华科生物化学与分子生物学考研资料

名词解释：细胞周期：真核细胞主要以有丝分裂的方式进行增殖。进入增殖的细胞，通过一系列循环发生的事件，最终实现细胞分裂，产生两个子代细胞，这一过程被称为细胞周期。CDK:周期蛋白依赖性蛋白激酶(cyclin-dependentproteinkinases,Cdks)主要在细胞周期调控中起作用的蛋白激酶，由于受周期蛋白的激活而得名。Cyclin：细胞周期素（细胞周期蛋白）一类与细胞周期功能状态密切相关的蛋白质家族，其表达水平随着细胞周期发生涨落，可通过与特定蛋白激酶结合并激活其活性，从而在细胞周期的不同阶段发挥调控作用。CDK抑制因子（CKI）(CDKinhibitor)是细胞内存在的一些对CDK激酶活性起负调作用的蛋白质。它是能与CDK激酶结合并抑制其活性的一类蛋白质，具有确保细胞周期高度时序性的功能，在细胞周期的负调控过程中起着重要作用。细胞凋亡（apoptosis）：指为维持内环境稳定，由基因控制的细胞自主的有序的死亡。细胞凋亡与细胞坏死不同，细胞凋亡不是一件被动的过程，而是主动过程，它涉及一系列基因的激活、表达以及调控等的作用，它并不是病理条件下，自体损伤的一种现象，而是为更好地适应生存环境而主动争取的一种死亡过程。凋亡体（apoptosome):与细胞凋亡有关功能的多蛋白质复合体，由细胞凋亡蛋白酶激活因子1、胱天蛋白酶9及细胞色素c组成。激活胱天蛋白酶起始物和效应物反应机构，启动细胞凋亡级联反应下游过程变化。Apaf:(apoptosisproteaseactivatingfactor)秀丽新小杆线虫(Caenorhabditiselegans)细胞死亡蛋白的同源蛋白质。可与细胞色素c结合而激活胱天蛋白酶3。已知有Apaf1和Apaf2。Apaf1寡聚化后直接激活胱天蛋白酶9；Apaf2是细胞色素c。Bcl-2:B淋巴细胞瘤-2基因（B-celllymphoma-2）,是细胞凋亡研究中最受重视的癌基因之一,可以抑制由多种细胞毒因素所引起的细胞死。Caspase:全称为含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(cysteinylaspartatespecificproteinase)是一组存在于细胞质中具有类似结构的蛋白酶,与真核细胞凋亡密切相关，并参与细胞的生长、分化与凋亡调节。信号转导(signaltransduction)：是细胞通讯的基本概念，强调信号的接收与接收后信号转换的方式（途径）和结果，包括配体与受体结合、第二信使的产生及其后的级联反应等，即信号的识别、转移与转换。第二信使（secondmessengers）：为第一信使作用于靶细胞后在胞浆内产生的信息分子，第二信使将获得的信息增强，分化，整合并传递给效应器才能发挥特定的生理功能或药理效应。第二信使包括：环磷腺苷（cAMP），环磷鸟苷(cGMP)，肌醇磷脂，钙离子，一氧化氮等。RTK(受体酪氨酸激酶):由细胞外、跨膜及细胞内三部分组成，细胞外侧与配体结合，由此接受外部信息，与之相连的是一段跨膜结构，细胞内侧为酪氨酸激酶活性区域，能促进自身酪氨酸残基的磷酸化而增强此酶活性，再催化细胞内各种底物蛋白磷酸化，激活胞内蛋白激酶，从而将细胞内信息传递到细胞外，如胰岛素受体等。蛋白质折叠（proteinfolding）：蛋白质的基本单位为氨基酸，而蛋白质的一级结构指的就是其氨基酸序列，蛋白质会由所含氨基酸残基的亲水性、疏水性、带正电、带负电等特性通过残基间的相互作用而折叠成一立体的三级结构。分子伴侣（molecularchaperones):一类在序列上没有相关性但有共同功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份。蛋白质的靶向运输（proteintargeting）：蛋白质合成后被运输到发挥作用的靶区域的过程被称为蛋白质的靶向运输。信号肽（signalpeptide):是引导新合成的蛋白质向分泌通路转移的短（长度5-30个氨基酸）肽链。常指新合成多肽链中用于指导蛋白质的跨膜转移（定位）的N-末端的氨基酸序列（有时不一定在N端）。蛋白质相互作用（protein-proteininteraction，PPI)：是指两个或两个以上的蛋白质分子通过非共价键形成蛋白质复合体的过程。衔接蛋白（adaptorprotein)：又称接头蛋白，可以作为两种或更多的蛋白质分子之间相互作用的中介分子，选择性募集其他配体蛋白，在蛋白复合体形成过程中起到“胶水”的作用，如GRB2。蛋白质相互作用的结构域是衔接蛋白的主要结构。支架蛋白（scaffoldprotein）：是细胞信号转导网络中的一种重要蛋白，它含有多个蛋白相互作用的结构域，负责多蛋白质复合体分子的组装。相互作用组：体内各种分子相互作用的整体被称为相互作用组。NLS：核定位序列(Nuclearlocalizationsignal)——蛋白质的一个结构域，通常为一短的氨基酸序列，它能与入核载体相互作用，使蛋白能被运进细胞核。NES:核输出信号(nuclearexport-signal,NES)作为核内物质输出细胞核的信号，帮助核内的某些分子迅速通过核孔进入细胞质。另外,有些蛋白并非是核内常驻“人口”,通常要往返于核质和胞质之间,这些穿梭蛋白既有NLS又有NES。跨膜蛋白：许多膜整合蛋白质（又称镶嵌蛋白）是兼性分子，它们的多肽链可横穿膜一次或多次，以疏水区跨越脂双层的疏水区，与脂肪酸链共价结合，而亲水的极性部分位于膜的内外表面。这种蛋白质跨越脂双层，也称跨膜蛋白。I型蛋白质/II型蛋白质：膜蛋白的插入具有特定的方向性，一次跨膜蛋白，N-末端朝向胞外的蛋白质为I型蛋白质，N-末端朝向胞质的蛋白质为II型蛋白质。翻译后修饰：是指蛋白质在翻译后的化学修饰。对于大部份的蛋白质来说，这是蛋白质生物合成的较后步骤。蛋白激酶：又称蛋白质磷酸化酶(proteinphosphakinase)。一类催化蛋白质磷酸化反应的酶。它能把腺苷三磷酸（ATP）上的γ-磷酸转移到蛋白质分子的氨基酸残基上。在大多数情况下，这一磷酸化反应是发生在蛋白质的丝氨酸残基上。蛋白质磷酸化：指由蛋白质激酶催化的把ATP或GTPγ位的磷酸基转移到底物蛋白质氨基酸残基（丝氨酸、苏氨酸）上的过程，是生物体内一种普通的调节方式，在细胞信号转导的过程中起重要作用。泛素：泛素(ubiquitin)是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白。它的主要功能是标记需要分解掉的蛋白质，使其被水解。当附有泛素的蛋白质移动到桶状的蛋白酶的时候，蛋白酶就会将该蛋白质水解。泛素也可以标记跨膜蛋白，如受体，将其从细胞膜上除去。自噬：是一个吞噬自身细胞质蛋白或细胞器并使其包被进入囊泡，并与溶酶体融合形成自噬溶酶体，降解其所包裹的内容物的过程，藉此实现细胞本身的代谢需要和某些细胞器的更新。甲基化修饰：是指从活性甲基化合物(如S-腺苷基甲硫氨酸)上将甲基催化转移到其他化合物的过程。可形成各种甲基化合物，或是对某些蛋白质或核酸等进行化学修饰形成甲基化产物。在生物系统内，甲基化是经酶催化的，这种甲基化涉及重金属修饰、基因表达的调控、蛋白质功能的调节以及核糖核酸(RNA)加工。分子病：任何一种病因可以追溯到由于一种单一分子（通常是某种蛋白质）的非正常结构或数量而引起的疾病。构象病：蛋白质的空间三维结构称为蛋白质的构象，特定的构象是蛋白质发挥其功能的结构基础，由于蛋白质的空间构象改变而产生的异常的疾病称为构象病。代谢组学：代谢组学则是对某一生物或细胞在一特定生理时期内所有低分子量代谢产物同时进行定性和定量分析的一门新学科，它是以组群指标分析为基础，以高通量检测和数据处理为手段，以信息建模与系统整合为目标的系统生物学的一个分支。磷酸化级联(phosphorylationcascade)：从细胞表面受体接收信号，通过蛋白激酶/磷酸酶将底物蛋白磷酸化/去磷酸化来传递信号，到最后做出综合性应答的一个将信号逐步放大的过程。问答题：1、CDK-Cyclin复合体的活性调节的分子机制答：在细胞周期各时相中特异的CDK含量基本恒定，CDK-Cyclin复合体活性高低决定于下列因素：①相应Cyclin水平的高低②CDK分子上一定位点的磷酸化修饰③CKIs含量的高低。Cyclin与CDK结合为CDK发挥酶活性所必须，在CDK激酶CAK的作用下，CDK上Tyr161磷酸化；同时在磷酸脂酶CDC25作用下，CDK上Thr14和Tyr15去磷酸化，从而激活CDK，激活的CDK可将靶蛋白磷酸化而发挥相应的生理效应，调节细胞周期的进程。相反，Wee1激酶可将CDK上Thr14和Tyr15磷酸化，阻碍CDK的激活，同时CKI可通过竞争性地抑制CDK-Cyclin复合体对细胞的增殖起负调控作用。2、TP53阻滞细胞周期的分子机制答：TP53产物可与DNA调控区结合，使CKI基因cip1表达，其产物p21cip1则可抑制CDK活性，使CDK-Cyclin不能磷酸化Rb，从而阻碍了E2F的释放，使DNA合成的有关基因不能表达，即DNA合成终止，细胞停留于S期。TP53产物也可通过诱导bax基因表达和抑制bcl-2基因表达，使细胞凋亡。3、死亡受体包括哪些？它们的相应配体是什么？答：Fas-FasL，TNFRI-TNF，DR3-Apo-3L，DR4-Apo-2L，DR5-Apo-2L4、简述死亡受体介导细胞凋亡途径的过程答：以FasL-Fas系统为例，FasL同靶细胞膜表面Fas结合，诱导Fas形成能传导信号的活性三聚体→Fas胞浆段内的死亡结构域DD结合Fas结合蛋白FADD→FADD再以其N端的死亡效应结构域DED结合Pro-Caspase-8或10，形成诱导死亡的信号复合体DISC→Pro-Caspase-8或10自身活化成Caspase-8或10→激活下游的靶Pro-Caspase-3或6或7→最终导致细胞凋亡。5、举例说明有哪些疾病的发生与细胞凋亡有关答：细胞凋亡过度会导致：心血管疾病（如心肌缺血、中风等），神经元退行性疾病（如多发性硬化症），AIDs（HIV→Fas基因表达上调，合胞体形成，TAT蛋白分泌，细胞因子分泌增多→CD4＋T细胞凋亡→免疫功能缺陷）等；细胞凋亡不足与过度并存则会导致动脉粥样硬化（氧化型LDL增多，血小板激活，高血压→内皮细胞凋亡过度，平滑肌细胞凋亡不足→动脉粥样硬化）。6、举例说明膜受体介导的信号通路答：G蛋白偶联受体cAMP-PKA途径：膜外信号分子与G蛋白偶联受体结合，G蛋白激活后与腺苷酸环化酶AC结合，AC作用下将ATP分解为第二信使cAMP，从而激活PKA，PKA通过磷酸化下游的底物蛋白而发挥生物学效应。7、根据各自专业情况谈谈信号转导与疾病答：细胞信号转导障碍与肿瘤方面正常细胞的生长与分化受到精细的网络调节，细胞癌变最基本的特征是生长失控及分化异常。近年来人们认识到绝大多数的癌基因表达产物都是细胞信号转导系统的组成成分，它们可以从多个环节干扰细胞信号转导过程，导致肿瘤细胞增殖与分化异常。某些癌基因可通过编码非受体TPK或丝/苏氨酸激酶影响细胞信号转导过程。例如，src癌基因产物具有较高的TPK活性，在某些肿瘤中其表达增加，可催化下游信号转导分子的酪氨酸磷酸化，促进细胞异常增殖。mos、raf癌基因编码丝/苏氨酸蛋白激酶类产物，其可促进MAPK磷酸化，进而促进核内癌基因表达。ras癌基因编码的21kD小分子G蛋白Ras，可在Sos催化下通过与GTP结合而激活下游信号转导分子。在30%的人肿瘤组织已发现有不同性质的ras基因突变，变异的Ras与GDP解离速率增加或GTP酶活性降低，均可导致Ras持续活化，促增殖信号增强而发生肿瘤。例如，人膀胱癌细胞ras基因编码序列第35位核苷酸由正常G突变为C，相应的Ras蛋白甘氨酸12突变为缬氨酸，使其处于持续激活状态。8.蛋白质在核糖体合成后，经过哪些生化事件才能成为成熟有功能的蛋白质？答：新生多肽链不具备生物学活性，需要经过复杂的过程最终形成一个具有天然空间结构的蛋白质。这个过程就是翻译后修饰，它主要