高級生化整理加強(qiáng)版

1、名詞解釋：蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)指多肽鏈中氨基酸的排列順序及二硫鍵的位置。一級結(jié)構(gòu)是蛋白質(zhì)空間構(gòu)象和特異生物學(xué)功能的基礎(chǔ)。二級結(jié)構(gòu)：一條多肽局部區(qū)域近程距離的特定空間構(gòu)象，主要靠氫鍵維持，包括a-helix，-sheet，-turn，無規(guī)卷曲等。蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象 。蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)指蛋白質(zhì)分子中某一段肽鏈的局部空間結(jié)構(gòu)，即該段肽鏈主鏈骨架原子的相對空間位置，并不涉及氨基酸殘基側(cè)鏈的構(gòu)象。結(jié)構(gòu)域：蛋白質(zhì)分子內(nèi)存在的相對穩(wěn)定的球狀亞結(jié)構(gòu)，其間由單肽鏈相互連接，具有特異結(jié)構(gòu)和獨(dú)立功能的區(qū)域，是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)、功能和折疊單位

2、。大分子蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)?？煞指畛梢粋€或數(shù)個球狀或纖維狀的區(qū)域，空間上可以辨認(rèn)的的三維實(shí)體，折疊得較為緊密，各行其功能，稱為結(jié)構(gòu)域。超二級結(jié)構(gòu)：兩個或多個相鄰的構(gòu)象單元被長度、走向不規(guī)則的連接肽彼此連接，進(jìn)一步組合成有規(guī)律的、空間上可以辨認(rèn)的局部折疊。三級結(jié)構(gòu)：整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置。即肽鏈中所有原子在三維空間的排布位置。常含多種二級結(jié)構(gòu)單元，有明顯的折疊層次，是緊密的球狀或橢球狀實(shí)體，分子表面有一空穴(活性部位)，疏水側(cè)鏈埋藏在分子內(nèi)部，親水側(cè)鏈暴露在分子表面。四級結(jié)構(gòu)：蛋白質(zhì)分子中各亞基的空間排布及亞基接觸部位的布局和相互作用，稱為蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu)。由多個亞基組成的蛋白稱為

3、寡聚蛋白 Anfinsen 經(jīng)典實(shí)驗(yàn)（牛胰核糖核酸酶變性與復(fù)性實(shí)驗(yàn)）的結(jié)論蛋白質(zhì)的折疊不是隨機(jī)的。多肽鏈中氨基酸序列含有折疊此鏈成為自然結(jié)構(gòu)的全部信息。高級結(jié)構(gòu)決定功能。 同源蛋白：在不同生物體中行使相同或相似功能的蛋白質(zhì)。它的一級結(jié)構(gòu)中有許多位置的氨基酸對所有種屬來說都是相同的，稱為不變殘基。其他位置的氨基酸差異較大，稱為可變殘基。鋅指結(jié)構(gòu)：一種常出現(xiàn)在DNA結(jié)合蛋白中的一種結(jié)構(gòu)基元。是由一個含有大約30個氨基酸的環(huán)和一個與環(huán)上的4個Cys或2個Cys和2個His殘基的四個原子以四面體方式配位的Zn2+組成，中間的氨基酸殘基形成手指狀凸起，因此而得名。每個鋅指均是由1對反平行的折疊和一個螺旋

4、組成，每一個鋅指結(jié)構(gòu)都形成獨(dú)立的包含鋅原子的小結(jié)構(gòu)域,它通過2個保守的His和2個Cys螯合一個鋅因子,從而使結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。亮氨酸拉鏈（LZ或ZIP）：一種常見的蛋白質(zhì)超二級結(jié)構(gòu)模體，此結(jié)構(gòu)的C-端為螺旋區(qū)，靠近N-端一側(cè)的一段螺旋富含堿性殘基，其后的一段螺旋每隔6個殘基就有一個leu，每個這樣的螺旋不少于4個leu，且都處于螺旋同一側(cè)，當(dāng)形成同源或異源二聚體時，此結(jié)構(gòu)中的leu殘基借助疏水作用彼此靠攏，形同拉鏈。亮氨酸拉鏈?zhǔn)且粋€富含亮氨酸殘基的結(jié)構(gòu)域，參與形成二聚體。在每個拉鏈蛋白中都有一個與重復(fù)的亮氨酸相鄰的高堿性區(qū)，該區(qū)可能含一個DNA結(jié)合點(diǎn)。EF手：由兩個-螺旋與連接它們的環(huán)組成，E螺

5、旋含9個殘基，用右手食指表示；與Ca2+結(jié)合的環(huán)含12個殘基，用彎曲的中指表示；F螺旋含18個殘基，用拇指表示。分子伴侶：一類在序列上沒有相關(guān)性但有共同功能的蛋白質(zhì)，它們在細(xì)胞內(nèi)幫助其他含多肽的結(jié)構(gòu)完成正確的折疊、組裝、運(yùn)輸，或控制其在活化/鈍化構(gòu)象之間轉(zhuǎn)換但并不構(gòu)成靶蛋白組成部分的蛋白質(zhì)。熱激蛋白：又叫熱休克蛋白，廣泛存在于原核細(xì)胞和真核細(xì)胞中的一類在生物體受到高溫等逆境刺激后大量表達(dá)的保守性蛋白質(zhì)家族。在肽鏈折疊或解折疊變化中發(fā)揮作用，另外賦予細(xì)胞以耐熱性以抵抗高溫，作為分子伴侶以防止蛋白聚集，對抗正常的細(xì)胞死亡，從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的生存和死亡的平衡。Ks/Kcat：專一性不可逆抑制劑分為Ks和

6、Kcat兩種，Ks型專一性不可逆抑制劑，部分結(jié)構(gòu)與底物類似，可直接結(jié)合于活性部位，另一部分則與活性中心某基團(tuán)反應(yīng)，對其進(jìn)行共價修飾使酶失活；Kcat型專一性不可逆抑制劑具有類似于底物的結(jié)合和反應(yīng)基團(tuán)，可結(jié)合于酶的活性部位并在其作用下發(fā)生反應(yīng)，本身是酶的底物,與底物不同的是它還有潛伏的反應(yīng)基團(tuán)，受酶催化之后即被活化，與酶活性中心某基團(tuán)共價結(jié)合，使酶喪失活性。酶的活性中心：酶分子中直接與底物結(jié)合并完成催化的結(jié)構(gòu)區(qū)域，該部位化學(xué)基團(tuán)集中，并構(gòu)成一定的空間構(gòu)象。這些必需基團(tuán)在一級結(jié)構(gòu)上可能相距很遠(yuǎn)，但在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近，組成具有特定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，能和底物特異結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。包括結(jié)合區(qū)域和催

7、化區(qū)域。別構(gòu)酶：活性受別構(gòu)調(diào)節(jié)物調(diào)控的酶。酶分子的非催化部分與某些化合物可逆的共價結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象的改變，進(jìn)而引起酶活性狀態(tài)的改變，具有這種調(diào)節(jié)活性的酶稱為別構(gòu)酶。核酶：具有催化功能的RNA即為核酶。N-聚糖/O-聚糖：糖蛋白的種類，糖蛋白中可以根據(jù)糖肽連接鍵的類型進(jìn)行分類，寡糖鏈（GlcNAC的-羥基）與Asn的酰胺基、N-未端的a-氨基、Lys或Arg的W-NH相連的稱為N-聚糖；寡糖鏈（GalNAC的-羥基）與Ser、Thr和羥基賴氨酸、羥脯氨酸的-OH相連稱為O-聚糖。蛋白質(zhì)泛素化：泛素化是指泛素分子在一系列酶作用下，對靶蛋白進(jìn)行特異性修飾的過程。這些酶包括泛素激活酶，結(jié)合酶、連結(jié)酶和降

8、解酶等系列的修飾過程。蛋白質(zhì)泛素化作用是后翻譯修飾的一種常見形式，該過程能夠調(diào)節(jié)不同細(xì)胞途徑中各式各樣的蛋白質(zhì)底物。蛋白激酶：是能把磷酸基供體如ATP的-磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到靶蛋白氨基酸受體上的酶類。主要有絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶（S/T PK），酪氨酸蛋白激酶（PTK），組氨酸/賴氨酸/精氨酸蛋白激酶（H/K/RPK），半胱氨酸蛋白激酶，天冬氨酸/谷氨酸蛋白激酶。 G蛋白：G蛋白即GTP結(jié)合蛋白（GTP binding protein）或鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白（guanine nucleotide regulatory protein），已發(fā)現(xiàn)它是一個蛋白質(zhì)家族，其中有許多在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中起著偶聯(lián)膜受體與效

9、應(yīng)器的中介作用。細(xì)胞因子：是由細(xì)胞合成分泌的一類可溶性低分子量蛋白或多肽，具有調(diào)節(jié)免疫、細(xì)胞增殖、分化和胚胎發(fā)育等多方面的生物活性。PKG：cGMP-dependent protein kinase，蛋白激酶的一種，參與心鈉素、NO、亞硝酸鹽類血管擴(kuò)張藥的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。（PKA,PKC ）MAPK：mitogen-activated protein kinase，促分裂素原活化蛋白激酶，是真核生物信號傳遞網(wǎng)絡(luò)中的重要途徑之一，在基因表達(dá)調(diào)控和細(xì)胞質(zhì)功能活動中發(fā)揮關(guān)鍵作用。MAPK鏈由3類蛋白激酶MAP3K-MAP2K-MAPK組成,通過依次磷酸化將上游信號傳遞至下游應(yīng)答分子。蛋白質(zhì)磷酸化：指由蛋白

10、質(zhì)激酶催化的把ATP或GTP上位的磷酸基轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)氨基酸殘基上的過程，是生物體內(nèi)一種普通的調(diào)節(jié)方式，在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程中起重要作用。等電點(diǎn)：在某一pH的溶液中，氨基酸解離成陽離子和陰離子的趨勢及程度相等，成為兼性離子，呈電中性。此時溶液的pH值稱為該氨基酸的等電點(diǎn)。即氨基酸所帶正負(fù)電荷相等，凈電荷為零時的PH。細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)：指細(xì)胞通過胞膜或胞內(nèi)受體感受信息分子的刺激，經(jīng)細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，從而影響細(xì)胞生物學(xué)功能的過程。研究細(xì)胞感受、轉(zhuǎn)導(dǎo)環(huán)境刺激的分子途徑及其引起的代謝生理反應(yīng)和基因表達(dá)調(diào)控過程。接頭蛋白：信號傳遞中一類特殊的蛋白質(zhì)，不具備酶活性和轉(zhuǎn)錄因子活性，功能是把上游與下游的信

11、號傳遞分子聯(lián)系起來，為信號傳遞提供空間上的保障。通常含有多個結(jié)合其它分子的特殊蛋白模體或與蛋白模體結(jié)合的結(jié)構(gòu)。錨定蛋白：是一類特殊的接頭蛋白，除結(jié)合多種信號分子外，還通過它的一端與細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)相結(jié)合，把胞漿中與同一信號傳遞過程密切相關(guān)的信號分子定位在近膜區(qū)，在其N-末端有特殊的膜定位結(jié)構(gòu)。細(xì)胞凋亡：是正常機(jī)體細(xì)胞在受到生理和病理性刺激后出現(xiàn)的一種自發(fā)的死亡過程，它受相關(guān)基因的調(diào)控，因此又稱程序性死亡。受體:是細(xì)胞表面或亞細(xì)胞組分中的一類特殊的蛋白質(zhì)分子，可識別并專一地結(jié)合有生物活性的信號分子，從而激活或觸發(fā)一系列生化反應(yīng)，最終產(chǎn)生該信號特定的生物學(xué)效應(yīng)。脂錨定蛋白(lipid-anchored)

12、 又稱脂連接蛋白(lipid-linked protein)，通過共價健的方式同脂分子結(jié)合。同脂的結(jié)合有兩種方式，一種是蛋白質(zhì)直接結(jié)合于脂雙分子層，另一種方式是蛋白并不直接同脂結(jié)合，而是通過一個糖分子間接同脂結(jié)合。 主要包括棕櫚酰結(jié)合蛋白 豆蔻酰結(jié)合蛋白 異戊烯基化蛋白 糖基磷脂酰肌醇錨定蛋白生物膜的“流體鑲嵌”模型極性脂雙分子層構(gòu)成生物膜的基本構(gòu)架，膜蛋白鑲嵌在其中。生物膜是由極性脂和蛋白分子按二維排列的流體，膜的結(jié)構(gòu)組分在其中可以移動并聚集組裝。生物膜中的蛋白質(zhì)的分布不對稱，有的鑲嵌在脂雙層的表面，有的則部分或全部嵌入脂雙層內(nèi)部，有的則橫跨整個膜。脂筏（lipid raft）是質(zhì)膜上富含膽

13、固醇和鞘磷脂的微結(jié)構(gòu)域。由于鞘磷脂具有較長的飽和脂肪酸鏈，分子間的作用力較強(qiáng)，所以這些區(qū)域結(jié)構(gòu)致密，介于無序液體與液晶之間，稱為有序液體。脂筏就像一個蛋白質(zhì)停泊的平臺，與膜的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、蛋白質(zhì)分選均有密切的關(guān)系。 泛素（ubiquitin）：1978年，A.Hershko等在網(wǎng)織紅細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)依賴ATP的蛋白水解系統(tǒng)，并從中分離出一種熱穩(wěn)定因子，含76個氨基酸，因其廣泛存在于各類真核細(xì)胞而命名為泛素。泛素是迄今發(fā)現(xiàn)的最保守的蛋白質(zhì)。所有泛素均有相同的三維結(jié)構(gòu)：N-端部分形成堅實(shí)的小球，Lys-48、Lys-29和Lys-63均在表面；C-端以Gly-Gly結(jié)尾形成一個凸出。泛素主要定位于細(xì)胞溶膠和

14、細(xì)胞核，在膜和溶酶體中僅有極少量。胱天蛋白酶（caspase）為含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶。caspase是一組存在于細(xì)胞質(zhì)中具有類似結(jié)構(gòu)的蛋白酶。它們的活性位點(diǎn)均包含半胱氨酸殘基，能夠特異性的切割靶蛋白天冬氨酸殘基上的肽鍵，故名。caspase負(fù)責(zé)選擇性地切割某些蛋白質(zhì)，從而造成細(xì)胞凋亡。caspase家族成員均以酶原（pro-caspase）形式合成與存在，pro-caspase活化時，首先要切下C-端的小亞基，再從大亞基片段前切除N-端結(jié)構(gòu)域，活性酶就是兩個大亞基和兩個小亞基組成的異源四聚體。簡答題：1、 球形蛋白的結(jié)構(gòu)類型？全-結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)，此類結(jié)構(gòu)中-螺旋占有極大比例，按反平行方式

15、排列，相鄰螺旋以環(huán)連接成簡狀螺旋束，因而也成為上下型螺旋束。/-結(jié)構(gòu)，此類結(jié)構(gòu)以平行或混合型-折疊片為基礎(chǔ)，分為兩個亞類：單繞平行-桶和雙繞平行-片或馬鞍形扭曲片。全-結(jié)構(gòu)，主要由反平行-折疊片排列形成，-股之間以-回折或跳過相鄰-股的條帶相連。富含金屬或二硫鍵，許多不足100個氨基酸殘基組成的小蛋白質(zhì)或結(jié)構(gòu)域往往不規(guī)則，只有很少量的二級結(jié)構(gòu)元件，但富含金屬或二硫鍵，通過金屬形成的配位鍵或二硫鍵穩(wěn)定其構(gòu)象。2、 三維結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系（球形蛋白為例）球形蛋白質(zhì)分子含有多種二級結(jié)構(gòu)元件。球狀蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有明顯而豐富的折疊層次。多肽鏈中相鄰的殘基首先形成二級結(jié)構(gòu)元件；隨著肽鏈的進(jìn)一步卷曲，若干相鄰

16、的結(jié)構(gòu)元件形成超二級結(jié)構(gòu)；超二級結(jié)構(gòu)進(jìn)一步組裝成結(jié)構(gòu)域；兩個或多個結(jié)構(gòu)再裝配成緊密的球狀或橢球狀的三級結(jié)構(gòu)。球狀蛋白質(zhì)分子是緊密的球狀或橢球狀實(shí)體，即使緊密裝配，蛋白質(zhì)總體積約有25%并未被蛋白質(zhì)原子占據(jù)。這個空間幾乎全為很小的空腔，偶爾有水分子大小或更大的空腔存在。值得注意的是鄰近活性部位的區(qū)域密度比平均值低得多，這可能意味著活性部位有較大的空間可塑性，允許其中的結(jié)合基團(tuán)和催化基團(tuán)有較大的活動范圍。這大概就是功能蛋白與其配體相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。球狀蛋白質(zhì)具有疏水的內(nèi)核和親水的表面，首先，肽鏈必須滿足自身結(jié)構(gòu)固有的限制，包括手性效應(yīng)和-碳二面角在折疊上的限制；其次，肽鏈在熵因素驅(qū)動下必須盡可能

17、地埋藏疏水側(cè)鏈，使之與溶劑水的接觸降到最小程度，同時讓親水側(cè)鏈暴露在分子表面，與環(huán)境中水分子形成廣泛的氫鍵連系。球狀蛋白質(zhì)分子表面有一個分布著許多疏水殘基的空穴或裂隙，常是結(jié)合底物、效應(yīng)物等配體并行使生物學(xué)功能的活性部位，這樣的空穴為發(fā)生化學(xué)反應(yīng)營造了一個低介電區(qū)域。3、 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系（舉例說明）肌紅蛋白（Mb）的分子包括一條153個氨基酸殘基組成的多肽鏈和一個血紅素，肌紅蛋白多肽鏈中的殘基7580%處于-螺旋中，其余為無規(guī)卷曲，整個肽鏈有8個長短不一的螺旋段，在側(cè)鏈基團(tuán)相互作用下盤曲形成4.3 nm×35 nm×2.3nm扁園的球體。絕大多數(shù)親水殘基分布在分子表面

18、，使肌紅蛋白可溶于水；疏水殘基則埋藏于分子內(nèi)部。肌紅蛋白分子表面有一狹縫，E螺旋和F螺旋位于狹縫兩側(cè)，形成一個疏水微環(huán)境。肌紅蛋白的輔基血紅素就結(jié)合在這個狹縫內(nèi)。血紅素輔基的功能在一定程度上依賴于它所結(jié)合的多肽鏈提供的微環(huán)境。在肌紅蛋白中，遠(yuǎn)側(cè)His（E7）的存在對其與CO的結(jié)合顯然會產(chǎn)生更大的位阻效應(yīng)，結(jié)果大大降低了對CO的親和力和CO中毒的危險，保證在生理?xiàng)l件下肌紅蛋白能有效地履行貯藏和輸送O2的功能。脫氧肌紅蛋白中-螺旋含量約60%，三維結(jié)構(gòu)比較松散，穩(wěn)定性下降,與血紅素結(jié)合后，構(gòu)象發(fā)生變化，-螺旋含量恢復(fù)至75%，分子結(jié)構(gòu)比較緊湊，穩(wěn)定性也明顯提高。這說明血紅素輔基對肽鏈折疊也有影響。

19、4、 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)構(gòu)象單元。螺旋（helix），多肽主鏈CN的重復(fù)排列，使它容易形成有規(guī)律的卷曲構(gòu)型，即形成螺旋，常見的有-螺旋，此外還有螺旋、螺旋等。-片層：兩股或多股幾乎完全伸展的肽鏈并列聚集，靠主鏈肽鍵N上的H與相鄰羰基C上的O原子間規(guī)律的氫鍵，形成-折疊片?；卣郏弘逆溡郫B成堅實(shí)的球形，必須以某種方式多次改變其方向，如同一肽鏈形成的-折疊股之間的連接肽。34個氨基酸殘基通過特殊的氫鍵系統(tǒng)使肽鏈走向改變180度稱為回折或轉(zhuǎn)角。包括-回折和-回折。環(huán)：多肽鏈中由616個氨基酸殘基組成的環(huán)狀節(jié)段，兩端距離小于0.1nm，狀似字形，因此得名。連接條帶：伸展的肽鏈條帶連接在結(jié)構(gòu)元件之間，它們的

20、長度、走向頗不規(guī)則，有的是肽鏈走向改變，有些使肽鏈微微彎曲，可是肽鏈密集，也可出現(xiàn)扭結(jié)，在蛋白質(zhì)肽鏈的卷曲、折疊過程中就有明確的結(jié)構(gòu)作用。無序結(jié)構(gòu)：X-射線分析發(fā)現(xiàn)，蛋白質(zhì)分子的確存在空間結(jié)構(gòu)不確定的區(qū)域，這種無序結(jié)構(gòu)因其不斷運(yùn)動，或是具有不同的構(gòu)象，因而得不到X-射線衍射圖像，常表現(xiàn)為無序結(jié)構(gòu)。5、 酶活性調(diào)節(jié)方式別構(gòu)調(diào)節(jié)：酶分子的非催化部位與某些化合物可逆地非共價結(jié)合后發(fā)生構(gòu)象的改變，進(jìn)而改變酶活性狀態(tài)；共價修飾調(diào)節(jié)：某些酶蛋白肽鏈上的側(cè)鏈基團(tuán)在另一酶的催化下可與某種化學(xué)基團(tuán)發(fā)生共價結(jié)合或解離，從而改變酶的活性；酶原激活：酶原經(jīng)有限水解成為有活性的酶，可視為不可逆的共價修飾?？赡娴墓矁r修飾

21、：在酶作用下，靶酶被修飾成不同活性狀態(tài)，可逆磷酸化最普遍滯后酶和記憶酶：滯后酶從T態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)镽態(tài)需數(shù)分鐘，比別構(gòu)酶慢得多，記憶酶通常以對底物親和力較低的穩(wěn)定構(gòu)象存在，與底物結(jié)合后轉(zhuǎn)變?yōu)橛H和力較高的另一構(gòu)象，釋放產(chǎn)物后仍呈現(xiàn)易結(jié)合底物的構(gòu)象。其它調(diào)節(jié)方式：寡聚糖通過聚集解聚調(diào)節(jié)活性；通過與細(xì)胞骨架或細(xì)胞器表明的締合解離調(diào)節(jié)酶活性；有些酶的調(diào)節(jié)亞基具有抑制蛋白或改變亞基的功能，或者有接應(yīng)蛋白的功能，催化亞基可逆地與這樣的調(diào)節(jié)亞基結(jié)合對活性進(jìn)行調(diào)控。6、 別構(gòu)酶結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)的岐變類型（是不是也是別構(gòu)酶的作用機(jī)制）齊變模型，別構(gòu)酶至少以兩種構(gòu)象存在，即松弛態(tài)或R態(tài)和緊固態(tài)或T態(tài)。一個酶分子中所有原題必需保持

22、同一構(gòu)象，或全為R態(tài)，或全為T態(tài)。未結(jié)合配體的R態(tài)與T態(tài)酶分子間保持動態(tài)平衡。別構(gòu)抑制劑（I）只與T態(tài)原體結(jié)合，使平衡向RoTo移動，相當(dāng)于只增大L，提高了酶與底物的同位協(xié)同效應(yīng)，使S-v的S型曲線右移；別構(gòu)激活劑（A）只與R態(tài)原體結(jié)合，使平衡向ToRo移動，相當(dāng)于減小L，使S-v的S型曲線左移且漸趨雙曲線。序變模型，不存在RoTo平衡，T-R的轉(zhuǎn)變是在配體誘導(dǎo)下發(fā)生的，寡聚體內(nèi)的原體逐個發(fā)生轉(zhuǎn)變，因此同一分子中存在不同狀態(tài)的原體，配體結(jié)合影響同一分子中其余空閑部位對配體的親和力。如增強(qiáng)親和力則表現(xiàn)為正協(xié)同，反之則表現(xiàn)為負(fù)協(xié)同。7、 Na+-K+-ATPase（或稱鈉鉀泵）為例，物質(zhì)主動運(yùn)輸?shù)?/p>

23、過程初級主動運(yùn)輸系統(tǒng)直接通過ATP等高能化合物提供能量，推動離子和某些代謝物的主動運(yùn)輸。幾乎所有的細(xì)胞都有Na+-K+-ATPase活力，可把細(xì)胞內(nèi)的Na+泵出細(xì)胞外，同時又把細(xì)胞外的K+泵入細(xì)胞內(nèi)。Na+-K+-ATPase的工作原理目前普遍認(rèn)可構(gòu)象變化假說。即在正常情況下Na+-K+-ATPase（E1構(gòu)象），在Mg2+存在下（不需要K+）與膜內(nèi)側(cè)Na+結(jié)合而激活A(yù)TPase活性，將ATP的-磷酸基轉(zhuǎn)移到一個Asn殘基上，形成磷酸化的E1-P中間體，導(dǎo)致的構(gòu)象變化使其對Na+的親和力降低，把Na+釋放到細(xì)胞外，同時酶變?yōu)镋2-P構(gòu)象。E2-P與細(xì)胞質(zhì)膜外側(cè)的K+結(jié)合（不需要Na+和Mg2+

24、）后促使酶去磷酸化，又恢復(fù)原來的E1構(gòu)象，把K+釋放到胞液中。8、 生物膜的功能區(qū)隔化或房室化：生物模式連續(xù)、環(huán)閉的薄殼體，質(zhì)膜把整個細(xì)胞包裹起來，內(nèi)膜系統(tǒng)以及核膜、線粒體膜和葉綠體模等，把細(xì)胞分隔成相對獨(dú)立的房室。在這些分隔開的區(qū)間內(nèi)，各自進(jìn)行著不同的生命活動。物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸：作為通透性屏障，生物膜一方面防止細(xì)胞與環(huán)境之間以及細(xì)胞內(nèi)各房室之間的物質(zhì)自由混合；另一方面又要維持各區(qū)間物質(zhì)有控制的交流。質(zhì)膜和各種內(nèi)膜上都有物質(zhì)運(yùn)輸裝置，調(diào)節(jié)物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸也就成了這些膜系統(tǒng)最基本的功能之一。能量轉(zhuǎn)換：葉綠體類囊體膜結(jié)合的色素可吸收太陽光，把光能轉(zhuǎn)換為光合電子傳遞鏈上的電子流動，最后形成同化力，再經(jīng)光

25、合碳素途徑轉(zhuǎn)換成以糖類形式儲存的化學(xué)能。線粒體內(nèi)膜能把能源物質(zhì)氧化時釋放的能量轉(zhuǎn)換成可以做功的能量形式ATP中的化學(xué)能?？梢?，生物膜在細(xì)胞能量轉(zhuǎn)換中起著重要作用。細(xì)胞識別：細(xì)胞通過其表面的特殊受體與胞外信號物質(zhì)分子或配體選擇性地相互作用，觸發(fā)細(xì)胞內(nèi)一系列生理生化變化，最終導(dǎo)致細(xì)胞的總體生物學(xué)效應(yīng)相應(yīng)改變。9、 細(xì)胞胞間信號共同特點(diǎn)特異性：胞間信號分子只能與可識別它的靶組織、靶細(xì)胞上的受體特異結(jié)合，改變受體的構(gòu)象，并轉(zhuǎn)換成細(xì)胞內(nèi)信號，然后才能調(diào)節(jié)細(xì)胞功能。多效性和重復(fù)性：同一種化學(xué)信號分子與不同細(xì)胞上的不同受體相互作用或不同細(xì)胞的同一類型受體相互作用產(chǎn)生不同的反應(yīng)；不同信號分子與同一細(xì)胞各自的受

26、體相互作用產(chǎn)生相同的反應(yīng)。時效性：神經(jīng)遞質(zhì)介導(dǎo)的反應(yīng)最快；協(xié)調(diào)細(xì)胞代謝的信號傳導(dǎo)也比較快；影響細(xì)胞生長發(fā)育、組織器官分化的化學(xué)信號時效一般較持久。半壽期與溶解性：親水性化學(xué)信號分泌后很快被清除，它們的半壽期只有幾毫秒到幾分鐘。這類信號分子通常與靶細(xì)胞表面受體相互作用；疏水性化學(xué)信號在血液中與特殊的載體蛋白相結(jié)合，半壽期數(shù)小時，被釋放后進(jìn)入細(xì)胞，與胞內(nèi)受體結(jié)合，在于DNA結(jié)合，調(diào)節(jié)基因表達(dá)模式，影響生長發(fā)育和分化。10、 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中受體基本特征及細(xì)胞表面受體類型受體基本特征：特異性，受體最基本的特征或功能就是能準(zhǔn)確的識別特定的信號分子并與之結(jié)合，否則就無法準(zhǔn)確的傳遞信息。受體上的結(jié)合部位與信

27、號分子的三維構(gòu)象互補(bǔ)，它們的結(jié)合也是分子識別的過程。敏感性，胞間信號和受體的濃度通常都極低，因此受體必須具有極高的敏感性，它們的結(jié)合服從質(zhì)量作用定律。飽和性，在一定生理?xiàng)l件下，細(xì)胞的某種受體數(shù)目保持相對恒定，受體以高親和力特異的結(jié)合配體一般很容易被飽和，而低親和力的非特異性結(jié)合可能只是一種物理吸附作用?？烧{(diào)控性，首先，受體數(shù)目恒定是相對的，在一定的條件下可以進(jìn)行上調(diào)或下調(diào)；其次有些受體被磷酸化后對配體的親和力下降，或與某種磷蛋白結(jié)合而不能與下游信號蛋白偶聯(lián)，都能影響或調(diào)解受體的功能。細(xì)胞表面受體的類型：所有的水溶性胞間信號和個別脂溶性信號分子的受體都屬于細(xì)胞表面受體，按照其信號轉(zhuǎn)換機(jī)制和受體分

28、子的結(jié)構(gòu)特征，又將它們在劃分成離子通道型受體、G蛋白偶聯(lián)的受體和具有酶活性的受體。離子通道型受體共同特點(diǎn)是由多亞基組成受體/離子通道復(fù)合體，膜外側(cè)的配體結(jié)合部位與信號分子結(jié)合后，立即打開離子通道，導(dǎo)致離子跨膜流動，引起膜電位發(fā)生變化，繼而引發(fā)生物學(xué)效應(yīng)，介導(dǎo)可興奮信號的快速傳遞。G蛋白偶聯(lián)受體介導(dǎo)的信號途徑既有起效較快的短期效應(yīng)，又有起效較快的長期效應(yīng)，可通過改變cell內(nèi)信使的濃度賦予反應(yīng)系統(tǒng)敏感性、靈活性及多樣化。具有酶活性的膜受體是具有跨膜結(jié)構(gòu)的酶蛋白，其胞外域與配體結(jié)合而被激活，通過胞內(nèi)酶活性域催化的反應(yīng)將信號傳至胞內(nèi)。11、 糖蛋白和蛋白聚糖的特點(diǎn)廣義的糖蛋白泛指糖肽共價復(fù)合物。為了

29、研究的方便，目前已將肽聚糖和蛋白聚糖劃分出來，狹義的糖蛋白專指肽鏈與一個或多個聚糖鏈共價結(jié)合形成的復(fù)合物，其聚糖鏈通常少于15個單糖殘基（少數(shù)聚糖鏈可能含有20030個單糖殘基），且大多數(shù)具有分枝。糖蛋白中的聚糖鏈均由其還原端以接枝方式與肽鏈特定部位的氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)相連接，主要分為以下兩大類：N-連接鍵和O-連接鍵。蛋白聚糖是由核心蛋白與共價鍵連接的糖胺聚糖（glycosaminoglycan, GAG）組成的大分子。蛋白聚糖廣泛存在于脊椎動物結(jié)締組織、皮膚、脈管、骨骼等組織內(nèi)，是構(gòu)成胞外基質(zhì)重要的大分子。自1970年代以來，由于發(fā)現(xiàn)細(xì)胞表面蛋白聚糖與包括細(xì)胞因子在內(nèi)的其它大分子相互作用，參與

30、細(xì)胞粘附和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，調(diào)節(jié)許多重要的生理過程，蛋白聚糖的合成途徑基本上與糖蛋白相同，即首先在核糖體上合成核心蛋白，再由糖基轉(zhuǎn)移酶在適當(dāng)?shù)奶腔稽c(diǎn)上逐個轉(zhuǎn)移糖基，合成聚糖鏈，然后再進(jìn)行硫酸化修飾。與糖蛋白的降解一樣，蛋白聚糖的降解也是個高度有序受調(diào)控的過程。12. cAMP信號傳遞通路（產(chǎn)生、滅活、作用、效應(yīng)）通過與G蛋白偶聯(lián)的受體相結(jié)合，激活膜內(nèi)側(cè)與受體偶聯(lián)的G蛋白，活化的G·GTP即可作用于ACase，改變細(xì)胞內(nèi)cAMP的濃度，產(chǎn)生預(yù)定的生物學(xué)效應(yīng)。如果配體與刺激性受體結(jié)合, 激活的Gs·GTP可使ACase活性增大，胞內(nèi)cAMP上升；如果配體作用于抑制性受體，活化的Gi

31、·GTP則抑制ACase，胞內(nèi)cAMP下降。磷酸二酯酶使cAMP水解而滅活，在cAMP信號通路中有著重要作用。cAMP信號產(chǎn)生之后，通過激活依賴cAMP的蛋白激酶（cAMP-dependent protein kinase, PKA），對靶蛋白的Ser/Thr進(jìn)行磷酸化修飾，調(diào)節(jié)其活性，產(chǎn)生生物學(xué)效應(yīng)。cAMP信號途徑的功能都是靠激活PKA來實(shí)現(xiàn)的。PKA的靶蛋白很多，包括糖代謝、脂類代謝、蛋白質(zhì)代謝和類固醇合成等過程關(guān)鍵的酶類；膜運(yùn)輸系統(tǒng)；轉(zhuǎn)錄因子等舉例：PKA由兩種亞基組成，一種是催化亞基C，一種是調(diào)節(jié)亞基R，調(diào)節(jié)亞基抑制催化亞基，當(dāng)cAMP結(jié)合到調(diào)節(jié)亞基上后，就使無活性的催化亞

32、基-調(diào)節(jié)亞基復(fù)合體解離，產(chǎn)生出有活性的、自由的催化亞基一級cAMP-調(diào)節(jié)亞基復(fù)合體。激活的PKA可使磷酸化酶發(fā)生磷酸化作用，如使糖原合酶磷酸化作用，從而使糖原合酶不具有活性。最終促進(jìn)糖原分解，抑制糖原合成，導(dǎo)致血液中葡萄糖升高。13. G蛋白作用機(jī)制G蛋白即GTP結(jié)合蛋白或鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白，已發(fā)現(xiàn)它是一個蛋白質(zhì)家族，其中有許多在細(xì)胞信號傳導(dǎo)中起著偶聯(lián)膜受體與效應(yīng)器的中介作用。G蛋白的GTP結(jié)合形式為其活化狀態(tài)，GDP結(jié)合形式為其非活化狀態(tài)。通常按其分子大小分為異源三聚體（）G蛋白，縮寫為Gp，和單鏈小分子G蛋白。一般情況下，信號分子與細(xì)胞表面的受體結(jié)合，然后，由以G蛋白為核心的信號傳遞系統(tǒng)把信息

33、從胞外傳遞到胞內(nèi)。G蛋白系統(tǒng)是細(xì)胞中最常見的信號傳遞方式。細(xì)胞中存在數(shù)以千計的特異性G蛋白偶聯(lián)受體：有些識別激素，改變新陳代謝的水平；有些在神經(jīng)系統(tǒng)中傳遞神經(jīng)信號。G蛋白在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中起著分子開關(guān)的作用。與GDP（紫色）結(jié)合后，G蛋白處于非活性狀態(tài)。GTP取代GDP后，G蛋白活化并傳遞信號。G蛋白形式多樣，大多數(shù)用于信號傳遞，有些則在諸如蛋白質(zhì)合成中起重要作用。以Ras為例：Ras是最早被發(fā)現(xiàn)的小G蛋白，是ras基因的產(chǎn)物，Ras在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中的主要作用是把上游受體型酪氨酸蛋白激酶接收的信號傳遞到下游MAPK級聯(lián)系統(tǒng)和PI-3K通路。Ras參與的信號途徑涉及成纖維細(xì)胞的生長和癌變；造血細(xì)胞

34、的增殖與分化；T細(xì)胞的活化；嗜鉻細(xì)胞瘤細(xì)胞的分化；上皮細(xì)胞的生長抑制。14. 共價修飾新生多肽鏈離開核糖體很少是有功能的，多數(shù)都必須經(jīng)過翻譯后修飾才會轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓牡鞍踪|(zhì)。許多蛋白質(zhì)要分別經(jīng)過甲基化、羥基化、糖基化、泛肽化、羧基化、磷酸化、乙?；?、脂酰化和異戊烯基化等共價修飾。蛋白質(zhì)翻譯后的修飾：蛋白質(zhì)前體的加工性部分水解，氨基酸殘基的修飾，包括甲基化、羧基化、糖基化、泛肽化、羧基化、磷酸化、乙?；?，蛋白質(zhì)與脂類共價結(jié)合。乙?；c去乙?；汉诵慕M蛋白（H2A、H2B、H3、H4）2的N-端富含Lys殘基，由組蛋白乙?；D(zhuǎn)移酶（HAT）催化其乙?；?，使正電荷減少而產(chǎn)生構(gòu)象改變，外側(cè)結(jié)合的DNA松

35、解，才能與調(diào)控蛋白結(jié)合。TATA box結(jié)合蛋白（TBP）的某些亞基也有HAT活性，可催化H3和H4的乙酰化。CREB介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)錄中，CREB先與CRE結(jié)合，然后通過CREB結(jié)合蛋白（CBP）與其它蛋白質(zhì)因子組裝轉(zhuǎn)錄起始復(fù)合物，這種CBP就有HAT活性。組蛋白脫乙?；复呋コ阴；?，與HAT共同調(diào)節(jié)組蛋白的乙?；癄顟B(tài)。組蛋白乙?；?去乙?；揎椀纳飳W(xué)意義：參與新合成的組蛋白組裝 成核小體調(diào)節(jié)染色質(zhì)的壓縮和折疊程度與異染色質(zhì)的建立和擴(kuò)展有關(guān)提高基因的轉(zhuǎn)錄活性組蛋白去乙酰化酶是阻遏復(fù)合物的組分組蛋白去乙?；冈诹硪恍┒嗟鞍讖?fù)合物中促進(jìn)轉(zhuǎn)錄并防止編碼區(qū)內(nèi)脫離正軌的起始組蛋白乙?；?去乙?；揎椗c

36、改變?nèi)旧|(zhì)的結(jié) 構(gòu)和活性狀態(tài)的轉(zhuǎn)變相關(guān)：在許多情況下，多部位乙?；?去乙酰化協(xié)同地、組合地起作用；在某些情況 下，特定部位個別殘基的乙?；?去乙 ?；哂忻鞔_的效應(yīng)，如H4K16。15 泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程、生物學(xué)意義。真核細(xì)胞中，細(xì)胞溶膠和細(xì)胞核內(nèi)多數(shù)蛋白由泛肽26S蛋白酶體途徑降解。泛肽是由76個氨基酸殘基組成的高度保守的小蛋白，在E1、E2、E3的作用下泛素與靶蛋白共價連接，多泛素化的靶蛋白可被26S蛋白酶體識別并迅速降解。泛肽途徑的酶促過程概括如下：泛肽活化酶E1激活泛素，該過程需要ATP 提供能量，在E1的催化下活化的泛肽以硫脂鍵連接在E1上；在泛肽綴合酶E2的作用下，活化的泛肽

37、以硫脂鍵連接在E2上；泛肽連接酶E3可特異性識別需要破壞的靶蛋白，與目標(biāo)蛋白質(zhì)接近的E2泛肽復(fù)合體將泛肽轉(zhuǎn)移至靶蛋白一個Lys殘基的-氨基N上；E3釋放出被泛肽標(biāo)記的靶蛋白；被標(biāo)記的靶蛋白分子尾端形成一小段泛素分子鏈；泛素分子鏈在26S蛋白酶體的端口被識別并脫離靶蛋白，靶蛋白進(jìn)入蛋白酶復(fù)合體的桶狀通道最終降解為氨基酸并由另一端釋放出去。通常只有一種E1催化泛肽的活化，而E2和E3卻存在很多種，尤其是E3，主要負(fù)責(zé)蛋白泛肽連接的選擇性或蛋白質(zhì)降解的專一性。26S蛋白酶體由至少30多種不同的亞基組成，包括空桶狀的20S蛋白酶體和結(jié)合在其兩端的19S調(diào)節(jié)復(fù)合物，催化多泛肽靶蛋白降解。生物學(xué)意義：一些

38、短壽命蛋白往往是一些重要的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄因子、限速酶等，如不及時清除，會干擾到正常的生命活動，泛肽途徑主要負(fù)責(zé)細(xì)胞溶膠和細(xì)胞核內(nèi)短壽命蛋白和反常蛋白的降解。RNase變性-復(fù)性實(shí)驗(yàn)表明，它的氨基酸序列包含指導(dǎo)其正確折疊和四個二硫鍵正確匹配的信息。而枯草桿菌蛋白酶變性之后卻不能復(fù)性，因?yàn)樗那绑w在成熟時將N-端部分片段切掉了，表明被切去的N-端片段含有指導(dǎo)酶原正確折疊的重要信息。16.酶的催化機(jī)制1. 中間復(fù)合物學(xué)說:在酶促反應(yīng)中，首先酶與底物結(jié)合成一個不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物（ES），然后再分解成產(chǎn)物和原來的酶。酶與底物形成中間絡(luò)合物的方式:(1) 鎖鑰假說lock and key hypothesis)

39、整個酶分子的天然構(gòu)象是具有剛性結(jié)構(gòu)的，酶表面具有特定的形狀。酶與底物的結(jié)合如同一把鑰匙對一把鎖一樣。(2) 誘導(dǎo)契合假說（inducedfit hypothesis): 酶表面并沒有一種與底物互補(bǔ)的固定形狀，而只是由于底物的誘導(dǎo)才形成了互補(bǔ)形狀.當(dāng)?shù)孜锱c酶接近時，底物分子可以誘導(dǎo)酶活性中心構(gòu)象發(fā)生改變，使之成為能與底物分子密切結(jié)合的構(gòu)象。17. 研究酶活性中心的方法1.物理學(xué)方法：用X射線衍射法直接檢測底物或其類似物與酶形成的中間復(fù)合物（包括酶和底物）的相對位置。2. 化學(xué)修飾法： (1)非專一性化學(xué)修飾 用非專一性的修飾試劑與氨基酸側(cè)鏈基團(tuán)作用。若某基團(tuán)被修飾后： 酶活性不變該基團(tuán)可能不是酶

40、的必需基團(tuán); 酶活性降低或喪失該基團(tuán)可能是酶的必需基團(tuán),但不能確定化學(xué)試劑是同活性中心內(nèi)的必需基團(tuán)結(jié)合。(2) 專一性化學(xué)修飾（基團(tuán)專一性修飾）用專一性化學(xué)修飾劑修飾酶活性中心的某一氨基酸殘基的側(cè)鏈基團(tuán)。(3) 親和標(biāo)記（位點(diǎn)專一性修飾）采用的修飾試劑是根據(jù)底物的化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計合成的含有活潑反應(yīng)基團(tuán)的底物類似物。作用機(jī)制：利用酶對底物的特殊親和力將酶加以修飾標(biāo)記。3. 動力學(xué)參數(shù)測定法:活性部位AA殘基解離狀態(tài)和酶活性直接相關(guān),通過動力學(xué)方法求有關(guān)參數(shù)， 對酶活性部位化學(xué)性質(zhì)作出判斷。4. 蛋白質(zhì)工程方法（定點(diǎn)誘變法）將酶相應(yīng)的cDNA定點(diǎn)突變，突變的cDNA只表達(dá)一個或幾個氨基酸被置換的酶蛋白

41、，測定其活性可知被置換的氨基酸是否為活力所必需。肌紅蛋白是一個只有三級結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)，有8段 螺旋結(jié)構(gòu)，分別成為A B C D E F G H肽段。整條多肽鏈折疊成緊密球狀分子，氨基酸殘基上的疏水側(cè)鏈大都在分子內(nèi)部，富極性及電荷的則在分子表面，因此水溶性較好。Mb分子內(nèi)部有個袋形空穴，血紅素居于其中。 血紅蛋白具有四個亞基組成的四級結(jié)構(gòu)，每個亞基中間有一個疏水局部，可攜帶一個血紅素并攜帶一分子氧，因此1分子Hb共結(jié)合四分子氧。Hb各亞基的三級結(jié)構(gòu)與Mb極為相似。Hb亞基之間通過八對鹽鍵，使四個亞基緊密結(jié)合而形成親水的球狀蛋白。 肌紅蛋白(myoglobin,Mb)與血紅蛋白都是含有血紅素輔基的蛋

42、白質(zhì)。血紅素是鐵卟啉化合物，與蛋白共價結(jié)合，由4個甲炔基相連成為一個環(huán)形，F(xiàn)e2+居于環(huán)中。鐵離子有6個配位鍵，其中4個與吡咯環(huán)的N配位結(jié)合，1個配位鍵和肌紅蛋白的93位組氨酸殘基結(jié)合，氧則與Fe2+ 形成第6個配位鍵，接近第64位（E7)組氨酸。當(dāng)血紅素不與氧結(jié)合的時候，有一個水分子從卟啉環(huán)下方與亞鐵離子配位結(jié)合 影響血紅蛋白氧親和力的因素1.H+和CO2促進(jìn)O2的釋放-波爾效應(yīng) H+濃度和CO2促使分壓的提高，能夠降低血紅蛋白分子對O2的親和力，促使氧合血紅蛋白的氧解離曲線右移。這就是波爾效應(yīng)（ Bohr effect ）。2.BPG(2,3-二磷酸甘油酸）降低血紅蛋白對O2的親 和力 BPG是紅細(xì)胞中大量存在的糖代謝的中間產(chǎn)物。它能夠降低血紅蛋白對O2的親和力，使血紅蛋白的氧合曲線右移。1個脫氧血紅蛋白分子能夠與1分子的BPG結(jié)合?？偨Y(jié)：一級結(jié)構(gòu)決定高級結(jié)構(gòu)，高級結(jié)構(gòu)決定功能 核糖核酸酶變性復(fù)性實(shí)驗(yàn) 鐮刀型貧血病 細(xì)胞色素C與進(jìn)化樹高級結(jié)構(gòu)決定功能 肌紅蛋白與血紅蛋白 血紅蛋白的變構(gòu)效應(yīng) RNase變性復(fù)性實(shí)驗(yàn) 構(gòu)象改變與疾病構(gòu)成生物膜的脂類有磷脂(phospho