生化思考题

2005思考题

1.经典生物化学和当代生物化学在研究着重点上有何区别？这与研究技术的发展和学科发展的历史背景有何联系？

2、糖类物质主要有哪些功能？

3、为什么糖类物质也被认为是重要的信息分子？

4、糖肽连键的类型有哪些？连接方式怎样？

5、举例具体说明糖蛋白中寡糖链的生物学作用。

6、蛋白质结构的相关概念。

7、蛋白质序列分析的基本战略和一般方法步骤是什么？

9、简述蛋白质一级结构研究方法的发展，比较这些方法优缺点。

10、从蛋白质一级结构分析能得到哪些信息？

11、何为蛋白质的超二级结构和结构域？这两个分级何实际意义？

12、什么是锌指结构和亮氨酸拉链结构？有何作用？

13、球蛋白的结构有哪些基本特征？

14、蛋白质变性、复性的相关内容。

15、任举一例说明蛋白质三级结构决定于它的氨基酸序列。

16、什么是分子伴侣？为什么蛋白质的捲曲过程的研究是当前蛋白质化学研究的前沿？

17、蛋白质分离相关技术的基本原理及应用。、

18、近二十年酶学概念有何新发展？酶活性RNA和抗体酶的研究有何意义？

19、阐明酶活性中心的概念，哪些方法可研究酶的活性中心？酶定点突变有何理论意义及实用价值。

20、举例说明不可逆抑制剂和可逆抑制剂。研究抑制作用的理论意义及实际意义何在？

21、酶反应动力学及各参数的含义

22、细胞内信号分子有哪些？哪些是胞内信使？哪些是胞间信使？

举二例说明它们的生理功能。

23、何谓受体？简要说明G蛋白偶联受体介导的信号通路有何特点。

24、何谓蛋白质的可逆磷酸化？研究它有何意义？

25．近二十年来RNA研究有哪些进展？

2004思考题及答案

1、糖类物质主要有哪些功能？

糖类是细胞中非常重要的一类有机化合物。概括起来主要有以下几个方面：

1) 作物生物体的结构成分植物的根、茎、叶含有大量的纤维素、半纤维素和果胶物质等，这些物质构成植物细胞壁的主要成分。属于杂多糖的肽聚糖是细胞壁的结构多糖。昆虫和甲壳类的外骨骼为壳多糖。

2) 作为生物体内的主要能源物质糖在生物体内（或细胞内）通过生物氧化释放出能量，供生命活动的需要。

3)在生物体内转变为其他物质有些糖是重要的中间代谢物，糖类物质通过这些中间物为合成其他生物分子如氨基酸、核苷酸、脂肪酸等提供碳骨架。

4) 作为细胞识别的信息分子糖蛋白是一类在生物体内分布极广的复合糖。它们的糖链可能起着信息分子的作用，近年的研究表明细胞识别包括粘着、接触抑制和归巢行为，免疫保护（抗原与抗体），代谢调控（激素与受体），受精机制，形态发生、发育、癌变、衰老、器官移植等，都与糖蛋白的糖链有关。

2、为什么糖类物质也被认为是重要的信息分子？

答：糖蛋白的糖链可能起着信息分子的作用。

（1）糖蛋白的N－糖链参与新肽链的折叠，维持蛋白质的正确构象。如寡聚蛋白质中的糖链能影响亚基的缔合，糖链所起的作用可能是：维持亚基的正确构象；亚基间通过糖链相互识别而发生缔合。

（2）糖链参与分子识别和细胞识别。血循环中的糖蛋白的清除就是利用糖链或唾液酸作为糖蛋白在循环中已待了多久的标示物；糖链参与精卵识别受精过程；糖链参与细胞粘着。

（3）糖蛋白是一类复合糖或一类缀合蛋白质，糖链作为缀合蛋白质的辅基。而糖蛋白中的糖链序列是多变的，结构信息丰富，甚至超过核酸和蛋白质。由少数单糖组成的寡糖键，就能形成很多个异构体，例如4种不同的单糖可形成36864个四糖异构体。因此，糖类物质也被认为是重要的信息分子。

3、糖肽连键的类型有哪些？连接方式怎样？

答：糖蛋白中寡糖链的还原端残基与多肽链的氨基酸残基以多种形式共价连接，形成的连键称为糖肽键。糖肽键主要有两种类型：N－糖肽键和O－糖肽键。

1)N－糖肽键N－糖肽键是指β－构型的N－乙酰葡糖胺（GlcNAc）异头碳与天冬酰胺（Asn）的γ－酰胺N原子共价连接而成的N－糖苷键。该连键对弱碱稳定，但在沸腾的1mol/L NaOH条件下则容易被水解。

2)O－糖肽键O－糖肽键是指单糖的异头碳与羟基氨基酸的羟基O原子共价结合而成的O－糖苷键。这类键包括：

a. N－乙酰半乳糖胺（GalNAc）与丝氨酸（Ser）或苏氨酸（Thr）缩合形成的O－糖肽键。这类O－糖肽

键的特点是对碱不稳定，在碱性溶液中易发生β－消去反应。

b.半乳糖与羟赖氨酸（Hyl）形成的O－糖肽键。这种键几乎只存在于胶原蛋白中。β－Gal－（1→O）－

Hyl连键对碱稳定。

c. L－呋喃阿拉伯糖与羟脯氨酸（Hyp）形成的O－糖肽键。它们的特点也是对碱稳定。

3) 糖肽连接方式，还有几种不常见的类型，如与半胱氨酸（Cys）连接的糖肽键（Gal-Cys，Glc-Cys），与天冬氨酸(Asp)的侧链羧基形成的糖肽键等。

4、举例具体说明糖蛋白中寡糖链的生物学作用？

1) 糖链在糖蛋白新生肽链折叠和缔合中的作用①糖蛋白N－糖链参与新生肽链的折叠，维持蛋白质的正确构象已为不少事实所证实。例如，用基因定点突变方法获得的去糖基化α1－抗胰蛋白酶不能折叠成正确的构

象，其圆二色性谱发生改变。又如，缺失糖链的流感病毒红细胞凝集素不能正常折叠，继而不能形成三聚体，故不能分泌到胞外。但这种现象不是普遍规律，不少去糖基化的糖蛋白如去糖基化核糖核酸酶B维持正常的折叠和构象。②寡聚蛋白质中的糖链能影响亚基的缔合，如运铁蛋白受体是一种二聚体跨膜蛋白，由两个亚基组成，Asn251位点被突变去糖基化后，则不能形成正常的二聚体，并因而影响受体的转运和功能。糖链在亚基缔合中的作用可能是：维持亚基的正确构象；亚基间通过糖链相互识别而发生缔合。

2) 糖链影响糖蛋白的分泌和稳定性①糖链与糖蛋白分泌出细胞有一定关系。例如去N－糖链的免疫球蛋白不能被分泌到胞外而留在内质网中。又如基因工程中，在真核中表达的糖蛋白因含有糖链面晃发生聚集，故能分泌到胞外，在缺乏糖基化的结构的原核细胞中表达的产物则常在细胞内聚集成包含体。成纤维细胞分泌的纤连蛋白中去糖基化的纤连蛋白对组织蛋白酶引起的降解比糖基化的纤连蛋白敏感，说明糖链能增强这种胞外基质蛋白的稳定性。②蛋白质的构象和稳定性也受O－糖链的影响。例如缺失O－糖链合成的培养细胞中形成的低密度脂蛋白受体虽能正常转运到质膜，但易被细胞表面的蛋白酶降解并释放到胞外。

3) 参与分子间的识别和细胞间的识别①血清中很多蛋白质是含有以唾液酸残基为末端的N－糖链的糖蛋白。血循环中糖蛋白在一段时间内，从几小时到若干周，末端唾液酸酶残基逐个地被断裂，Gal也逐渐暴露，最终被肝细胞受体结合②卵子表面的糖蛋白外衣中和O－GalNAc糖链能被精子表面上的凝集素受体识别，它可能在精卵识别中起重要的作用。③多细胞生物中细胞有相互识别而聚集成细胞群的能力。细胞群或组织中细胞与细胞之间充满着由糖蛋白、蛋白聚糖、透明质酸等组成的胞外基质（EMC）。细胞－细胞、细胞－EMC粘着都是通过有关的膜内在蛋白质完成的。这些膜蛋白绝大多数都是含有N－糖链的糖蛋白，去糖链的整联蛋白完全失去与纤连蛋白的粘着能力。

5、蛋白质结构的相关概念。

答：一级结构：蛋白质多肽链的氨基酸残基的排列顺序

二级结构：多肽链借助于氢键沿一维方向排列成具有周期性的结构的构象，主要有α－螺旋、β－折叠、β－转角等几种形式

三级结构：多肽链借助各种非共价键(或非共价力)弯曲、折叠成具有特定走向的紧密球状构象

四级结构：寡聚蛋白质中各亚基之间在空间上的相互关系和结合方式

超二级结构：在蛋白质分子中特别是在球状蛋白质分子中，由若干相邻的二级结构元件组合在一起，彼此相互作用，形成种类不多的、有规则的二级结构组合或二级结构串，在多种蛋白质中充当三级结

构的构件，称为超二级结构

结构域：在一个蛋白质分子或亚基中，多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体，称为结构域

6、蛋白质序列分析的基本战略和一般方法步骤是什么？

答：基本战略：样品必须是纯的，纯度应在97%以上；知道它的相对分子质量，其误差允许在10%左右；活性蛋白质含多个肽链，大小是否相同，若不同该如何分离。

方法步骤：1) 测定蛋白质分子中多肽链的数目根据蛋白质N-末端或C-末端残基的摩尔数和蛋白质的相对分子质量可以确定蛋白质分子中的多肽链数目。如果是单体蛋白质，则蛋白质的摩尔数应与末端基的摩尔相等；如果后者是前者的倍数，则该蛋白质分子是由多条肽链组成。如果检测到的末端基多于一种，表明蛋白质由两条或多条不同的多肽链组成。