
30S起始复合物与50S亚基 结合→形成70S起始复合物 (具有生物学功能),
同时GTP水解生成GDP和P i, IF1 、IF2 、IF3被释放。
fmet- tRNAifMet P位点;
占据
4.2 多肽链合成的延伸(elongation)
go
2) 转肽(transpeptidation ) 3) 移位(translocation)
2) 转肽 (transpeptidation )
① 酶: 肽酰转移酶(peptidyl transferase);
②肽键的形成
肽酰基从P位转到A位, 肽酰-tRNA的羧基与
氨酰-tRNA的氨基之间形成肽键;
6)翻译与转录不偶联
原核细胞翻译与转录可同时进行
7) 合成速度
真核细胞:慢 3个肽链/核糖体/秒;
原核细胞:快 10-15个肽链/核糖体/秒
6 蛋白质合成的抑制剂
抗菌素: 氯霉素、四环素、链霉素,与70S亚
基结合, 抑制原核细胞的翻译,但对真核细胞 不起作用。
亚胺环己酮: 只作用真核生物的80S 核糖体。 白喉霉素与EF2,抑制肽链的移位作用。
2、 mRNA上翻译的方向
3、氨基酸的活化 4、多肽链合成的过程 5、真核生物与原核生物蛋白质合成比较 6、 蛋白质合成的抑制剂
3 氨基酸的活化(氨酰tRNA的合成)
游离-OH
高能酯键 只有 3’-酯参与转肽反 应
氨酰tRNA合成酶 氨酰-AMP
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• ①通过线粒体膜的蛋白质在运转之前大多数以前体形 式存在,它由成熟蛋白质和N端延伸出的一段20-80个 氨基酸的导肽(leader peptide)共同组成。 • ②蛋白质通过线粒体内膜的运转是一种需能过程;
• ③蛋白质通过线粒体膜运转时,首先由外膜上的Tom
受体复合蛋白识别,再与Hsp70或MSF等分子伴侣相结
2) 信号序列的切除
需要靶项运输到各细胞器及细胞外的蛋白 质N-端一般有一段信号序列,用于指导蛋白质 的运输,这一信号序列会在完成任务后被相应 的蛋白水解酶切除。
3)切除新生肽链中非功能片段 如新合成的胰岛素前体是前胰岛素原,必须先 切去信号肽变成胰岛素原,再切去C-肽,才变成有 活性的胰岛素。 有些动物病毒如脊髓灰质炎病毒的mRNA可翻译成 很长的多肽链,含多种病毒蛋白,经蛋白酶在特定 位置上水解后得到几个有功能的蛋白质分子。 不少多肽类激素和酶的前体也要经过加工才能变 为活性分子,如血纤维蛋白原、胰蛋白酶原经过加 工切去部分肽段才能成为有活性的血纤维蛋白、胰 蛋白酶。
核孔复合物,NPC, 是一个多蛋白复合 体,由胞质环、核 质环、转运环、轮 辐等组成一个 120nm的篮网装结 构,其中心为亲水 通道。 NPC具有分 子筛功能,可以允 许小分子自由通过, 大分子在运转蛋白 介导下,以主动运 输的方式进入细胞 核。
核孔复合物(Nuclear
pore complex,NPC)
• SRP与DP的结合很可能导致受体聚集而形成膜孔道, 使信号肽及与其相连的新生肽得以通过。整个蛋白 跨膜以后,信号肽被水解,形成高级结构和成熟型 蛋白质,被送入高尔基体或形成运转小泡,运送到 细胞膜。
通过分泌小泡输送到目的地
降解
正确的折叠
不正确的折叠
膜蛋白和分泌蛋白模式图
内质网腔:1)新生肽链折叠;二硫键的修饰;添加核心寡糖/ 糖基化;2)蛋白质从内质网通过分泌泡转移到高尔基复合 体;3)在高尔基体以出芽小泡的方式运转到膜上
2)分子伴侣(molecular chaperon/chaperonine)
是一类能帮助其他蛋白质进行正确组装、折叠、转 运、介导错误折叠的蛋白质进行降解的蛋白质。
1、协助新生肽链在细胞浆中的折叠: 2、蛋白质的转运与折叠: 3、在防御中的作用:增强生物或细胞的热耐受能力 4、其它功能:有多方面,如抑制细胞凋亡、 调控细胞周 期、抑制衰老等
叶绿体膜能够特异地与叶绿体蛋白的前体结合。通 过外膜转运蛋白(TOC)和内膜转运蛋白(TIC) 协同作用完成蛋白质向基质的运输;
叶绿体蛋白质前体内可降解序列因植物和蛋白质种 类不同而表现出明显的差异。一般N端含有定向叶 绿体基质的序列,C端具有可引导蛋白向类囊体膜 运输的序列。
3 ) 核定位蛋白的运转机制 在细胞质中合成的蛋白质一般通过核孔进入细胞核。 所有核糖体蛋白都首先在细胞质中被合成,运转到细 胞核内,在核仁中被装配成40S和60S核糖体亚基,然 后运转回到细胞质中行使作为蛋白质合成机器的功能 RNA、DNA聚合酶、组蛋白、拓朴异构酶及大量转录、 复制调控因子都必须从细胞质进入细胞核才能正常发 挥功能。
免疫球蛋白、卵蛋白、水解酶、激 素等 核、叶绿体、线粒体、乙醛酸循环 体、过氧化物酶体等细胞器中的蛋 白质 质膜、内质网、类囊体中的蛋白质
细胞器发 育 膜的形成
1 翻译-运转同步机制(分泌蛋白)
信号肽假说:
蛋白质跨膜运转信号是由mRNA编码的。
在起始密码子后,有一段编码疏水性氨基酸序 列的RNA区域,称为信号序列,编码出的蛋白叫信 号肽。 信号肽在合成后便与内质网膜上特定受体相互 作用,产生通道,允许这段多肽在延长的同时穿 过内质网膜,即:边翻译边跨膜运转。
一般说来,蛋白质运转可分为两大类: • 1.翻译运转同步机制:蛋白质的合成和运转同时发生的 • 2.翻译后运转机制:蛋白质从核糖体上释放后才发生运转。
下表列举了跨膜运输和镶入膜内的几种主要蛋白质
蛋白性质 运 转 机 制 主 要 类 型
分泌
蛋白质在结合核糖体上 合成, 并以翻译运转同步 机制运输 蛋白质在游离核糖体上合 成,以翻译后运转机制运 输 两种机制兼有
合,通过Tom和Tim组成的膜通道进入线粒体内腔。
导肽的特点:
1,带正电的碱性氨基酸含量较为丰富, 分散于不带电荷的氨基酸序列间(起重 要作用) 2,缺少带负电的酸性氨基酸 3,丝氨基酸含量较高 4,有形成α-螺旋结构的能力
2)叶绿体蛋白质的跨膜运转
在细胞质中合成的叶绿体前体蛋白在N-末端有转 运肽(transit peptides)的信号序列,它是叶 绿体蛋白输送的必要成分,在蛋白质的输送过程 中需分子伴侣参与。
NLS = nuclear localization signal 核膜重建的过程中,分散在 细胞内的核蛋白须重新运入 核内,因此为核蛋白定位的 信号肽一般都不被切除
1)泛素化—泛素降解
ATP-依赖的蛋白质水解体系,在胞质中进行,主要降解 异常蛋白和短寿命蛋白,此途径在不含溶酶体的红细胞中 尤为重要。
泛素由76个AA组成,高度保 守,普遍存在于真核细胞中 ,故称泛素(ubiquitin)
泛素降解蛋白质途径
E1:泛素激活酶
E2:泛素结合酶 E3:泛素-蛋白质连接酶
信号肽:
被运入内质网内腔的蛋白质均含有一段或几段特殊的氨基酸 序列,该序列常常位于蛋白质的氨基末端,可用于引导蛋白质 进入细胞的特定部位,称为信号肽。 信号肽一般带有10-15个疏水氨基酸,进入内质网膜后被信 号肽酶水解。在靠近信号肽N-端外常常有1个或数个带正电荷 的氨基酸;在其C-末端靠近蛋白酶切割位点处常常带有数个极 性氨基酸,离切割位点最近的那个氨基酸往往带有很短的侧链 (丙氨酸或甘氨酸)。
两种类型 N-linked
O-linked
N-乙酰葡萄糖氨连接 到天冬胺酸残基上
N-乙酰葡萄糖氨连 接到丝胺酸残基上
3. 多肽链的折叠 1)概念
蛋白质的折叠指肽链经过疏水塌缩、空间盘曲、侧 链叠集等行为形成蛋白质的天然构象,同时获得生 物活性。 蛋白质折叠的机制—成核(nucleation)理论 A. 成核:最先形成α螺旋及β折叠片断,使变性蛋白质从 伸展,无活性状态(US)转变成部分折叠,产生一些二级结 构但仍无活性的状态(I1) B.结构充实:蛋白质从I1状态进一步折叠,近于完全,但 仍存在着储如脯氨酸残基的不正确异构体等的状态(IN)
一. 肽链合成后的加工
新生的多肽链大多数是没有功能的,必须经过加工 修饰才能转变为有活性的蛋白质。
1. 肽链的剪接 1) N端fMet或Met的切除 细菌蛋白质氨基端的甲酰基能被脱甲酰化酶水 解,不管是原核生物还是真核生物,N端的甲硫氨 酸往往在多肽链合成完毕之前就被切除。50%的真 核蛋白中,成熟蛋白N端残基会被N-乙基化。
Hsp60存在于真核生物的线粒体与叶绿体中, 参与蛋白质折叠、运输等。
二、肽链合成后的定向运输
在生物体内,蛋白质的合成位点与功 能位点常常被一层或多层细胞膜所隔开, 这样就产生了蛋白质运转的问题。
由于细胞各部分都有特定的蛋白质组 分,因此合成的蛋白质必须准确无误地定 向运送才能保证生命活动的正常进行。
SRP = signal recognition particle
• SRP能识别信号肽,与正在合成需要通过内质网膜进行 运转的新生肽和结合核糖体形成“SRP-信号肽-核糖体 复合物”,该复合物被引向内质网膜并与SRP的受体— DP(锚定蛋白,船坞蛋白,停泊蛋白)相结合。只有当 SRP与DP相结合时,多肽合成才恢复进行,信号肽部分 通过膜上的核糖体受体及蛋白运转复合物跨膜进入内质 网内腔,新生肽链重新开始延伸。
2 翻译后运转机制(细胞器蛋白)
研究发现,叶绿体和线粒体中有许多蛋白质和酶是由细胞 质提供的,其中绝大多数以翻译后运转机制进入细胞器 内。
Tom = transport across outer membrane Tim = transport across inner membrane
• 1)线粒体蛋白质跨膜运转 • 线粒体蛋白质跨膜运转过程有如下特征:
HSP70,HSP60 以及小分子热休克蛋白 mall
Heat Shock Proteins (sHSPs)
热休克蛋白90存在于所有的原核与真核细胞中 ,参与新生肽链的折叠,防止折叠过程蛋白聚合 ,主要作为分子伴侣参与细胞中众多信号蛋白的 构象成熟和功能稳定的调控,而这些信号蛋白的 过度表达或突变能促进肿瘤细胞的增殖及存活; HSP70可与高度去折叠或错误折叠的多肽结合 ,阻止聚沉并帮助重新折叠,在蛋白质重组及降 解过程中有作用,还帮助蛋白质跨膜运转;
2)磷酸化 磷酸化是在蛋白激酶的催化作用下,将ATP的r-磷酸 基转移到蛋白特定位点上的过程,磷酸化的作用位点 为蛋白上的Ser、Thr、 Tyr。
3)糖基化
• 蛋白质的特定氨基 酸残基(天冬氨酸、 丝氨酸、苏氨酸残 基)加入糖基复合物 (2-60 单糖) • 通常为跨膜蛋白 • 重要的识别标志
前胰岛素原蛋 白翻译后成熟 过程示意图。
4) 蛋白质的剪接
蛋白质剪接是蛋白质内含肽介导的,一种在蛋白质水平上翻译 后的加工过程,它由一系列分子内的剪切—连接反应组成。 内含肽(intein)是位于宿主蛋白质中的一段插入序列,前 缀in一取自inventing, 后缀tein一取自protein。与内含肽 相对应的另一专用术语是外显肽(extein)。 内含肽基因与外显肽基因存在于同一开放阅读框架(open reading frame,ORF)内,并与外先肽基因进行同步转录和翻 译,当翻译形成蛋白质前体后,内含肽具有自我催化功能, 可从蛋白质中自体切除,形成成熟的具有活性的蛋白。 蛋白质内含肽的发现,不仅丰富了遗传信息翻译后加工的理论 ,在实践中也有广泛的应用前景.
2.二硫键的形成 mRNA中没有胱氨酸的密码子,而不少蛋白质都含有 二硫键,这是蛋白质合成后通过两个半胱氨酸的氧化 作用生成的。 3.特定氨基酸的修饰 氨基酸侧链的修饰作用包括泛素化、磷酸化( 如核糖体蛋白质)、糖基化(如各种糖蛋白)、甲基 化(如组蛋白、肌肉蛋白质)、乙基化(如组蛋白) 、羟基化(如胶原蛋白)和羧基化等,是生物体内最 普通发生修饰作用的氨基酸残基及其修饰产物。糖蛋 白主要是通过蛋白质侧链上的天冬氨酸、丝氨酸、苏 氨酸残基加上糖基形成的,胶原蛋白上的脯氨酸和赖 氨酸多数是羟基化的。实验证明,内质网可能是蛋白 质N-糖基化的主要场所。