1、蛋白质、糖蛋白与蛋白聚糖、脂蛋白、细胞信号传导 名词解释: 1、构型:指 一个有机分子中各个原子特有的固定的空间排列。这种排列不经过共价键的断裂和重新形成是不会改变的。 不同构型之间相互转化会涉及化学键的断裂, 构型的改变往往使分子的光学活性发生变化。 2、构象:构成分子的原子和基团因为化学键的旋转而形成在三维空间的不同的排布、走向。不同的构象之间可以相互转化而不涉及化学键的破裂。构象改变不会改变分子的光学活性。 3、 肽平面:肽键具有部分双键性质而不能自由旋转,这样 C、 N原子同它们连接的 O、 H 和两个 C 共六个原子 就 被约束在一个刚性平面上,这个平面被称为肽平面。 4、基序或模体
2、:相邻的几个二级结构相互作用形成有规则的组合体称为超二级结构,是特殊的序列或结构的基本组成单元,又称为基序或模体。 5、结构域:蛋白质的超二级结构进一步组合折叠成半独立紧密的球状结构域 。 6、糖蛋白:在分子组成中以蛋白质为主,其一定部位以共价键与若干糖链(约4%)相连所构成的分子。 7、蛋白聚糖:蛋白聚糖是一类由蛋白质和糖胺聚糖通过共价键相连而成的化合物,其分子中的含糖量通常为 50%90%。 8、血脂:血浆所含的脂类统称为血脂,它包括甘油三酯、磷脂、胆固醇及游离脂酸。 9、 血 浆脂蛋白:在血浆中血脂与蛋白质结合,形成血浆脂蛋白。 10、载脂蛋白:血浆脂蛋白中蛋白质部分称为载脂蛋白。 11
3、、脂蛋白受体:脂蛋白受体是一类位于细胞膜上的糖蛋白,它们能以高亲和性的方式与其相应的脂蛋白配体相互作用,介导细胞对脂蛋白的摄取和代谢,从而进一步调节血浆脂蛋白和血脂的水平。 12、细胞通讯( cell communication):指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应反应的过程。 13、信号转导( signal transduction):指外界信号(如光、电、化学分子)与细胞细胞表面受体作用,通过影响细胞内信使的水平变化,进而引起细胞应答反应的一系列过程。 14、第二信使:在细胞内传递信息 的小分子化学物质称为第二信使 (secondary messenger) 。 15、第
4、三信使:负责细胞核内、外信息传递的物质称为第三信使 (third messenger) ,又称为 DNA 结合蛋白。 16、受体 (receptor):是指存在于靶细胞膜上或细胞内能特异识别与结合生物活性分子(配体),进而引起靶细胞生物学效应的分子。 17、配体 (ligand): 能与受体呈特异性结合的生物活性分子 ,包括细胞间信息物质、药物、维生素、毒物等。 18、钙调蛋白( CaM):是一种分子量为 17kD,耐热、耐酸的蛋白质,由 148 个氨基酸残基构成。一分子的钙调蛋白可结合四分子的 Ca2+。当其与 Ca2+结合后,可发生变构,从而激活依赖钙调蛋白的蛋白激酶。 19、 IP3:为
5、三磷酸肌醇,胞外信息分子与相应质膜 G 蛋白偶联性受体结合,使 G蛋白 q、 11、 15、或 16 活化,从而使磷脂酶 C( PI-PLC) 活化,后者作用于膜内侧 4,5-二磷酰磷脂酰肌醇( PIP2)使之水解生成 IP3及 DG。 20、 PKC:存在于胞液中,可催化底物蛋白质丝氨酸或苏氨酸残基的磷酸化,有12种同工酶。经典的蛋白激酶 C需在 Ca2+, DAG 和磷脂酰丝氨酸( PS)的存在下才能被激活。 21、孤儿受体: 是指存在细胞 膜中 的一类甾类或者肾甲状腺类激素受体,但是还没有找到相应的配体, 故称之为孤儿受体。 简答题 1、糖蛋白中聚糖与多肽链的连接方式 N-糖苷键型:寡糖
6、链( GlcNAC 的 -羟基)与 Asn 的酰胺基、 N-未端的a-氨基、 Lys 或 Arg 的 W-氨基相连 O-糖苷键型:寡糖链( GalNAC 的 -羟基)与 Ser、 Thr 和羟基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连。 S-糖苷键型:以半胱氨酸为连接点的糖肽键。 酯糖苷键型:以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。 2、简述糖蛋白的生物学功能 ( 1)糖蛋白携带某些蛋白质代谢去向的信息。 糖蛋白寡糖链末端的唾液酸残基,决定着某种蛋白质是否在血流中存在或被肝脏除去的信息。 ( 2)寡糖链在细胞识别、信号传递中起关键作用。淋巴细胞正常情况应归巢到脾脏,而切去唾液酸后,结果竞归巢到了肝脏。在原核中
7、表达的真核基因,无法糖基化。 ( 3)有些糖蛋白的糖对于糖蛋白自身成机体起着保护作用或润滑作用。 ( 4)细胞表面的糖蛋白形成细胞的糖衣、参与细胞的粘连,这在胚和组织的生长、发育以及分化中起着关键性作用。 3、糖蛋白分子中聚糖的功能 (一)聚糖可影响糖蛋白生物活性 保护糖蛋白不受蛋白酶的水解,延长其半衰期; 蛋白质的聚糖也可起屏障作用,影响糖蛋白的作用; 聚糖还可以避免蛋白质中抗原决定簇被免疫系统识别而产生抗体。 (二)糖蛋白聚糖加工可参与新生肽链折叠 糖蛋白的糖基化与肽链的折叠及分拣密切相关 。 参与新生肽链的折叠并维持蛋白质的正确的空间构象; (三)糖蛋白聚糖可参与维系亚基聚合 具有功能的
8、糖蛋白的二聚体,往往依靠糖 -蛋白或糖 -糖相互作用维系亚基的聚合和构象。 (四)聚糖对蛋白质在细胞内的分拣、投送和分泌中的作用 有些蛋白质的投送信号存在于肽链内,但有些是与其糖链有关。 4、 简述糖蛋白、蛋白聚糖 在结构、功能上 的异同 在结构上: 糖蛋白与蛋白聚糖都是 蛋白质与糖类以共价键结合形成复合物,其中糖蛋白分子中的含糖量为 2% 50%,蛋白聚糖的含糖量为 50% 90%。糖蛋白分子由聚糖和核心蛋白组成,蛋白聚糖分子通常由糖胺聚糖和核心蛋白两部分组成。糖蛋白分子中糖的数目常为 一至数百个,蛋白聚糖分子中糖的数目巨大,远远超过糖蛋白中糖的含量。糖蛋白中糖的结构形式为由若干单糖连接而成
9、的糖链与氨基酸侧链相连,蛋白聚糖的结构形式通常由若干二糖重复单位构成的 糖链 与氨基酸侧链相连。 在功能上 : 糖蛋白携带某些蛋白质去向的信息;寡糖链细胞识别、信号传递过程中起关键作用;有些糖蛋白的糖对于糖蛋白自身起着保护作用或润滑作用; 细胞表面的糖蛋白还形成细胞的糖衣、参与细胞的粘连,这在胚胎和组织的生长、发育以及分化中起着关键性的作用。 蛋白聚糖最主要的功能是构成细胞间的基质分布于任何组织中; 某些蛋白聚糖还有特殊作用,如肝素是重要的抗凝剂,透明质酸可以吸附大量水分子,使组织疏松,细胞易于移动,等等。 5、简述血浆脂蛋白的代谢及功能 血浆脂蛋白包括乳糜微粒( CM)、极低密度脂蛋白( V
10、LDL)、低密度脂蛋白( LDL)和高密度脂蛋白( HDL)。人体内血浆脂蛋白的代谢途径主要有三条:( 1)外源性代谢途径:指小肠利用饮食摄入的胆固醇和甘油三酯等合成 CM及其代谢过程;( 2)内源性代谢途径:指由肝脏合成 VLDL,后者转变为 IDL 和 LDL, LDL被肝脏或其他器官代谢的过程;( 3)胆固醇逆向转运途径 :指 HDL 代谢 过程,即将胆固醇带到肝脏并代谢的过程。 功能: CM参与转运外源性甘油三酯及胆固醇酯; VLDL 参与转运内源性甘油三酯; LDL 将肝合成的内源性胆固醇转运至肝外组织;而 HDL 与 LDL 相反,它主要是将组织的内源性胆固醇转运至肝脏代谢。 6、
11、简述载脂蛋白的基因结构 人 apoaA、 apoA、 apoA、 apoC、 apoC及 apoE 基因的结构颇为相似:( 1)除 apoA基因缺少第一个内含子外,其余载脂蛋白基因均含有四个外显子和三个内含子,内含子插入到基因组的 5非翻译区;内含子插入到紧邻信号肽基因酶切位点的密 码区;内含子则插入到成熟肽基因酶切位点的密码区。( 2)它们的前 3个外显子核苷酸长度非常接近,总 mRNA 长度差异主要是由于第四个外显子不同而造成的。 7、简述 Lp( a)的结构与功能 Lp( a)的脂质成分类似于 LDL,但其所含的载脂蛋白部分除一分子 apoB100外,还含有一分子 apo( a), Lp
12、( a)的内核为疏水性脂质,外周包裹着蛋白质和磷脂复合物。 功能:有研究表明, Lp(a)是动脉粥样硬化的独立危险 因素之一 , Lp(a)在血液中的含量分布差别极 大 (0 100mg/dL);当 Lp(a) 30 mg/dL 时 ,表明 As危险性增高。 所以血液中 Lp( a)的水平的高低可以作为 As 危险因素的检测指标之一。 8、简述 LDL 受体的基因缺陷及与疾病的关系 LDL 受体缺陷是常染色体显性遗传病,为 LDL 受体基因突变所致,患者如为纯合子则细胞膜 LDL受体完全缺失;如为杂合子则细胞膜 LDL受体数目减少一半,LDL 受体缺陷有三种不同的情况:无受体结合活性,称 R0
13、;受体结合活性降低(为正常的 1% 10%),称 Rb-;受体活性正常,但不能内吞,即 LDL 不能进入细胞。 LDL 受体缺陷将导致血浆 LDL 分解减少,而 IDL 转化为 LDL 的量增加,使血浆 LDL 显著增加,是引起家族性高胆固醇血症的重要原因。 9、受体作用的特点 高度特异性、高度亲和力、可逆性、可饱和性、可被调节性、协同性与放大效应。 10、 简述受体测定的基本原理 用放射性核素标记的配体,使之选择性结合于受体的结合部位,然后用离心、过滤等方法快速分离与受体结合及游离的配体,进行放射量测定,即可获得受体的最大结合量、亲和力大小,有无协同效应等。 配体与受体的结合是可逆的,可饱和
14、的,其反应式为: ( 1) L为游离配体浓度 R为游离受体浓度 LR为配体 -受体复合物浓度 k1为正向反应速率常数, k2为反向反应速率常数 当反应达到平衡时,正反应速率等于反向反应速率,即 k1LR= k2LR ( 2) 令 Kd= , 则 Kd= ( 3) 当受体的一半与配体结合时,即 LR=R,则 Kd=L,所以 Kd是配体与受体反应达到半饱和时配体的浓度。 由( 3)式可得, Kd越小,则 LR解离越少,即受体与配体的亲和力越大,反之, Kd越大,表明 LR解离大,表明配体与受体的亲和力越小。因此, Kd又称为受体的亲和力常数。 由( 3)式可得: = + 作图: 从上图的 Scat
15、chard 作图可测得:受体的最大结合容量 Bmax,代表受体的数量;受体的亲和力常数 Kd值;受体与配体的结合有无协同效应。 11、简述 G 蛋白的概念、分类及及在细胞信号传导中的作用 G蛋白又称鸟苷酸结合蛋白,是一类能与鸟苷酸可逆结合的膜蛋白,是由 、 和 三个亚基组成的异三聚体, 和 亚基总是紧密结合在一起作为一个功能单位 G 。 G蛋白偶联受体的结构特点:这些受体均为具有 7次跨膜的螺旋结构的 7螺旋跨膜蛋白,肽链形成 7 个由疏水氨基酸组成的 -螺旋,反复 7 次穿过细胞的脂质双层膜。这类受体在结构上均为单体蛋白,氨基末端位于细胞外表面,羧基末端在胞膜内侧。完整的肽链要反复跨膜七次,
16、称为七次跨膜受体。 G蛋白在细胞信号传导中的作用有:( 1)调节腺苷酸环化酶的活性;( 2)调节视网膜 cGMP 磷酸二酯酶的活性;( 3)调节磷脂酶 C 的活性;( 4)调节离子通道的功能。 12、简述 cAMP-PKA、 IP3-DG-PKC 及受体酪氨酸蛋白激酶信号传递途径 cAMP-PKA 信号传递途径: IP3-DG-PKC 信号传递途径: 激素 +受体 G蛋白 PI-PLC IP3+DG IP3诱导释放 Ca2+, Ca2+促进 DG 激活 PKC底物蛋白磷酸化影响细胞代谢或基因表达 受体酪氨酸蛋白激酶信号传递途径: 生长因子酪氨酸蛋白激酶受体 Grb2(含 SH2/SH3) So
17、s( GEF 活性) Ras GDP(无活性) Ras GTP(有活性) MAP 蛋白激酶 MEK( MAPKK) Raf(丝氨酸 /苏氨酸蛋白激酶) (丝 /苏氨酸蛋白激酶 (酪 /苏氨酸蛋白激酶) 医学常用技术 名词解释 1、电泳:是指带电粒子在电场中向与自身所带电荷相反的电极移动的现象。 2、电泳技术 : 利用电泳现象对混合物进行分离分析的技术。 3、电渗现象:液体在电场中对于一个固体支持物的相对移动,称为电渗现象。 4、不连续凝胶电泳:指在电泳系统中采用了两种或两种以上的缓冲液、 pH 值和孔径,不连续电泳能使稀的样品在电泳过程中浓缩成层,从而提高分辨能力。 5、核酸分子杂交 : 是在
18、 DNA 变性和复性的基础上建立起来的一种分子生物学技术。 其原理是具有一定同源性的两条核酸单链在一定条件下根据碱基互补的原则可以形成双链 (碱基对之间非共价健形成稳定的双链 )。 6、核酸探针:是指用放射性核素、生物素或其他活性物质标记而便于检测的,能与特定的核酸序列发生特异性互补的已知 DNA 或 RNA 片段。 7、 cDNA 探针: cDNA 探针是指互补于 mRNA 的 DNA 分子,是由逆转录酶催化而产生的。该酶以 RNA 为模板,根据碱基配对原则,按照 RNA 的核苷酸顺序合成 DNA(其中 U与 A配对), 无内含子和非编码序列。 8、原位杂交:不须提取 DNA 或 RNA。直
19、接用培养 /采集的细胞(涂载玻片上)、组织切片(固定载玻片上)和细菌菌落(复印至滤膜上)与标记核酸 探针杂交。 可测知特定基因的存在或表达状况。还可观察被测基因在细胞内或染色体上的定位。 9、 Southern 印迹杂交:是一种将待测 DNA 酶切、电泳、转移(印)并固定在固相支持物上,用已知 DNA 探针进行检测的方法。 10、 Northern 印迹杂交:这是一种将待测 RNA 从琼脂糖凝胶中转印并固定到膜上、然后再与已知的 DNA 或 RNA 探针杂交的方法。 11、 PCR: PCR 技术实际上是在模板 DNA,引物和 4种脱氧核糖核苷三磷酸( dNTP)存在的条件下依赖 DNA 聚合
20、酶的酶促合成反应。 12、平台期 (Plateau): PCR 反应初期,靶序列 DNA 片段的增加呈指数形式,随着 PCR 产物的逐渐积累,被扩增的 DNA 片段而进入线性增长期或静止期, 即出现 “ 停滞效应 ” ,这种效应称平台期 (Plateau)。 13、 Ct 值:每个反应管内的荧光信号到达设定的域值时所经历的循环数。 14、 DNA 芯片: DNA 芯片是指通过微加工技术将大量的 DNA 以预先设计的排列方式有序地固定在载体表面,形成储存有大量信息的 DNA 阵列。该阵列与用荧光标记的核酸杂交后,通过检测每个探针分子杂交信号的强度,从而获取样品分子的数量和序列信息。 15、基因敲
21、除 :指利用 DNA 体外重组技术构建基因敲除的打靶载体,然后根据同源重组的原理将打靶载体导入受体细胞中,使特定基因活性丧失。 16、 RNA 干涉( RNAi):由短双链 RNA( 21-23nt)诱导的同源 RNA 降解的过程。 简答题 1、简述凝胶电泳的基本原理 不同的大分子物质在不同的 PH 条件下带电荷不同,将一定 PH 的电泳缓冲液制成凝胶置于电场中,那么带有电荷的大分子物质会向所带电荷性质相反的方向移动(即带正电荷的大分子向负极移动,带负电荷的大分子向正极移动),根据U= /E=Q/6 ,不同大小和构象的大分子由于所受到的来自电场的驱动力和来自凝胶分子筛网孔的阻力差异,具有不同的
22、迁移率,以此达到分离的目的。 2、影响电泳速度的外界因素 电场强度 :电场强度越高,带电颗粒移动速度越快; 溶液的 PH 值:溶液的 pH值决定了带电颗粒解离的程度,也决定了物质所带净电荷性质和多少 ; 溶液的离子强度:电泳液中的离子增加会使电泳迁移率降低 ; 电渗现象: 液体在电场中对于一个固体支持物的相对移动,称为电渗现象 ,当液体的电渗方向与带电粒子的迁移方向一致时,会增加粒子的迁移速度,反之,则会降低粒子的迁移速度。 温度的影响:电泳过程中由于通电产生焦耳热,热对电泳有很大的影响, 温度每升高 1,迁移率约增加 2.4%。 ; 支持物的影响:支持物要求均匀和吸附力小 。 3、简述核酸分
23、子杂交的基本原理 核酸分子杂交是在核酸变性及复性原理基础上建立的实验技术,是指具有一定同源序列的两条核酸单链在一定条件下按碱基互补原则退火形成异质双链的过程。杂交的双方为待测核酸序列和探针,待测核酸序列为 克隆的 DNA 片段 、未克隆化的基因组 DNA 或 细胞总 RNA, mRNA。 4、简述 PCR 的基本原理 类似于 DNA 的天然复制过程, PCR 由变性 -退火 -延伸三个基本反应步骤构成: 1): 模板 DNA 的变性:模板 DNA 经加热至 94 左右后,双链 DNA 变性解离为单链 DNA ; 2): 模板 DNA 与引物的退火 (复性 ):温度降至 55 左右,引物与模板
24、DNA单链的互补序列配对结合; 3): 引物的延伸: DNA 模板 -引物结合物在 TaqDNA 聚合酶的作用下,以 dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板 DNA 链互补的半保留复制链。 重复循环变性 -退火 -延伸三过程,就可获得更多的 “ 半保留复制链 ” ,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需 2 4分钟, 2 3小时就能将目的基因扩增放大几百万倍。 5、 PCR 扩增产物的分析 1):凝胶电泳分析: PCR 产物电泳, EB 溴乙锭染色紫外仪下观察,初步判断产物的特异性。 PCR 产物片段的大小应与预计的一致。 2): 酶切分析:根据 PCR 产物中限制性内切酶的位点,用相应的酶切、获得符合理论的片段,此法既能进行产物的鉴定,还能进行变异性研究。 3): 分子杂交:分子杂交是检测 PCR 产物特异性的有力证据,也是检测PCR 产物碱基突变的有效方法。 4):核酸序列分析:是检测 PCR 产物特异性的最可靠方法。 6、载体及其条件 有复制子( replicon),能 自主稳定复制 多克隆位点( multiple cloning site,MCS) 有筛选标志 表达型载体还应具备完整的转录单位 插入容量大