高级生物化学(1)

高级生化复习题

1.酶的催化混杂性(Enzyme promiscuity）：是指酶具有能催化除其天然反应外的其它反应的能力,也就是说在单个位点催化不止一类化学反应的能力混乱性。

2.活性中心的催化三联体：催化三联体通常指在水解酶和转移酶的活性位点中心同时作用的三个氨基酸残基（如蛋白酶、酰胺酶、酯酶、酰基转移酶、脂肪酶和β-内酰胺酶）。用于共价催化的亲核残基一般是酸-碱-亲核三联体。

3.聚合酶链式反应：简称PCR。聚合酶链反应（PCR）是体外酶促合成特异DNA 片段的一种方法，由高温变性、低温退火（复性）及适温延伸等几步反应组成一个周期，循环进行，使目的DNA得以迅速扩增，具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。

4.比较基因组学（Comparative Genomics）：在基因组图谱和序列分析的基础上，对已知基因和基因的结构进行比较，了解基因的功能，表达调控机制和物种进化过程的学科。

5.酶的转化数（Kcat）：在单位时间内每一活性中心或每分子酶所能转换的底物分子数。

6.Toll样受体（Toll-like receptors）：是参与非特异性免疫（天然免疫）的一类重要蛋白质分子，也是连接非特异性免疫和特异性免疫的桥梁。TLR是单个的跨膜非催化性蛋白质，可以识别来源于微生物的具有保守结构的分子。当微生物突破机体的物理屏障，如皮肤、粘膜等时，TLR可以识别它们并激活机体产生免疫细胞应答。

7.鸟枪测序法（whole genome shotgun）：一种分析大片段基因组DNA序列的策略，主要是指将大片段DNA随机切成许多1～1.5kb的小片段，分别对其测序，然后借助序列重叠区域拼接成全段序列。

8.蛋白质芯片：一种高通量的蛋白功能分析技术，可用于蛋白质表达谱分析，研究蛋白质与蛋白质的相互作用，甚至DNA－蛋白质、RNA－蛋白质的相互作用，筛选药物作用的蛋白靶点等。

9.Annexin V：是一种检测细胞凋亡的试剂，在正常细胞中，磷脂酰丝氨酸(PS)只分布在细胞膜脂质双层的内侧，细胞发生凋亡早期，膜磷脂酰丝氨酸由脂膜内侧翻向外侧。Annexin V作为一种磷脂结合蛋白，与磷脂酰丝氨酸有高度亲和力，它通过细胞外侧暴露的磷脂酰丝氨酸与凋亡早期细胞的胞膜结合。因此Annexin V是检测细胞早期凋亡的灵敏指标。

10.遗传图谱（genetic map）：遗传图谱又称连锁图谱，通过计算机连锁的遗传标志之间的重组频率，确定他们之间的距离，即以具有遗传多肽性的遗传标记为“坐标”，遗传学距离作为“图巨”的基因组图，一般用厘摩（cM，即每次减数分裂的重组频率为1%）来表示.

11.亲和层析：是根据生物大分子和配体之间的特异性亲和力（如酶和抑制剂、抗体和抗原、激素和受体等），将某种配体连接在载体上作为固定相，而能对与配体特异性结合的生物大分子进行分离的一种层析技术，亲和层析是分离生物大分子最为有效的层析技术，具有很高的分辨率。

12.基因物理图谱（genome physical）：通过测定遗传标志的排列顺序与位置而

绘制成的，即以一段已知核苷酸的DNA片段为“位标”，以DNA实际长度（Mb或kb)为“图距”的基因图谱。

13.凝胶迁移实验（EMSA)：一种研究DNA结合蛋白和其相关的DNA结合序列相互作用的技术，可用于定性和定量分析。这一技术最初用于研究DNA结合蛋白，目前已用于研究RNA结合蛋白和特定的RNA序列的相互作用。

14.细胞因子（Cytokines）：由免疫细胞(如T细胞、B细胞、NK细胞等)和某些非免疫细胞(内皮细胞、表皮细胞、纤维母细胞等)经刺激而合成、分泌的一类具有广泛生物学活性的小分子蛋白质。通过结合相应受体调节细胞生长、分化和效应，调控免疫应答。

15.基因组：一个细胞或者生物体所携带的一套完整的单倍体序列，包括全套基因和间隔序列。

16.癌症：亦称恶性肿瘤，为由控制细胞生长增殖机制失常而引起的疾病。癌细胞除了生长失控外，还会局部侵入周遭正常组织甚至经由体内循环系统或淋巴系统转移到身体其他部分。

17.高通量测序：：一次性对几百万到十亿条DNA分子进行并行测序，又称为下一代测序技术，其使得可对一个物种的转录组和基因组进行深入、细致、全貌的分析，所以又被称为深度测序。

18.基因组注释（genome annotation）：是利用生物信息学方法和工具,对基因组所有基因的生物学功能进行高通量注释,是当前功能基因组学研究的一个热点。基因组注释的研究内容包括基因识别和基因功能注释两个方面。

19.Innate Immune Response（先天免疫应答）：是在种系进化和个体发育过程逐渐形成的一系列防御功能，是机体抵御病原体的第一道防线。与生俱来，作用无针对性，又称为非特异性免疫应答。

20.cGAMP:环磷酸鸟苷合成酶，由陈志坚教授团队发现，是胞外双链DNA的受体其游离与细胞质中参与天然免疫应答。cGAS激活后以AMP与GMP为原料合成cGAMP，cGAMP作为第二信使激活其受体STING从而引起一系列的免疫应答。

二．论述题

1.简述双脱氧测序的原理

答：Sanger法测序的原理是利用双脱氧核苷酸来终止DNA的复制反应。每次测序时由一套四个单独反应进行，每个反应体系中含有所有四种脱氧核苷酸三磷酸，并混入限量的一种不同的(ddNTP)。DNA聚合酶在延伸DNA的过程中，当掺入每一次序列测定由一套四双脱氧核苷酸时，由于ddNTP缺少3’-OH不能形成磷酸二酯键而终止反应，延长的寡聚核苷酸选择性地在G、A、T或C处终止。通过控制每一种dNTPs和ddNTPs的相对浓度, 可使反应得到一组长几个至千以上个，相差一个碱基一系列片断。它们具有共同的起始点，但终止在不同的的核

苷酸上，电泳凝胶处理后可用X-光胶片放射自显影或非同位素标记进行检测，读出DNA序列。

2.什么是基因组的De Novo测序

De Novo测序也叫从头测序，基因组的De NOVO 测序是指在不依赖参考基因组的情况下对某物种进行基因组测序及拼接组装，从而绘制该物种的全基因组序列图谱。基因组测序不仅可以获得该物种的全基因组序列图谱，同时也为后续研究物种起源进化及特定环境适应性奠定基础。根据基因组的复杂程度，基因组可分为：简单基因组和复杂基因组。

3.请介绍你对目前二代和三代测序技术的认识

21 世纪以来，第二代测序平台诞生了，与之前的第一代测序技术相比，第二代测序技术一次能够同时对几百万条甚至几千万条数据进行测序，因此也称为高通量测序或者深度测序，是对第一代测序技术的革命性提高。第二代测序技术以及高速度、高通量、低成本等优点，使人们对于不同物种基因组的探索热情高涨。相对于消耗多年时间测序完成的人类基因组计划，使用 SOLID 技术测序完成一个人的基因组只需要一周左右的时间。但是由于第二代测序技术测出的基因序列较短，给拼接过程带来了更多的困难，更适用于已知序列的基因组重测序。其中 Roche454 使用的是焦磷酸测序方法，Illunima 的 Solexa使用的是合成法测序，ABI 的 SOLID 使用的连接法测序。Roche454 测序出的基因片段长度最长，便于开展拼接工作，但是由于其成本太高，拥有较多基因片段的 Illunima Solexa 在拼接中使用的更加广泛。ABI SOLID 拥有独有的双色球编码技术，使得每个碱基都会被读取两遍，准确率高，因此在检测 SNP、转录组测序、ChIP-Seq 等方面很有优势。

随着测序技术的迅速发展，速度更快通量更高的第三代测序技术正在逐步完善成熟。相对于前两代测序技术都需要使用发光或者类发光物质然后就行光学检测，第三代测序技术主要特点是使用纳米技术来实现单分子测序，提高了测序精度。在继续保持高精度测序的基础上，第三代测序技术速度更快并且通量更高。现在的测序技术正朝着更高的通量、更低的成本、更快速的测序发展。我国也开始了对第三代测序技术的研究。2009 年 12 月，中科院北京基因组研究所与浪潮公司成立了“中科院北京基因组研究所-浪潮基因组科学联合实验室”，联合各领域科研力量共同研制国产第三代测序仪。这次合作，是国内 IT 技术与生命科学的融合。

4.请简述下比较基因组学对基因组研究意义

比较基因组学是基于基因组图谱和测序基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。利用模式生物基因组与人类基因组之间编码顺序上和结构上的同源性，克隆人类疾病基因，揭示基因功能和疾病分子机制，阐明物种进化关系，及基因组的内在结构；通过对不同亲缘关系物种的基因组序列进行比较，鉴定出编码序列、非编码调控序列及给定物种独有的序列；而基因组范围之内的序列比对，可以了解不同物在核苷酸组成、同线性关系和基因顺序方面的异同，进而得到基因分析预测与定位、生物系统发