细胞生物学整理58301

四、简答题第五章细胞通讯

1. 酪氨酸激酶的自身磷酸化有何作用?

.自身磷酸化作用激活激酶的活性，促使胞内结构域与靶蛋白的结合。

2. 为什么说蛋白激酶C是脂和钙依赖性的激酶?

PKC激活时需要二酰甘油(D／LG)和钙离子的协同作用。

3．酵母STE5基因的突变影响到多个层次的信号传导，请解释机理。

3．Ste5蛋白被认为是MEK激酶(Stell)、MEK(Ste7)和MAP激酶(Fus)结合的骨架。因此，Ste5在多种水平上与该途径相作用可影响多层次的信号转导。4．为了保持局部信号应答，必须防止旁分泌信号分子扩散得太远。为达到这一目的可有几种同方式?请解释。

4．大多数旁分泌信号分子的寿命非常短暂，当它们从细胞中释放后，会很快降解。另外，一些分子可与胞外基质相连，从而无法扩散得很远或者只能释放到有限的空间里，如神经和肌细胞间的突触间隙中。通过这些途径，旁分泌信号分子向周围环境的扩散被限制了。

5．霍乱毒素与百日咳毒素的作用机理有何不同?

5．霍乱毒素抑制了G s蛋白Q亚基的GTP酶活性，而百日咳毒素抑制了G i蛋白上GTP的结合。

6. 任何信号级联反应的一个重要特征是其进行关闭的能力。若在一个级联反应中有多个需要被关闭的开关，你认为哪个(或哪几个)是最重要的?

6．参与放大系统的每个反应都必须能够被关闭，从而将信号通路重新置于静息水平。这些关闭了的开关中的每一个都是同样重要的。

7．为什么细胞利用Ca2+(通过钙泵使细胞内Ca2+浓度维持在10-7mol／L)进行胞内信号传递，而不是其他离子，如Na+(通过钠泵使细胞内钠浓度维持在10-3mol／L)?

7．由于胞内钙离子浓度非常低，相对来说，很少量的Ca2+流入就可导致胞质溶胶内Ca2+浓度的较大变化。与Na+相比，使胞内Na+浓度发生显著改变所需的离子量要多得多。

8. 导致G蛋白激活的反应和导致Ras激活的反应之间有哪些异同?

8．两种激活过程都依赖于某些蛋白质，可催化G蛋白或Ras蛋白上的GDP／GTP交换。所不同的是，G蛋白耦联受体可直接对G蛋白行使这种功能，而那些酶联受体被磷酸化激活后门则先将多个衔接蛋白装配为—个信号复合物，再对Ras进行激活。

9．G蛋白耦联受体与酶联受体的主要不同点是什么?

蛋白耦联受体都含有7次跨膜的结构域，在信号转导中全部与G蛋白耦联；酶联受体都属于单次跨膜受体。

10.举例说明单体G蛋白的活性如何受到其他蛋白的调控。

10．Sos通过促进GTP代替GDP而激活Ras；GAP通过促进GTP的水解而使Ras失活；GDI通过抑制GDP的释放使Ras失活。

11.蛋白激酶C是怎样促进基因转录的?

11 至少可通过两种途径参与基因表达的控制：①蛋白激酶C将细胞质中某些结合着转录调控因子的抑制蛋白磷酸化，使抑制蛋白释放出转录调节因子，调节蛋白进入细胞核促进特异基因表达。②蛋白激酶C激活一个级联系统的蛋白激酶，使其磷酸化并激活下游的特定调控蛋白。

12.PKA和PKC系统在信号放大中的根本区别是什么?

12 PKA途径激活的是蛋白激酶A；PKC途径激活的是蛋白激酶C。

13.当一个光子被视紫红质光感受器吸收，可激活大约200个称作转导素的胞内蛋白质分子。每一个分子随后结合并激活一种酶，即磷酸二酯酶，此酶每秒可水解4000个cGMP分子。cGMP存在于杆状感光细胞的胞质溶胶中。cGMP与质膜的Na+通道结合，使得Na+通道保持开启的构象。如果每个转导蛋白分子维持激活状态100ms，信号的放大可以达到什么程度? 13．每个光子引起80000个cGMP分子水解，因此，信号被放大80000倍(=200×4000×0．1)。

14.细菌趋化性的本质是什么?

14．细菌趋化性的本质是趋化物与细菌表面的受体结合，通过信号转导引起适应性反应。

15.血小板来源的生长因子(PDGF)可激活Elk-1转录因子。这个过程涉及哪些分子?

15．该过程涉及PDGF、PDGF受体、Grb2、Sos、Ras、GDP、GTP、Raf、MEK、MAP 激酶、Elk-1。

16列举MAP激酶转导信号跨越核膜的三种方式。

16．MAP激酶对信号的转导是通过激酶自身的异位、磷酸化易位的因子、磷酸化抑制子使一个因子产生易位等方法。。

17.细胞为了进行快速的信号传递，为什么必须在细胸内快速分解cAMP?

17．快速分解cAmP使得cAMP浓度保持在一个较低的水平。腺苷酸环化酶可以催化产生新的cAmP，cAMP初始浓度越低，通过腺苷酸环化酶而获得的信号增幅就越大。

五、实验设计与分析

1．推测的检测结果见表A5-1。

2．在一系列实验中，将编码突变型受体酪氨酸激酶的基因导入细胞。这些突变基因比正常基因的表达高很多，而细胞仍表达来自其正常受体基因的正常受体。导入下列突变受体酪氨酸激酶基因，会产生什么样的结果?

(1)缺少胞外结构域；

(2)缺少胞内结构域。

2．(1)由于缺失胞外的配体结合结构域，因此突变受体不能被激活。其存在也不会影响其他正常受体激酶的功能。

(2)此突变受体也是无活性的，但它们的存在可阻断正常受体介导的信号转导。因为结合配体后，突变受体与正常受体都可发生二聚化。两个正常受体聚在一起通过磷酸化可相互激活，但是突变受体与正常受体形成的混合二聚体不能发生上述的磷酸化激活过程。3．血清紧张素是一个小分子胺，可充当神经递质在相邻的神经细胞间传递信号，同时也可以作为一种激素进入血液并且在非相邻组织的细胞中传递信号。可能在性格、情绪；睡眠及中枢神经系统的镇痛中起作用。为了建立一个血清紧张素作用于靶细胞的模型，通过实验发现：

(1)血清紧张素能提高靶细胞中的cAMP含量；

(2)在匀浆处理的细胞中也可以观察到cAmP的增加，但是当将颗粒片段去除后则不会观察到这一现象；

(3)在匀浆处理的细胞中，血清紧张素与膜片段的解离需要GTP的存在；