高级生物化学参考答案.pdf

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。Proteomics蛋白质组学,它是以细胞内全部蛋白质的存在及其活动方式作为研究对象,对蛋白质表达模式和蛋白质组功能模式的研究。是后基因组时代生命科学研究的核心。2MMPs:即基质金属蛋白酶(matrixmetalloproteinaseMMPs),是一个大家族,目前已分离鉴别出20多个成员,它们作为细胞外基质降解酶,拥有共同的形态功能和作用机制。在中性条件下是一组Zn2+和Ca2+依赖性肽链内切酶,大小各异,底物不尽相同,能裂解维系蛋白结构的肽链,主要参与结缔组织的降解。3电子克隆:利用日益发展的生物信息学技术,借助电子计算机的大计算能巨力,通过EST或基因组的序列组装和拼接,利用RT-PCR的方法快速获得功能基因。基因电子克隆的方法有利用EST数据库信息进行功能基因的电子克隆,利用基因组信息,综合基因组信息和EST数据库信息进行功能基因的电子克隆。电子克隆:即通过比较不同个体或来源的细胞mRNA之间的差异,如缺失或特异表达部分,从而发现新基因。4双向凝胶电泳:又称双向电泳,是蛋白质组学研究中的核心技术之一,是目前常用的唯一一种能够连续地在一块胶上分离数千种蛋白质的方法。完整的双向凝胶电泳分析,包括样品制备、等电聚焦、平衡转移、SDSPAGE斑点染色、图像捕捉和图谱分析等步骤,其原理是在相互垂直的两个方向上,分别基于蛋白质不同的等电点和分子量,运用等电聚焦(isoelectricfocusing,IEF)和十二烷基硫酸钠聚丙烯酰***凝胶电泳(SDSPAGE),把复杂的蛋白质混合物中的蛋白在二维平面上分离展开5TIMPs:即基质金属蛋白酶抑制剂,MMPs可以被破膜试剂或MMP家族或其他蛋白酶裂解肽链而具有活性,抑制它们的组织金属蛋白酶被称为TIMPs。6基因组医学:即将以基因组学为基础的知识与临床医学结合,将人类基因组成果转化应用于临床医学实践中去,此学科即为基因组医学。将在人结构基因组,功能基因组和蛋白质组水平上认识疾病,从基因和环境相互作用水平上研究疾病,通过疾病基因组早期诊断,预防治疗;通过药物基因组,—连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr(其中X可以是脯氨酸以外的任何氨基酸)三个氨基酸残基组成的序列子称为糖基化位点。8糖蛋白:一种或多种糖通过共价键与肽链氨基酸残基结合而形成的复合蛋白质,主要分布在细胞膜、溶酶体、细胞外液,蛋白质含量较多,糖所占比例变动大,分为N-和O-连接糖蛋白。9DNA芯片通过某些特殊的微加工技术在固体支持物表面定位大量不同种类的DNA探针,和样品DNA的分子进行特异的核酸分子杂交,用于观察分析生物遗传信息的变化,因其超大的信息容量(每平方厘米可密集排列数千点)俗称为基因芯片或DNA芯片10Genomicmedicine:即将以基因组学为基础的知识与临床医学结合,将人类基因组成果转化应用于临床医学实践中去,此学科即为基因组医学。将在人结构基因组,功能基因组和蛋白质组水平上认识疾病,从基因和环境相互作用水平上研究疾病,通过疾病基因组早期诊断,预防治疗;通过药物基因组,:即发展和应用DNA制图。测序新技术,及计算机程序,分析生命体全部基因组结构与功能。13受体:是指细胞膜上或细胞内能特别识别生物活性分子并与之结合的成分,它能把识个别是糖脂。14CaM钙调蛋白(calmodulin),是胞内最广泛的Ca2+靶分子,或者说Ca2+主要通过CaM传递其信息,由148个氨基酸组成,分子量为16670Da,含四个结构域,每个结构域可结合1个Ca2+。Ca2+结合形成Ca2+-CaM复合物才发挥其调节作用。(ics)是生物学的一个学门,专门研究寡醣类(haride)构造与功能。ics一词是从表示糖或甜味的「glyco-」与基因体学(genomics)和蛋白质体学(proteomics)之命名规律而来。此规律也导致了醣体(e)一字的出现,用来表示生物个体内拥有的所有碳水化合物。16代谢组学:metabonomics/metabolomics是在20世纪90年代中期效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想发展起来的一门学科,是系统生物学的重要组成部分,旨在对生物体内所有代谢物的种类、数量及其变化规律进行分析,并寻找代谢物与生理病理变化之间的关系,其研究对象大都是分子量在1000以内的小分子物质。17Caspase:Cysteineasparticacicspecificprotease的宿写,是近年来发现的一组存在于胞质溶胶中的结构上相关的半胱氨酸蛋白酶,它们的一个重要共同点是特异地断开天冬氨酸残基后的肽键。caspase蛋白酶家族也称为ICE/CED-3家族,是一组与细胞因子成熟和细胞凋亡有关的蛋白酶。18蛋白聚糖(proteoglycan)也叫蛋白多糖一种长而不分支的黏多糖为主体,在糖的某些部位上共价结合若干肽链而生成的复合物。蛋白质和糖***聚糖用共价键连接所构成的复合糖,是结缔组织主要成分之一,由结缔组织特化细胞或纤维细胞和软骨细胞产生。其主要功能是作为结缔组织的纤维成分(胶原和弹性蛋白)埋置或被覆的基质,也可当作垫组织使关节滑润。19DNA测序是指分析特定DN***段的碱基序列,也就是腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)與鳥嘌呤的(G)排列方式。20PCR聚合酶链式反应,其英文PolymeaseChainReaction(PCR)是体外酶促合成特异DN***段的一种方法,由高温变性、低温退火及适温延伸等几步反应组成一个周期,循环进行,使目的DNA得以迅速扩增,具有特异性强、灵敏度高、操作简便、省时等特点。它不仅可用于基因分离、克隆和核酸序列分析等基础研究,还可用于疾病病的诊断或任何有DNA,(PolymeraseChainReaction,简称PCR)又称无细胞分子克隆或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增技术。。从基因组学到基因组医学600多位全球顶尖的科学家提出,生命科学和临床医学结合,将是后基因组时代最主要的研究方向之一。“基因组医学”是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的结合,将对整个21世纪产生重大的社会效应和经济效益。“基因组医学”(GenomicMedicine)的概念出现于上世纪末。短短几年,包括世界顶级生物医学杂志《Science》《nature》等发表了一系列的专题讨论,许多科学精英都提出了这一概念。特别在2003年为纪念DNA双螺旋结构发现50周年,600多位世界顶尖科学家在讨论后基因的研究方向时,提及许多设想,其中最重要的即是将生命科学和临床医学结合,将人类基因组成果转化应用于临床实践中去,这即是“基因组医学”。深入解读人类基因组,不但对生物医学的研究产生重大影响,而且将会给医疗保健卫生事业带来革命。人类基因组作为基础,许多生命科学领域的研究,如计算生物学、发育生物学、代谢通路生物学、系统生物学等都将建立并发展。这些整合的“基因组医学”,将人结构基因组、功能基因组和蛋白质组水平上认识疾病;从基因和环境相互作用水平上研究疾病;通过疾病基因组早期诊断、预防治疗疾病;通过药物基因组、环境基因组深入到个体化医疗。由此,“基因组医学”的知识不再局限于生化分子生物学或分子遗传学专家,而是贯穿于所有医生的医疗实践,也必将融入公众和社会的日常生活。。结构:(一)N-连接糖蛋白糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰***氮以共价键连接称N-连接糖蛋白。(Asn天氡酰***Ser丝氨酸)N-连接糖蛋白中Asn-X-Ser/Thr三个氨基酸残基的序列子称为糖基化位点。N-连接寡糖结构(三型)①高甘露糖型②复杂性③杂合型都有一个五糖核心(二)O-连接糖蛋白糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸残基的羟基相连,称为O-连接糖蛋白。O-连接寡糖有N-乙酰半乳糖与半乳糖构成核心二糖,核心二糖可重复延长及分支,再接上岩藻糖、N-乙酰葡萄糖***等单糖。功能及与疾病的相关性:;影响亚基聚合;糖蛋白在细胞内的分拣和投送。,延长其半衰期。;红细胞血型的抗原决定族,具有免疫保护作用;是细胞质膜上区别和分化的标记,控制细胞的生长;在细胞之间传递信息,促细胞粘附、接触抑制。细胞分化和器官的形成;是清除循环系统中糖蛋白的信号,如脱去唾液酸的糖蛋白半寿期缩短;是病毒细菌原虫细胞表面的受体。。代谢组学(metabonomics/metabolomics)是在20世纪90年代中期效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想发展起来的一门学科,是系统生物学(systemsbiology)的重要组成部分,旨在对生物体内所有代谢物的种类、数量及其变化规律进行分析,并寻找代谢物与生理病理变化之间的关系,其研究对象大都是相对分子质量在1000以内的小分子物质。代谢组学研究的生物标本主要是血液、尿液、细胞和组织的提取液和细胞培养液等,主要检测鉴定技术包括核磁共振(icResonance,NMR)、质谱(MassSpectrometry,MS)、高效液相色谱(HighPerformanceLiquidChromatography,HPLC)、气相色谱(GasChromatography,GC)等,其中以NMR为主。通过检测一系列样品的NMR谱图,再结合模式识别方法,可以判断出生物体的病理生理状态,并有可能找出与之相关的生物标志物(biomarker),为相关预警信号提供一个预知平台。此外,紫外吸收、荧光散射、光散射、发射性检测等分离分析手段及其组合都应用于代谢组学的研究中。例如,采用GC-MS和NMR技术联用或HPLC和LC/MS技术联用,可以同时检测出数百种化合物。目前,代谢组学研究已经能诊断出一些代谢类疾病,如糖尿病、肥胖症、○2分子水平核苷酸分子—表达谱SAGE、基因芯片其他分子生物学技术蛋白质分子表达谱—免疫组织化学蛋白质芯片蛋白质组学技术基因编码蛋白的生物活性○3细胞水平:核苷酸分子基因转染、基因关闭原位杂交、亚细胞定位,其他细胞分子生物学技术蛋白质分子WESTERN,抗体原位杂交其他细胞分子生物学技术○4整体水平:?蛋白质组学是研究一个细胞或者一个组织基因所表达的全部蛋白质的学科。它具有整体性、动态性和系统性的特点。蛋白质组与基因组相对应,也是一个整体的概念,是基因组表达的全部蛋白质,但二者又有根本的不同:基因组是生命体遗传信息的载体,生命的统一性在于基因组,人体中各组织、细胞间基因组完全相同,但基因组内各个基因表达的条件和表达的程度则随时间、地点和环境条件而不同,因而他们表达的模式,即表达产物的种类和数量随时间、地点和环境条件也是不同的。所以蛋白组是一个动态的概念。所以蛋白组组学就是从整体的角度,分析细胞内动态变化的蛋白质组成成分、表达水平和修饰状态,了解蛋白质之间的相互作用和联系,揭示蛋白质功能与细胞生命活动规律的一门新的学科。蛋白质组学在肿瘤研究中的应用确定新的肿瘤标记物阐明肿瘤发生的机制开发抗肿瘤的新药在抗感染疫苗研究中的应用在药物毒理中的应用分为两部分:第一在临床前、临床中发现毒性标志物以预测或发现药物毒性第二药物毒理机制的研究其它如为细胞和组织中的酪氨酸磷酸化蛋白质的系统研究提供了必要的技术。?;影响亚基聚合;糖蛋白在细胞内的分拣和投送。,延长其半衰期。;红细胞血型的抗原决定族,具有免疫保护作用;是细胞质膜上区别和分化的标记,控制细胞的生长;在细胞之间传递信息,促细胞粘附、接触抑制。细胞分化和器官的形成;是清除循环系统中糖蛋白的信号,如脱去唾液酸的糖蛋白半寿期缩短;是病毒细菌原虫细胞表面的受体。?前景是什么?任务:“基因组医学”(GenomicMedicine)的概念出现于上世纪末。“基因组医学”是以人类基因组为基础的生命科学和临床医学的结合,将对整个21世纪产生重大的社会效应和经济效益。其中最重要的即是将生命科学和临床医学结合,将人类基因组成果转化应用于临床实践中去,将是后基因组时代最主要的研究方向之一。通过流行病学分析找出这些疾病的易感基因型并进行预测、预防,即通过改变环境因素、改变生活方式、药物性的预防治疗,能在发病前预防。要使基因组医学进入以预测、预防为主的个体化医疗时代,功能基因组、SNP和HapMap非常重要。前景:基因诊断(包括产前和植入前诊断及其遗传咨询)对医学的最大贡献是在儿科和妇产科方体瘤和传染病的分析和早期诊断。基因诊断中的DNA指纹识别在法医学中有很大的应用,当年引起万人空巷观看的辛普森案件就是其中一例。美国现在所有的死刑犯都要经过DNA鉴定,一则可以将真正罪犯绳之以法,二则可以纠正冤假错案。迄今美国已对3000多位法官培训了遗传学和基因组学知识。尽管基因诊断和遗传筛查对内科医学也起到一定作用。每位内科医生仍然面临这样的挑战:许多病人都是复杂性疾病或多因子疾病。所以,以单基因病和染色体病为对象的遗传医学必然要发展成为以所有疾病为对象的基因组医学。癌基因组的两个目标:1)将所有与癌症有关的染色体不规则断裂都搜集起来,用计算机分析找出规律来。现代生物医学研究一定要通过计算机从整体上来研究,而不是传统地针对单基因单个个蛋白。2)通过流行病学研究将与癌症有关的所有SNP和基因型找出来。在癌基因组的基础上,科学家预期癌症的问题可能在十至十五年间基本解决。?(1)肿瘤转移是一个由多种基因参与的过程。在此过程中,一方面是许多正常的细胞基因过度表达,如IV型胶原蛋白酶,识别细胞外基质的某些整合蛋白、转基因子及其受体、各种生长因子及其受体如bFGF等,从而使得细胞更具粘附性、浸润性、运动性及繁殖能力;另一方面是一些抑癌基因和转移抑制基因的丢失和失活。(2)肿瘤细胞的播散与相关因子:细胞间黏附分子-1(ICAM-1)是体内重要的免疫活性分子,参与机体免疫过程,尤其是在炎症、肿瘤的发生发展中起着极为重要的作用。ICAM-1通过与其相应配体的结合,介导肿瘤细胞与不同细胞、基质的黏附,最终使瘤细胞逃避免疫监视,利于侵袭转移(3)肿瘤细胞的运动和侵袭:多种生长因子对肿瘤细胞的迁移具有趋化和(或)化学激动(ic)的作用。这些因子可以由肿瘤细胞、周围间质细胞和(或)浸润性白细胞产生,并被这些细胞以自分泌或旁分泌的形式排出进而刺激细胞的迁移。(4)MMPs、TIMPs与肿瘤侵袭转移:肿瘤细胞高表达MMPs和相对低表达TIMPs促进了肿瘤的侵袭和转移。(5)细胞在循环系统内存活:细胞与ECM黏附中不断发生自身修饰,通过掩盖其表面Ag来逃避循环中淋巴细胞的识别。(6)细胞与内皮细胞黏附:***聚糖的分类及功能。糖***聚糖由二糖单位重复连接而成,不分支。体内重要的糖***聚糖(6种):硫酸软骨素类、硫酸皮肤素、硫酸角质素、透明质酸、肝素和硫酸类肝素。功能:、胶原蛋白以特殊方式连接,构成基质的特殊结构。这与细胞的粘附、迁移、增殖和分化等有关。(肝素);参与细胞识别与分化(细胞表面的硫酸素);维持软骨机械性能(硫酸软骨素)。(1)受体型TPK-Ras-MAPK途径组成:催化性受体,GRB2,SOS,Ras蛋白,Raf蛋白,MAPK系统生长因子与受体结合并使受体自身磷酸化,生长因子受体结合蛋白GRB2的SH2结构域与自身磷酸化的受体结合,而其SH3结构与鸟苷酸释放因子SOS结合。Ras在SOS作用下释放GDP,结合GTP而被激活。活化的Ras激活Raf-1(MAPKKK),催化MEK(MAPKK)磷酸化而激活,MEK进一步使ERKS(MAPK)磷酸化而激活,活的ERK进入核内使转录因子磷酸化而被激活,调节与生长有关的基因转录。ERK也可使MAPK磷酸化酶(MKP1)磷酸化而被激活,反馈作用ERK,使其脱磷酸化失活,减弱此信号产生的反应。(2)鸟苷酸环化酶受体的信号转导:具有鸟苷酸环化酶的受体RGC,一次性跨膜受体,胞外部分结合配体,胞内部分具有鸟苷酸环化酶催化结构域。配体ANPs与受体结合激活受体胞内部分鸟苷酸环化酶活性,催化GTP生成CGMP,CGMP作为第二信使激活CGMP信赖蛋白激酶G(PKG),引起蛋白质的丝氨酸残基磷酸化,产生物生学效应。3)转化生长因子β受体信号转导:TGFβ与受体结合时,受体活化,催化信号分子Smad发生丝氨酸磷酸化,磷酸化的Smad分子形成同源寡聚体或异源寡聚体后进入细胞核,调节相应基因的转录速度,最后影响细胞的分化。。2008年度诺贝尔生理学医学奖授予巴尔-西诺西和蒙塔尼及楚尔·豪森,巴尔-西诺西和蒙塔尼因于上世纪80年代早期从艾滋病早期病人淋巴和艾滋病晚期病人血液中分离出人类免疫缺陷病毒(HIV)而获奖,HIV也就是人们常说的艾滋病病毒。评审委员会在一份公报中说,巴尔-西诺西和蒙塔尼的研究成果让研究人员能观察艾滋病病毒如何复制,以及如何与受感染者的体细胞相互作用。这又进一步让研究人员开发出验血等确诊受艾滋病病毒感染者的办法,延缓了这种病毒的传播。此外,他们的研究成果也帮助了抗艾滋病药物研究。公报说,巴尔-西诺西与蒙塔尼的研究成果“是我们从生物学上理解艾滋病与利用抗逆转录病毒治疗方法对抗它的先决条件”。另一位获奖者楚尔·豪森的成就是发现了人乳头状瘤病毒(HPV),这种病毒是导致女性第二常见癌症———宫颈癌的罪魁祸首。豪森于1976年提出猜测,HPV可能导致宫颈癌。他此后发现,某些类型的HPV就是宫颈癌的病原体,这一发现为开发出宫颈癌疫苗打下了基础。宫颈癌是女性第二常见癌症,宫颈癌疫苗是人类开发出的第一种癌症疫苗。委员会公报说,楚尔·豪森摈弃了当时的教条,作出的发现让人类了解HPV如何致癌,还促进了针对HPV感染的疫苗开发。瑞典皇家科学院8日宣布,包括美籍华裔科学家钱永健在内的3名科学家获得2008年度诺贝尔化学奖。帮助他们获奖的是绿色荧光蛋白。这种蛋白为生物与医学实验带来革命,它发出的荧光像一盏明灯,帮助研究人员照亮生命体在分子层面和细胞层面的诸多反应。绿色荧光蛋白“三人行”除了钱永健,分享今年诺贝尔化学奖的还有美国生物学家马丁·沙尔菲和日本有机化学家兼海洋生物学家下村修。他们因发现和改造绿色荧光蛋白而获奖,将均分1000万瑞典克朗(约合140万美元)奖金。绿色荧光蛋白能享有今日的“尊荣”,这3人的贡献都不可或缺。首先发现绿色荧光蛋白的是生于1928年的下村修。他1962年从生活在美国西海岸近海的一种水母身上分离出了绿色荧光蛋白。瑞典皇家科学院在公报中说,在上世纪90年代,沙尔菲指出绿色荧光蛋白的发光特性在生物示踪方面有极高价值,钱永健则为理解绿色荧光蛋白怎么发光做出了贡献。彻底改变医学研究在宣布获奖名单时,瑞典皇家科学院诺贝尔化学奖评审委员会主席贡纳尔·冯·海涅手持一支试管,内装用绿色荧光蛋白基因改造过的大肠杆菌。用紫外线照射后,试管发出绿色荧光。冯·海涅说,这种级别的发现“能让科学家的心跳比平时快上三倍”。美联社援引哈佛大学医学和放射医学副教授约翰·弗兰焦尼的话评价说:“这一技术彻底改变了医学研究。研究人员第一次能在活体细胞和活生生的动物身上同时研究基因与蛋白。”。调亡是一种自然的生理学过程,指在一定的生理或病理的条件下细胞内特定基因操纵、调控的细胞死亡方式,也称为程序性细胞死亡。坏死是不同于调亡的另一种细胞死亡方式,通常由各致病因子干扰或中断了细胞的代谢活动而引起,是由于细胞暴露于各种强烈的损伤因子的作用下,导致细胞膜的损伤,引起细胞内坏境的失衡。引起细胞调亡和坏死的原因和机理不同,两者在生物化学和形态特征上存在明显区别。?医学糖组学是运用糖生物学的研究方法来阐明糖在疾病的诊断、治疗、预防等医学方面的作)编码糖蛋白的基因。运用基因组学实现对糖链基因的定位及功能分析,对相关疾病的病理及诊治提供支持(2)糖基化位点及糖链结构的研究。基因组计划提供了基本的遗传信息,而许多基因的功能仍需要阐明。其中的关键就是蛋白质的翻译后修饰,而糖基化是最主要的翻译后修饰之。细胞中的蛋白质即使经历相同的糖基化机制和分泌途径,也并非所有的潜在位点均可被糖基化,生物体内存在着某些因素控制着蛋白质的糖基化。对糖基化位点进行研究有助于理解微生物感染的机制、为抗感染药物的开发提供靶位。(3)糖类物质包括寡糖连、糖氨糖、糖蛋白聚等的生物合成及其代谢在维持人体健康方面的生理学作用,及其异常所引起的相关疾病的发病原理和其诊治策略。(4)根据糖链的代谢和功能及糖生理学疾病的发病机理设计有关治疗心血管疾病、癌症、炎症、感染等糖药物。糖类和蛋白质、糖类和糖类的相互作用参与了许多生理和病理过程,有糖类参与的诸多细胞间的粘着和分子间的作用都可以设法利用相应的糖类分子加以阻断,使一些生理和病理过程不能发生。许多常用药物就结构来说就属于糖类化合物。?作用机制:一类小的干扰RNA分子可以高效,特异地阻断体内同源基因表达,促使同源mRNA降解,诱使细胞表现出特定基因缺失的表型,称为RNAi,是一种序列特异性的转录后基因沉默技术。RNAi过程有四个步骤。当病毒基因,人工转入基因,转座子等外源性基因随机整合到宿主细胞基因组内,并利用宿主细胞进行转录是,常产生一些双链RNA(dsRNA),宿主细胞对这些dsRNA迅即产生反应,其胞质中的DicerRNaseL将dsRNA切割成多个特定长度和结构的小片段RNA,即siRNA。由于siRNA与外源性基因的mRNA具有同源互补性,因此二者结合可介导苏州细胞内的一些列酶促反应,如RNA诱导的沉默复合体与外源基因表达的mRNA进行特异性结合,并诱发宿主细胞针对这些mRNA的降解反应,是外源性基因的蛋白表达消失。RNAi具有放大作用。应用:(1)研究基因功能:在功能基因的研究中,可用RNAi技术对特定基因进行功能丧失以确定其功能。(2)研究信号传导通路:Clemens等应用RNA干扰技术研究了果蝇的胰岛素信号转导通路。(3)基因治疗;由于dsRNA可以特意性的阻断内源基因的表达,可以探索利用dsRNA治疗肿瘤,AIDS,免疫缺陷等疾病。如:BCR-ABL基因是导致CML和ALL的主要致病基因。参照BCR-ABL基因设计的SiRNA可有效抑制BCR-ABL基因的表达并导致肿瘤细胞的调亡。(4)基因表达调控:siRNA可能指导着细胞的定向分化,siRNA已被证实能引导植物干细胞的分化,因而研究者认为RNAi也可能参与指导人的干细胞的分化.