四川农大博士生物化学2008-2011

1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
n 为协同系数 （Hill 系数） 。 典型米氏类型酶的 Rs=81。 具有正协同效应的别构酶的 Rs 小于 81， Rs 越小，正协同效应越显著；具有负协同效应的别构酶 Rs 大于 81，Rs 越大，负协同效应越显著。 也常使用 Hill 系数来判断酶属于哪一种类型。符合米氏方程的酶 n=1，具有正协同效应的酶 n 大于 1，具有负协同效应的酶 n 小于 1，因此，Hill 系数可以作为判断协同效应的一个指标。 3.简述细胞内蛋白质降解途径。 答：细胞内蛋白质降解主要有两条：一条是溶酶体降解途径，该途径的特点是不依赖 ATP，无选择 性地降解蛋白质；另一条是溶血素途径（泛素/26S 蛋白酶体途径） ，该途径的特点是以细胞溶胶为 基础，依赖 ATP，有选择性地降解蛋白质，所以又称为泛素标记选择性蛋白质降解。 4.简述蛋白质可逆磷酸化在细胞信号转导中的作用和意义。 答：蛋白质可逆磷酸化的调节在信号转导过程中有重要作用，是细胞生命活动的调控中心。磷 酸化反应是泛指把磷酸基团通过酶促反应转移到其他化合物的过程。蛋白质的磷酸化则是指由蛋白 激酶催化的把 ATP 或 GTPγ 位的磷酸基传移到底物蛋白质氨基酸残基上的过程，其逆转过程是由蛋 白磷酸酶催化的，称为蛋白质的脱磷酸化。 细胞内任何一种蛋白质的磷酸化状态是由蛋白激酶和蛋白磷酸酯酶的两种相反酶活性之间的平 衡决定的。 意义： 1、 这种方式在胞内介导胞外信号时具专一应答的特点。 2、 磷酸化与脱磷酸化可以控制细胞内已存在酶的"活性酶量"，使应答反应更有效。 3、 蛋白质磷酸化在信号传递中一个最重要的特点是对外界信号具有级联放大作用。 4、 蛋白质磷酸化与脱磷酸化几乎涉及所有的生理过程，功能上具有多样性。磷酸化与脱磷酸 化在细胞对外界信号的持续反应中具有重要作用。 5.双螺旋 DNA 的精细结构是指什么？它的形成有什么重要生物学意义？ 答：双螺旋 DNA 的精细结构是指螺旋参数随碱基序列而变化的现象。用于研究精细结构的螺旋参数 很多，主要有螺旋扭角、碱基转角、主链扭角、螺旋浆式扭角。前两个参数反映了从一个碱基对到 另一个相邻的碱基对之间的结构情况；后两个参数则反映了单个碱基对本身的结构特征。DNA 序列 的信息可能贮存在它的局部精细结构之中。影响着蛋白质或酶与 DNA 特定位点的识别，决定着遗传 信息的表达。 6.什么叫 DNA 物理图谱？有哪些构建方法？ 答：物理图谱描绘 DNA 上可以识别的标记的位置和相互之间的距离(以碱基对的数目为衡量单位)， 这些可以识别的标记包括限制性内切核酸酶的酶切位点，基因等。 物理图谱不考虑两个标记共同遗传的概率等信息。它有多种形式，包括限制性图谱
成或分解。膜受体接收的某些信号则与细胞分裂有关。 5、参与细胞间的相互作用(intercellular interaction)，在多细胞的生物中， 细胞通过质膜 进行多种细胞间的相互作用， 包括细胞识别、 细胞粘着、 细胞连接等。 如动物细胞可通过间隙连接， 植物细胞则通过胞间连丝进行相邻细胞间的通讯，这种通讯包括代谢偶联和电偶联。 6、能量转换(energy transduction)，细胞膜的另一个重要功能是参与细胞的能量转换。例如 叶绿体利用类囊体膜上的结合蛋白进行光能的捕获和转换，最后将光能转换成化学能储存在碳水化 合物中。同样，膜也能够将化学能转换成可直接利用的高能化合物 ATP，这是线粒体的主要功能。 细胞膜的这些基本功能也是生命活动的基本特征，没有膜的这些功能，细胞不能形成， 细胞的生命 活动就会停止。 4.最近十年来，关于 RNA 的研究取得突破性进展。请对你所知道的 RNA 种类及其功能进行简述。 答：tRNA：转运 RNA，携带氨基酸并识别密码子 rRNA：核糖体 RNA，起装配和催化作用 mRNA：信使 RNA，携带 DNA 的遗传信息并作为蛋白质合成的模板。 snRNA,snoRNA 等参与 RNA 剪接和 RNA 修饰， miRNA 也是非编码 RNA，是小的 RNA 分子，与转录基因互补，介导基因沉默（RNAi） 。 gRNA 又称引导 RNA，真核生物中参与 RNA 编辑的具有与 mRNA 互补序列的 RNA； eRNA， 从内含子 （introns） 或 DNA 非编码区转录的 RNA 分子， 精细调控基因的转录和翻译效率； SNP RNA，信号识别颗粒 RNA，细胞质中与含信号肽 mRNA 识别，决定分泌的 RNA 功能分子； pRNA，噬菌体 RNA，fi29 噬菌体中用 6 个同样的小 RNA 分子利用 ATP 参与 DNA 的包装； tmRNA，具有 tRNA 样和 mRNA 样复合的 RNA，广泛存在细菌中，识别翻译或读码有误的核糖体， 也识别那些延迟停转的核糖体，介导这些有问题的核糖体的崩解； 最后就是 mRNA 中的非翻译区，含有核糖体识别元件如 5'-UTR,3'-UTR 等。
上述与酶高催化效率有关的 7 个因素并不是同时在一个酶中起作用， 也不是一种因 素在所有的覆盖中起作用。更可能的情况是对不同的酶，起主要作用的因素不同，各自 都有其特点，可能分别受一种或几种因素的影响。
2.试分析同源细胞色素 C 结构的种属差异和保守性，阐明其结构和功能的统一性。 3.阐述细胞膜结构的基本功能及对细胞生命活动的影响。 答：细胞膜结构的基本功能包括以下几个方面: 1、界膜和区室化(delineation and compartmentalization)， 细胞膜最重要的作用就是勾划 了细胞的边界，并且在细胞质中划分了许多以膜包被的区室。 2、调节运输(regulation of transport) ，膜为两侧的分子交换提供了一个屏障，一方面可以 让某些物质"自由通透"，另一方面又作为某些物质出入细胞的障碍。 3、功能区室化，细胞膜的另一个重要的功能就是通过形成膜结合细胞器，使细胞内的功能区室 化。例如细胞质中的内质网、高尔基体等膜结合细胞器的基本功能是参与蛋白质的合成、加工和运 输；而溶酶体的功能是起消化作用，与分解相关的酶主要集中在溶酶体。又如线粒体的内膜主要功 能是进行氧化磷酸化，与该功能有关的酶和蛋白复合体集中排列在线粒体内膜上。另一个细胞器叶 绿体的类囊体是光合作用的光反应场所，所以在类囊体膜中聚集着与光能捕获、电子传递和光合磷 酸化相关的功能蛋白和酶。 4、信号的检测与传递(detection and transmission of signals)，细胞通常用质膜中的受体 蛋白从环境中接收化学和电信号。细胞质膜中具有各种不同的受体，能够识别并结合特异的配体， 产生一种新的信号激活或抑制细胞内的某些反应。如细胞通过质膜受体接收的信号决定对糖原的合
5.G 蛋白:具有 GTP 酶活性，在细胞信号通路中起信号转换器或分子开关作用的蛋白质。有三聚体 G 蛋白、低分子量的单体小 G 蛋白和高分子量的其他 G 蛋白三类。 6.miRNA: MicroRNAs（miRNAs）是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码 RNA， 其大小长约 20~25 个核苷酸。 成熟的 miRNAs 是由较长的初级转录物经过一系列核酸酶的剪切加工而 产生的，随后组装进 RNA 诱导的沉默复合体，通过碱基互补配对的方式识别靶 mRNA，并根据互补程 度的不同指导沉默复合体降解靶 mRNA 或者阻遏靶 mRNA 的翻译。最近的研究表 miRNA 参与各种各样 的调节途径，包括发育、病毒防御、造血过程、器官形成、细胞增殖和凋亡、脂肪代谢等等。广泛 存在于真核生物中, 是一组不编码蛋白质的短序列 RNA , 它本身不具有开放阅读框架(ORF) ; 通常的长度为 20～24 nt , 但在 3′端可以有 1～2 个碱基的长度变化; 成熟的 miRNA 5′端有一磷酸基团, 3′端为羟基, 这一特点使它与大多数寡核苷酸和功能 RNA 的降解片段区别开来； 多数 miRNA 还具有高度保守性、时序性和组织特异性。 7.DNA 分子的拓扑异构体： 连环数是环状 DNA 的一个很重要的特性。 连环数指的是在双螺旋 DNA 中， 一条链以右手螺旋绕另一条链缠绕的次数，以字母 L 表示。在松弛环状 DNA 中，L=25，在解链环状 分子中及超螺旋分子中 L 值皆为 23。这三种环状 DNA 分子具有相同的结构，但 L 值不同，所以称它 们为拓扑异构全。拓扑异构酶可以催化拓扑异构体之间的转换。 8.cDNA library：以 mRNA 为模板，经反转录酶催化，在体外反转录成 cDNA，与适当的载体（常用 噬菌体或质粒载体）连接后转化受体菌，则每个细菌含有一段 cDNA，并能繁殖扩增，这样包含着细 胞全部 mRNA 信息的 cDN分；8×5=40 分） 1.为什么说端粒酶是一种逆转录酶？ 答：端粒酶一种自身携带模板的逆转录酶，由 RNA 和蛋白质组成，RNA 组分中含有一段短的模板序 列与端粒 DNA 的重复序列互补，而其蛋白质组分具有逆转录酶活性，以 RNA 为模板催化端粒 DNA 的 合成，将其加到端粒的 3′端，以维持端粒长度及功能。 2.如何判断正协同别构酶和负协同别构酶 答：因别构酶有协同效应，故其底物浓度对 V 的动物力学曲线不是双曲线，而是 S 形曲线（正 协同）或表观双曲线（负协同） ，两者均不符合米氏方程。为了区分符合米氏方程的“正常”酶，具 有正协同效应的别构酶和具有负协同效应的别构酶，Koshland 建议使用协同指数（CI）来鉴别不同 的协同作用以及协同程度。CI 是指酶分子中的结合位点被底物饱和 90%和饱和 10%时底物浓度的比 值。故协同指数又称为饱和比值，即： Rs = 位点被 90%饱和时的底物浓度 位点被 10%饱和时的底物浓度 = 81������
(restrictionmap)， 用于对小区域、 如 kb 数量级做精细结构制图； 细胞遗传学图 cytogeneticmap)， 用于较大片段如以 104kb 为长度数量级的区域制图； 还有 STS 含量图(STScontentmap)和放射性杂交 图 radio active hybridization)，它们的分辨区域都大于 1Mb(1000kb)；荧光原位杂交图谱(FISH 图谱，fluo-rescence in situ hybridization)使用荧光标记的 DNA 探针，来探测克隆体染色体 DNA 的物理图谱。 7．试述核酸变性后产生增色效应的原因及其应用。 答：DNA 分子中碱基间电子的相互作用是紫外吸收的结构基础 , 但双螺旋结构有序堆积的碱基又 " 束缚 " 了这种作用。 变 性 DNA 的双链解开 , 碱基中电子的相互作用更有利于紫外吸收 , 故而 产生增色效应。 三、论述题（任选作 3 题，多选不计分；12×3=36 分） 1.酶高效催化的根本原因是什么？有哪些影响因素？结合实例讨论影响酶催化效率的主要因素。 答： 首先， 酶的催化作用是因为它能够降低反应活化能。 因为它能够稳定反应的过渡态中间物。 具体来说，底物和酶的定向效应和邻近效应；底物的形变和诱导契合；酸碱反应和共价效应； 金属离子催化；多元催化和协同效应；活性部位的微环境的影响。