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1、基礎(chǔ)生化復(fù)習(xí)思考題第一章: 蛋白質(zhì)化學(xué) 1舉例說明蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中的重要作用。如何計(jì)算生物材料中的蛋白質(zhì)含量,根據(jù)是什么。2由DNA直接編碼的二十種氨基酸作為蛋白質(zhì)的基本構(gòu)成單位,它們?cè)诨瘜W(xué)結(jié)構(gòu)上有那些特點(diǎn)。3氨基酸的基本化學(xué)反應(yīng)。氨基酸和蛋白質(zhì)的兩性解離及等電點(diǎn)。如何計(jì)算氨基酸的等電點(diǎn)。茚三酮反應(yīng)(ninhydrin reaction) : -氨基酸及具有游離-氨基的肽都產(chǎn)生紫色化合物,而脯氨酸和羥脯氨酸產(chǎn)生黃色的產(chǎn)物。4蛋白質(zhì)化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)的概念 ,層次。闡明-螺旋,-折疊,-轉(zhuǎn)角的要點(diǎn),維持三級(jí)結(jié)構(gòu)的作用力(主要是次級(jí)鍵或非共價(jià)鍵(氫鍵、離子鍵(鹽鍵)、疏水鍵和范德華引力),共價(jià)鍵

2、(肽鍵和二硫鍵)。簡(jiǎn)述胰島素的一級(jí)結(jié)構(gòu),肌紅蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu),血紅蛋白四級(jí)結(jié)構(gòu)。亞基,寡聚蛋白的概念。蛋白質(zhì)的C-末端和N-末端。-螺旋要點(diǎn):1. 在螺旋體中,3.6個(gè)氨基酸殘基旋轉(zhuǎn)一周,每個(gè)氨基酸殘基上升間距0.15nm,螺距0.54nm(0.15×3.6=0.54)。2. 鏈中R基團(tuán)分布在螺旋外側(cè)。3. 其穩(wěn)定性靠鏈內(nèi)氫鍵聯(lián)系。.5蛋白質(zhì)的膠體性質(zhì)及其實(shí)用意義,蛋白質(zhì)的變性和沉淀,變性和沉淀主要區(qū)別是什么? 有何實(shí)用價(jià)值?蛋白質(zhì)沉淀:蛋白質(zhì)分子由于脫水、失去電荷、變性或生成難溶鹽,而從溶液中沉淀析出。 蛋白變性:在理化因素的影響下,天然蛋白質(zhì)分子內(nèi)部原有的高級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí),其理化性

3、質(zhì)和生物學(xué)功能都隨之改變或喪失,但并未導(dǎo)致一級(jí)結(jié)構(gòu)的變化。6那些因素可以使蛋白質(zhì)沉淀,其原理是什么?那些因素可以使蛋白質(zhì)變性,變性的蛋白質(zhì)性質(zhì)有那些顯著變化?蛋白質(zhì)變性后,某些特性會(huì)發(fā)生改變:(1)生物活性喪失(構(gòu)象改變);(2)溶解度降低、粘度增大、擴(kuò)散系數(shù)變小等;(3)疏水基團(tuán)外露,導(dǎo)致光學(xué)性質(zhì)變化;(4)對(duì)蛋白酶降解的敏感性增大。 7名詞解釋:肽鍵;肽平面;次級(jí)鍵;必需氨基酸;氨基酸殘基;鹽溶和鹽析;透析電泳,蛋白質(zhì)變性和復(fù)性。第二章:酶學(xué)1酶的概念,酶的組成。酶的系統(tǒng)和習(xí)慣命名與分類。酶在生物體內(nèi)的重要作用。酶作為生物催化劑與一般無機(jī)催化劑有那些共性與特性,酶的專一性。2.酶的活性中心

4、,中間產(chǎn)物學(xué)說,誘導(dǎo)契合學(xué)說主要觀點(diǎn)。3影響酶促反應(yīng)速度的主要因素與機(jī)理。米氏方程的數(shù)學(xué)表達(dá)式,Km值的定義,測(cè)定Km的意義。4酶的最適溫度,最適PH,酶的激活劑,酶的抑制劑及抑制類型,抑制機(jī)理。5同工酶概念,生物學(xué)意義。變構(gòu)酶的特點(diǎn),調(diào)節(jié)機(jī)理,動(dòng)力學(xué)特征。共價(jià)調(diào)節(jié)酶,誘導(dǎo)酶的概念。別構(gòu)酶的特點(diǎn):1.一般由兩個(gè)或以上的亞基組成(寡聚酶),除有活性部位外,還有與調(diào)節(jié)物結(jié)合的調(diào)節(jié)部位(變構(gòu)部位)。2具有別構(gòu)效應(yīng):當(dāng)?shù)孜锘蛐?yīng)物和酶分子上的相應(yīng)部位結(jié)合后,會(huì)引起E分子構(gòu)象的改變,從而影響E的催化活性。3不符合米氏曲線,多數(shù)為S型。4別構(gòu)酶分子中一個(gè)活性部位能影響同一分子的另一個(gè)活性部位。6酶促反應(yīng)的

5、初速度,酶的活力,酶的活力單位,酶的比活力(單位質(zhì)量樣品中的酶活力。),酶的轉(zhuǎn)換數(shù)。7什么是單體酶,寡聚酶,多酶體系。8維生素的概念,幾種主要水溶性維生素與輔酶和輔基的關(guān)系,功能基團(tuán)是什么?各自參與體內(nèi)的那類代謝反應(yīng)。TPP,F(xiàn)MN,F(xiàn)AD,CoA,ACP,NAD,NADP,DHF THF(FH4)的中文名稱。第三章 核酸化學(xué)1核酸種類與分布,DNA和RNA在化學(xué)組成上的異同點(diǎn)。核苷,核苷酸的概念。NMP,NDP,NTP,dNMP,dNDP,dNTP,cAMP,cGMP的中文名稱。2Chargaff定則的主要內(nèi)容,它在確立DNA雙螺旋模型中的作用。3雙螺旋模型的要點(diǎn)。維持雙螺旋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的力,雙

6、螺旋模型的主要貢獻(xiàn)。(1)DNA分子由兩條反向平行的多核苷酸鏈構(gòu)成雙螺旋結(jié)構(gòu)。兩條鏈圍繞同一個(gè)“中心軸”形成右手螺旋,螺旋表面有一條大溝和一條小溝。(2)嘌呤堿和嘧啶堿層疊于螺旋內(nèi)側(cè),堿基平面與縱軸垂直,堿基之間的堆集距離為0.34nm。磷酸與脫氧核糖在外側(cè),彼此之間通過磷酸二酯鍵連接,形成DNA的骨架。糖環(huán)平面與中軸平行。(3)雙螺旋的直徑為2nm,順軸方向每隔0.34nm有一個(gè)核苷酸,兩個(gè)核苷酸之間的夾角為36°,因此,沿中心軸每轉(zhuǎn)一周有10個(gè)核苷酸。(4)一條多核苷酸鏈上的嘌呤堿基與另一條鏈上的嘧啶堿基以氫鍵相連,匹配成對(duì),配對(duì)的原則是A=T之間形成二個(gè)氫鍵,G三C之間形成三個(gè)

7、氫鍵。因此DNA的兩條鏈互補(bǔ)。4tRNA的共同特征,二級(jí)結(jié)構(gòu),三級(jí)結(jié)構(gòu)。5真核細(xì)胞和原核細(xì)胞mRNA結(jié)構(gòu)的區(qū)別。帽子結(jié)構(gòu),polyA結(jié)構(gòu)。6DNA,RNA的溶解特性,粘度特征,沉降特征。兩者在酸,堿條件下水解特性的區(qū)別和原因。增色效應(yīng)和減色效應(yīng)的概念,機(jī)理。Tm含義,Tm與那些因素有關(guān)。7核酸變性和復(fù)性的概念及用途第四章: 碳水化合物代謝1什么是糖核苷酸,糖核苷酸在糖代謝中有那些重要作用?在生物體內(nèi)第一個(gè)發(fā)現(xiàn)的糖核苷酸是那一種?2生物體內(nèi)蔗糖生物合成有那幾條酶促反應(yīng)途徑?其中最主要的途徑是那條?1.蔗糖合成酶2磷酸蔗糖合成酶(主要途徑)3蔗糖水解有那些酶促反應(yīng)途徑?1蔗糖酶(轉(zhuǎn)化酶):催化蔗糖

8、水解成G和F。(不可逆)2蔗糖合成酶:催化蔗糖與UDP反應(yīng)生成果糖和尿苷二磷酸葡萄糖。4試述直鏈淀粉和支鏈淀粉生物合成的酶促反應(yīng)途徑。5簡(jiǎn)述淀粉降解(水解、磷酸解)的酶促反應(yīng)途徑。6糖酵解定義,酶促反應(yīng)途徑,3個(gè)不可逆反應(yīng),氧化反應(yīng),磷酸化反應(yīng),反應(yīng)的能量計(jì)算,調(diào)控機(jī)理,生理意義。7簡(jiǎn)述丙酮酸的去向。8簡(jiǎn)述乙醛酸循環(huán)的生化歷程及生理意義。9葡萄糖異生的酶促反應(yīng)途徑。植物葡萄糖異生的特點(diǎn)。10丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的組分,從丙酮酸到乙酰輔酶A的酶促反應(yīng)途徑,及調(diào)控機(jī)理。11三羧酸循環(huán)的酶促反應(yīng)途徑,氧化反應(yīng),磷酸化反應(yīng),脫羧反應(yīng),調(diào)控機(jī)理,生理意義,回補(bǔ)反應(yīng),能量計(jì)算。12磷酸戊糖途徑的主要特點(diǎn),氧

9、化階段酶促反應(yīng)的途徑與產(chǎn)物,非氧化階段的主要產(chǎn)物,生理意義。第五章:生物氧化與氧化磷酸化1生物氧化的概念、特點(diǎn)。2高能鍵的含義,高能磷酸化合物的概念,類型,三磷酸腺苷(ATP)的結(jié)構(gòu),特殊作用。3電子傳遞鏈的定義,傳遞載體,電子傳遞復(fù)合體的名稱,組份,作用及排列順序。電子傳遞鏈的抑制劑及抑制部位。4氧化磷酸化和底物水平磷酸化的概念,ATP合成酶的組份、作用,P/O比值的概念,解偶聯(lián)作用。底物水平磷酸化:底物氧化過程中,高能代謝中間產(chǎn)物,通過E促磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng),直接偶聯(lián)ATP的形成。電子傳遞偶聯(lián)的磷酸化 (氧化磷酸化):當(dāng)電子從NADH或FADH2經(jīng)過電子傳遞體傳遞到O2形成H2O時(shí),同時(shí)偶聯(lián)

10、ADP磷酸化為ATP,這一過程稱電子傳遞偶聯(lián)的磷酸化。5試述化學(xué)滲透學(xué)說的機(jī)理。(1)遞H體與遞電子體交替排列,定位于線粒體內(nèi)膜。(2)遞H體有H泵作用,將2H+泵出內(nèi)膜,2e傳給遞電子體,整個(gè)過程泵出3對(duì)H+造成H+跨膜梯度(3)線粒體膜對(duì)H+不通透,造成H+跨膜梯度。(4)H+通過線粒體F1F0ATP酶進(jìn)入內(nèi)膜,釋放出的自由能推動(dòng)ATP合成。6糖酵解生成的NADH2如何進(jìn)入到線粒體進(jìn)行氧化磷酸化。生物氧化和氧化磷酸化主要在線粒體內(nèi)進(jìn)行,而NAD+和NADH不能自由地透過線粒體內(nèi)膜,因此在胞液內(nèi)生成的NADH(如糖酵解途徑產(chǎn)生的NADH)必須通過特殊的穿梭機(jī)制進(jìn)入線粒體。已知?jiǎng)游顲ell有兩

11、個(gè)穿梭系統(tǒng):(1)甘油-3-磷酸穿梭系統(tǒng)(肌Cell);(2)蘋果酸穿梭系統(tǒng)(肝Cell)。第六章脂代謝1-磷酸甘油合成的酶促反應(yīng)途徑。1、EMP中的DHAP還原2、甘油在甘油激E的催化下生成磷酸甘油2大腸桿菌乙酰輔酶A羧化酶復(fù)合體的組份及其催化的生物化學(xué)反應(yīng)及反應(yīng)產(chǎn)物,BCCP的名稱及作用。乙酰COA羧化酶復(fù)合體由生物素羧化E(BC)、羧基轉(zhuǎn)移E(CT)、 生物素羧基載體蛋白(BCCP)三個(gè)不同的亞基組成,其中BCCP連結(jié)有生物素輔基。每個(gè)亞基行使著不同的功能,但只有當(dāng)他們聚合成完整的酶后才有活性。3大腸桿菌脂肪酸合成酶復(fù)合體的組份及所催化的生化反應(yīng)的歷程,ACP的名稱及作用。脂肪酸合酶系統(tǒng)

12、是一個(gè)多酶復(fù)合體,7種蛋白組成,6種酶以?;d體蛋白為中心。?;d體蛋白(ACP)六種酶1.乙酰COA:ACP?;D(zhuǎn)移酶(AT);2.丙二酸單酰COA:ACP轉(zhuǎn)移酶(MT);3.酮脂酰-ACP合成酶(KS);4.酮脂酰-ACP還原酶(KR);5.羥脂酰-ACP脫水酶(HD);6.烯脂酰-ACP還原酶(ER)反應(yīng)歷程:(1)第一階段:乙?;捅釂熙;M(jìn)位。乙?;M(jìn)位:乙酰COA在轉(zhuǎn)移酶催化下,乙?;晦D(zhuǎn)移到中央巰基上。乙?;莆唬阂阴;芍醒霂€基轉(zhuǎn)移到外圍巰基上。丙二酸單酰基進(jìn)位:丙二酸單酰COA在轉(zhuǎn)移酶催化下,丙二酸單?;晦D(zhuǎn)移到中央巰基上。(2)第二階段:脂肪酸鏈延伸縮合:在合成酶催化下

13、外圍巰基上的乙?;c中央巰基上的丙二酸單?;s合成酮丁?;B接在中央巰基上,同時(shí)釋放出一分子CO2。還原:在還原酶催化下,酮丁?;霍驶籒ADPH還原成羥基,生成羥酯?;?。脫水:在脫水酶催化下羥丁?;?、碳原子間脫水生成反市式烯丁?;?。還原:在還原酶催化下烯丁?;?、之間雙鍵被NADPH還原成單鍵,生成延長(zhǎng)了兩個(gè)碳單位的丁?;?。生成的丁?;倥c新進(jìn)位的丙二酸單?;貜?fù)上述縮合、還原、脫水、再還原的循環(huán)反應(yīng),又延長(zhǎng)兩個(gè)碳片段。生成己酯?;?,如此反復(fù)進(jìn)行,直至生成軟酯?;鶠橹?。軟脂酰-ACP是硫酯酶的底物,該酶催化生成軟脂酸和HS-ACP。這就是第三階段的反應(yīng)。(3)第三階段:脂酰基水解 當(dāng)中央

14、巰基上的脂?;娱L(zhǎng)到一定程度(不超過16碳)后,在硫酯酶的作用下,ACP上的脂?;虮晦D(zhuǎn)移到COA上,或形成游離脂肪酸,或者直接用于合成磷脂酸。4大腸桿菌-酮酯酰ACP合成酶的催化特點(diǎn)。大腸桿菌脂肪酸從頭合成途徑與碳鏈加長(zhǎng)途徑有何區(qū)別。酮脂酰-ACP合成酶(KS)多肽鏈半胱氨酸殘基上的巰基叫外圍巰基。5簡(jiǎn)單概括脂肪酸合成的生化歷程。6簡(jiǎn)述脂肪合成的酶促反應(yīng)歷程。7何謂脂肪酸的-氧化,簡(jiǎn)述-氧化的生化歷程。8在胞漿的長(zhǎng)鏈脂肪酸是如何進(jìn)入線粒體的?1.脂肪酸在細(xì)胞質(zhì)中活化為脂酰CoA;2.脂酰CoA通過轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(肉毒堿穿梭系統(tǒng))進(jìn)入線粒體基質(zhì)脂肪酸從頭合成和與分解的異同 從頭合成b-氧化

15、?;d體ACPHSCoA反應(yīng)歷程縮合還原脫水還原脫氫加水脫氫硫解參與因子NADPHFAD 、 NAD+酶7種4種底物轉(zhuǎn)運(yùn)檸檬酸穿梭系統(tǒng)肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞定位胞液線粒體基質(zhì)共同中間產(chǎn)物酮脂?;?、羥脂?;⑾┲;谄哒拢汉衔锎x1氨的同化包括那些內(nèi)容?高等植物氨同化的主要途徑是什么?生物體內(nèi)有兩種方式同化氨。合成方式有兩種:1、酮酸氨基化。2、轉(zhuǎn)氨基作用1.谷氨酸合成途徑 所有生物都通過谷氨酰胺合成酶和谷氨酸脫氫酶催化形成谷氨酸和谷氨酰胺的方式同化氨。(1) 谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶催化合成,現(xiàn)有試驗(yàn)證明,谷氨酸的合成,主要通過這條雙酶途徑催化的。(2) 非主要途徑 谷氨酸脫氫酶途徑2.氨甲酰

16、磷酸的形成2轉(zhuǎn)氨基作用的概念。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是什么?轉(zhuǎn)氨酶在氨基酸代謝重的重要作用。AA和酮酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用,是氨基酸脫去氨基的一種重要形式。輔酶均為磷酸吡哆醛(B6的磷醛酯)。3氨基酸降解有那些基本途徑。氧化脫氨、非氧化脫氨、聯(lián)合脫氨的基本內(nèi)容、重要的酶及輔酶。4幾種重要的脫羧反應(yīng)及脫羧產(chǎn)物、脫羧酶的輔酶。1.直接脫羧基作用氨基酸在脫羧酶作用下,進(jìn)行脫羧反應(yīng)生成胺類化合物,脫羧酶輔酶為磷酸吡哆醛。廣泛存在于動(dòng)、植、微生物中。(羧化酶的輔基為生物素)2.羥化脫羧基作用 Tyr在Tyr酶催化下發(fā)生羥化作用生成3,4二羥苯丙氨酸(多巴),后者進(jìn)一步脫羧生成3,4二羥苯乙胺(多巴胺)。多巴進(jìn)一步氧

17、化后形成聚合物黑素。5簡(jiǎn)述動(dòng)物的排氨類型。在哺乳動(dòng)物體內(nèi),氨的主要去路是在肝臟中合成尿素并隨尿排出體外。氨基酸分解產(chǎn)物NH3的去路:1.重新形成氨基酸;2.形成酰胺(消除NH3毒害,貯存NH3);3.生成銨鹽,保持細(xì)胞pH;4.生成尿素的和鳥氨酸循環(huán)。在哺乳動(dòng)物體內(nèi),氨的主要去路是在肝臟中合成尿素并隨尿排出體外。在部分植物體內(nèi)尿素的形成既能解除氨毒,又是氨的一種貯存形式。6生糖氨基酸、生酮氨基酸的概念。在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成糖的AA稱為生糖AA。在體內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)橥w的AA稱為生酮氨基酸。7嘌呤核苷酸合成代謝中生成的第一個(gè)嘌呤核苷酸是什么?簡(jiǎn)述嘌呤核苷酸各元素的來源。各種嘌呤類核苷酸的前體是次黃嘌呤核苷酸

18、(IMP,或稱之肌苷酸)。N-1來自天冬氨酸;C-2和C-8來自甲酸(通過10-甲酰四氫葉酸);N-3和N-9來自谷氨酰胺的酰胺基;C-4、C-5和N-7都來自甘氨酸;C-6來自CO2。8嘧啶核苷酸合成途徑中生成的第一個(gè)嘧啶核苷酸是什么?各種嘧啶核苷酸的前體是尿嘧啶核苷酸(UMP)。C-2來自HCO3;N-3來自谷氨酰胺的酰胺基團(tuán);其余原子都來自天冬氨酸。9催化蛋白質(zhì)及核酸降解的酶主要有那些?蛋白酶(肽鏈內(nèi)切酶),水解肽鏈內(nèi)部的肽鍵。胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、彈性蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶。肽酶(肽鏈外切酶):分別從多肽鏈游離的羧基端或游離的氨基端逐一地將肽鏈水解成氨

19、基酸(羧肽酶或氨肽酶)。第八章 核酸的生物合成1中心法則的內(nèi)容、半保留復(fù)制的概念、證據(jù)。2DNA生物合成中有那些酶和蛋白質(zhì)因子參與,簡(jiǎn)述這些成員的功能。模板、四種dNTP、底物、Mg2+外,在起始、延長(zhǎng)、終止各階段都需酶及蛋白因子。DNA聚合酶I(單體酶:?jiǎn)坞逆湥?主要功能:負(fù)責(zé)DNA的損傷修復(fù)及在DNA復(fù)制中,切除引物,填補(bǔ)空隙的作用。主要負(fù)責(zé)DNA的損傷修復(fù)。 若用枯草桿菌蛋白酶處理此酶,可得兩個(gè)片段: a.分子量76KD,有53聚合酶和35外切酶活力,叫Klenow片段。3 5外切活性能及時(shí)切除錯(cuò)配核苷酸(發(fā)生錯(cuò)配時(shí),此E活性提高),與53聚合活性共同保證DNA復(fù)制的過程中的高保真度。廣

20、泛用于DNA序列分析和其它研究。 b.分子量34kD,53外切酶活力。作用于雙鏈DNA的堿基配對(duì)部分,從5端切下單核苷酸或寡核苷酸。在DNA損傷修復(fù)和切除RNA引物中發(fā)揮作用。DNA聚合酶(單體酶) 主要功能參于DNA的損傷修復(fù) 具有53聚合活力,較弱,35外切活性。但無53外切活性。 DNA聚合酶 (寡聚酶)是催化大腸桿菌DNA復(fù)制的主酶DNA聚合酶 IV和V 與DNA的修復(fù)有關(guān)。 2、引物酶和引發(fā)體引物酶合成一小段RNA引物(有游離的3OH),作為DNA合成的引物。引物酶為一條單鏈多肽,單獨(dú)存在時(shí)相當(dāng)不活潑,只有與幾 種輔助蛋白組裝成引發(fā)體,才有合成引物活性。3、DNA連接酶催化雙鏈DNA

21、中一條鏈上缺口的共價(jià)連接,形成3,5磷酸二酯鍵。4、DNA解螺旋酶DNA雙螺旋在復(fù)制和修復(fù)中都必須解鏈,以便提供單鏈DNA模板。5、單鏈DNA結(jié)合蛋白SSB結(jié)合蛋白的作用:DNA雙螺旋經(jīng)解螺旋酶解鏈形成的單鏈很快被SSB所覆蓋。保護(hù)單鏈DNA免遭核酸的降解,使單鏈DNA保持伸展態(tài),以便作為模板。降低DNA的Tm,促進(jìn)DNA解鏈。原核細(xì)胞SSB有協(xié)同效應(yīng),真核細(xì)胞無。協(xié)同效應(yīng):先結(jié)合到已存在的單鏈區(qū),其后的SSB的結(jié)合能力可提高103倍,表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)。6、拓?fù)洚悩?gòu)E拓?fù)洚悩?gòu)酶,松解螺旋,能切開一條DNA鏈在復(fù)制叉前面的一段DNA的一個(gè)磷酸二酯鍵,允許該DNA鏈繞著另一條完整的DNA鏈自由旋轉(zhuǎn),

22、而后由拓?fù)洚悩?gòu)酶重新形成磷酸二酯鍵。(不需ATP,可切無DNA雙螺旋中的一條鏈)拓?fù)洚悩?gòu)酶(旋轉(zhuǎn)E)細(xì)菌環(huán)形DNA復(fù)制后,兩個(gè)DNA分子是互鎖的。該酶結(jié)合到一雙鏈DNA環(huán)上,造成一暫時(shí)性的雙鏈斷裂,另一DNA 環(huán)正好從這一斷裂處穿過,然后拓?fù)洚悩?gòu)酶重新封上這個(gè)鏈的斷口。(引入負(fù)超螺旋,需ATP,消除復(fù)制叉前進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的扭曲張力。在無ATP時(shí),可松解負(fù)超螺旋??赏瑫r(shí)切斷DNA雙鏈。)3簡(jiǎn)述DNA復(fù)制的基本過程。復(fù)制叉、結(jié)構(gòu)、岡崎片段、半不連續(xù)復(fù)制、前導(dǎo)鏈、后隨鏈的概念。1、復(fù)制的起始原核生物:特定位點(diǎn)開始,特定位點(diǎn)終止,只有一個(gè)復(fù)制子。真核生物:多個(gè)位點(diǎn)起始,多復(fù)制子。大腸桿菌復(fù)制起始點(diǎn):oriC

23、 終止點(diǎn):ter一些特殊的Pr可以識(shí)別并結(jié)合到復(fù)制起點(diǎn),隨即使DNA雙螺旋局部解鏈,形成復(fù)制眼,在其兩端的DNA的兩股鏈呈丫字狀,稱為復(fù)制叉。分別向兩側(cè)進(jìn)行復(fù)制,通常復(fù)制叉雙向等速前進(jìn),某些質(zhì)粒,病毒和細(xì)胞器DNA的復(fù)制可以單向或是不等速的或是先合成一條鏈后再合成另一條鏈。迅速生長(zhǎng)的細(xì)菌,第一輪復(fù)制未完成就啟動(dòng)第二次復(fù)制。2、DNA鏈的合成與延伸(1)在引發(fā)的復(fù)制叉上,DNA聚合酶組裝形成,然后按照DNA模板鏈的指令,自RNA引物3-OH末端依次添加新的脫氧核苷酸殘基,新生成的DNA鏈按53方向不斷延伸,同時(shí)新鏈與模板鏈反向平行,堿基配對(duì)。 (2)由于兩條模板鏈反向平行,若以走向35的親代鏈為

24、模板,子代鏈就能連續(xù)合成,稱為前導(dǎo)鏈,若以走向53的親代鏈為模板時(shí),DNA聚合酶只能按53的方向合成許多小片段(稱為岡崎片段),然后由DNA聚合酶I切除片段上的引物,填補(bǔ)片段之間的空缺,最后由連接酶把它們連接成一條完整的子代鏈,稱為滯后鏈。 (3)半不連續(xù)復(fù)制 象這樣,在復(fù)制叉上新生的DNA鏈一條按53的方向(與復(fù)制叉移動(dòng)方向一致)連續(xù)合成;另一條則按53的方向(與復(fù)制叉移動(dòng)方向相反)不連續(xù)合成,稱為半不連續(xù)復(fù)制。3、終止復(fù)制叉從兩端進(jìn)入ter位點(diǎn)后,復(fù)制終止。由DNA聚合酶填補(bǔ)空隙,連接E封口。DNA復(fù)制的高保真度主要是靠DNA聚合酶實(shí)現(xiàn)的。 (1)53聚合活性部位對(duì)底物的選擇性,添加的新d

25、NTP堿基必須與模板鏈堿基正確匹配。 (2)35外切活性具有校對(duì)或編輯功能,可及時(shí)切除參入新鏈3-末端的錯(cuò)誤殘基。 綜上所述:大腸桿菌復(fù)制是在幾十種酶和蛋白質(zhì)因子精確配合下完成的,定點(diǎn)起始,兩個(gè)復(fù)制叉雙向等速前進(jìn),進(jìn)行半保留,半不連續(xù)的復(fù)制。4逆轉(zhuǎn)錄的概念。以RNA為模板,由RNA指導(dǎo)的DNA聚合酶(逆轉(zhuǎn)錄E)催化,合成DNA的過程。5大腸桿菌RNA聚合酶的結(jié)構(gòu)和功能。RNA聚合酶:大腸桿菌的RNA聚合酶全酶由5個(gè)亞基2 組成,因子與其它部分的結(jié)合不是十分緊密,它易于與2分離,沒有亞基的酶稱為核心酶。 五個(gè)亞基的功能分別為: 亞基:與啟動(dòng)子結(jié)合功能。 亞基:含催化部位,起催化作用,催化形成磷酸

26、二酯鍵。 亞基:與DNA模板結(jié)合功能。 亞基:識(shí)別起始位點(diǎn)。 6簡(jiǎn)述RNA合成過程。不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄、有意義鏈、反意義鏈、轉(zhuǎn)錄單位、啟動(dòng)子、終止子、上游、下游、-10區(qū)、-35區(qū)、內(nèi)含子、外顯子、核不均一RNA(hnRNA)的概念。RNA的轉(zhuǎn)錄為不對(duì)稱轉(zhuǎn)錄,因?yàn)檗D(zhuǎn)錄僅以DNA一條鏈的某一區(qū)段為模板。1、轉(zhuǎn)錄的起始啟動(dòng)子:在基因上由RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合并確定轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的特定序列。一般位于轉(zhuǎn)錄起點(diǎn)的上游,約包括40個(gè)堿基對(duì)。根據(jù)對(duì)100多個(gè)基因堿基序列的分析,大腸桿菌啟動(dòng)子至少有兩處共同順序:35順序(RNA聚合酶全酶識(shí)別部位,約含12bp)和10順序(或TATA框或pribnow box,富含AT

27、,有助于DNA雙螺旋的局部解鏈,全酶結(jié)合部位)。目前普遍認(rèn)為,RNA聚合酶全酶先識(shí)別35順序,并與DNA結(jié)合形成不穩(wěn)定的復(fù)合物,然后酶沿DNA滑動(dòng),進(jìn)入10順序,形成開放的啟動(dòng)子復(fù)合物,使DNA局部解鏈。酶進(jìn)一步滑向轉(zhuǎn)錄起點(diǎn),并引入第一個(gè)NTP(通常是ATP或GTP),啟動(dòng)RNA的合成。2、RNA鏈的延伸當(dāng)形成RNA產(chǎn)物的第一個(gè)磷酸二酯鍵(二個(gè)NTP)時(shí),6亞基離去,完成從起始到延伸的轉(zhuǎn)變。核心酶,DNA和新產(chǎn)生的RNA區(qū)域形成轉(zhuǎn)錄鼓泡。核心酶沿模板鏈35的方向滑動(dòng),按照堿基配對(duì)的原則以53的方向合成RNA。鼓泡前DNA不斷解鏈,鼓泡后DNA同速復(fù)鏈。鼓泡中DNA/RNA形成A型雜交螺旋。3、

28、轉(zhuǎn)錄后的終止終止子:DNA對(duì)轉(zhuǎn)錄終止進(jìn)行控制的一段特殊序列,位于基因末端。大腸桿菌中有兩類終止子:不依賴因子的終止子P329依賴因子的終止子。在大腸桿菌中存在著兩種終止機(jī)制(下圖),一種是蛋白依賴性的終止,即一個(gè)終止蛋白r與RNA聚合酶復(fù)合體相互作用恰好終止在一個(gè)發(fā)卡環(huán)處,發(fā)卡環(huán)是在新合成的轉(zhuǎn)錄鏈上形成的。蛋白r是一個(gè)ATP依賴性的RNA-DNA解旋酶,其功能是破壞了RNA-DNA雜化體,導(dǎo)致延伸復(fù)合體的解離,使合成的RNA鏈釋放出來。另一種是蛋白非依賴性的終止作用,其特征是也有一個(gè)類似的發(fā)卡結(jié)構(gòu),在多數(shù)轉(zhuǎn)錄終止情況下,發(fā)卡下游處的模板鏈上恰好存在一串腺苷酸,對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)錄鏈應(yīng)是一串尿苷酸。所以轉(zhuǎn)

29、錄終止也許是當(dāng)延伸復(fù)合體停止在發(fā)卡結(jié)構(gòu)處時(shí),使得A-U配對(duì)堿基的RNA-DNA雜化體不穩(wěn)定,導(dǎo)致復(fù)合體的解體而終止轉(zhuǎn)錄。7簡(jiǎn)述真核生物與原核生物RNA轉(zhuǎn)錄后加工的過程。在細(xì)胞內(nèi),由RNA聚合酶合成的原初轉(zhuǎn)錄物(primary transcript)往往需要一系列的變化,包括鏈的裂解、5¢和3¢末端的切除和特殊結(jié)構(gòu)的形成、核苷的修飾、以及拼接和編輯等過程,才轉(zhuǎn)變?yōu)槌墒斓腞NA分子。此過程總稱為RNA的成熟或稱為RNA的轉(zhuǎn)錄后加工。加工過程轉(zhuǎn)錄后的加工包括:切除某些核苷酸序列拼接形成5和3末端的特殊序列堿基修飾改變糖苷鍵等過程1真核細(xì)胞mRNA前體轉(zhuǎn)錄后加工(原核細(xì)胞mRNA邊

30、轉(zhuǎn)錄邊利用,一經(jīng)合成便具有模板活性,一般不需要加工。) 真核生物mRNA分子的壽命較長(zhǎng),有的可達(dá)幾小時(shí),不象原核生物只有幾秒鐘。真核細(xì)胞編碼蛋白質(zhì)的基因以單個(gè)基因?yàn)檗D(zhuǎn)錄單位,轉(zhuǎn)錄成單順反子mRNA。為一條多肽鏈編碼的mRNA稱作單順反子。(一個(gè)基因的復(fù)本)可以為兩條或更多條多肽鏈編碼的mRNA稱為多順反子,(幾個(gè)基因的復(fù)本)。大多數(shù)蛋白質(zhì)基因?yàn)椴贿B續(xù)基因,它的編碼序列(外顯子)被非編碼序列(內(nèi)含子)隔成若干片段,外顯子和內(nèi)含子一起被轉(zhuǎn)錄,生成分子量很大的前體分子,在核內(nèi)加工過程中又形成大小不等的中間物,稱為核不均一RNA(hnRNA)hnRNA加工:5端形成帽子結(jié)構(gòu)(M7G5PP5NmpNp)

31、,加工發(fā)生在轉(zhuǎn)錄尚未完成時(shí)。 3端添加polyA結(jié)構(gòu) 剪去內(nèi)含子,拼接外顯子 對(duì)特定核苷進(jìn)行甲基化snRNA(核內(nèi)小RNA):參與hnRNA的前接核酶(ribozyme):具有催化功能的RNA。意義:在RNA前體加工中具有重要意義。2rRNA前體轉(zhuǎn)錄后加工大腸桿菌的rRNA前體分子的沉降系數(shù)為30S, 原核: 真核:3tRNA前體轉(zhuǎn)錄后加工切除5和3端多余的核苷酸序列 3添加CCA序列 對(duì)堿基和核糖進(jìn)行修飾。tRNA的轉(zhuǎn)錄后加工需要經(jīng)過幾個(gè)不同的反應(yīng)來完成。首先5和3端應(yīng)當(dāng)被切斷,以便使tRNA從大的前體轉(zhuǎn)錄本釋放出來,如果含有內(nèi)含子,也應(yīng)當(dāng)除去。其次tRNA的3端所需要的CCA氨基酸負(fù)載序列

32、有時(shí)是通過核苷酸基轉(zhuǎn)移酶加上去的。第三,所有的tRNA都含有大量的修飾堿基,這些堿基都是經(jīng)還原,甲基化和脫氨作用形成的。這些堿基在蛋白質(zhì)合成過程中影響tRNA對(duì)密碼的識(shí)別。第九章 蛋白質(zhì)的生物合成1真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的mRNA在指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)中有何區(qū)別? 原核細(xì)胞真核細(xì)胞核糖體70S80S起始tRNAfMet-tRNAfMet-tRNAi5上游SD序列有無。eIF-4F可識(shí)別、結(jié)合5帽子結(jié)構(gòu)起始、延伸、終止因子數(shù)量3、3、312、2、12密碼子的概念與主要性質(zhì)。無標(biāo)點(diǎn)性、無重疊性;通用性和例外;簡(jiǎn)并性;變偶性。3同功tRNA概念、蛋氨酰tRNA合成酶如何識(shí)別它的兩個(gè)底物?如何校正錯(cuò)誤

33、?tRNA的4個(gè)功能性位點(diǎn)的作用。在原核生物中,起始密碼的選擇不僅取決于tRNA的反密碼子和mRNA密碼子的相互作用,也取決于核糖體的小亞基與mRNA模板的相互作用。30S亞基是在緊靠起始密碼的上游的一個(gè)富含嘌呤堿基的區(qū)域與mRNA結(jié)合。這個(gè)被稱為SD序列(Shine-Dalgarno siquence)的區(qū)域與16Sr RNA的3端的一個(gè)富含嘧啶片段互補(bǔ)。在形成起始復(fù)合體時(shí),互補(bǔ)的核苷酸對(duì)形成一個(gè)雙鏈結(jié)構(gòu),使得mRNA結(jié)合到核糖體上。mRNA與16SrRNA的這一非翻譯片段之間的配對(duì)將起始密碼定位在P部位,確立了正確的閱讀框架。因?yàn)镾D序列只出現(xiàn)在起始密碼的上游,起始復(fù)合體就只能在起始密碼處

34、組裝,而不可能在內(nèi)部的蛋氨酸密碼處組裝。4擺動(dòng)假說的具體內(nèi)容。5起始密碼子、終止密碼子的核苷酸順序。6簡(jiǎn)述核糖體的主要功能和二位點(diǎn)模型。兩個(gè)與tRNA結(jié)合的位點(diǎn) :A位(accepter site)氨酰基結(jié)合位點(diǎn),是氨酰tRNA進(jìn)入并結(jié)合的部位;P位(peptine site)肽?;Y(jié)合位點(diǎn),為起始氨酰tRNA或正在伸延的肽酰tRNA結(jié)合的部位。7蛋白質(zhì)合成體系中有那些輔助因子?簡(jiǎn)述各輔助因子的功能。蛋白質(zhì)生物合成體系的重要組分主要包括mRNA 、tRNA 、rRNA、有關(guān)的酶以及幾十種蛋白質(zhì)因子。其中,mRNA 是蛋白質(zhì)生物合成的直接模板。tRNA 的作用體現(xiàn)在三個(gè)方面:3CCA接受氨基酸;

35、反密碼子識(shí)別mRNA 鏈上的密碼子;連接多肽鏈和核糖體。rRNA 和幾十種蛋白質(zhì)組成合成蛋白質(zhì)的場(chǎng)所核糖體。8蛋白質(zhì)生物合成的主要步驟由有那些?原核生物:蛋白質(zhì)生物合成的過程分四個(gè)步驟:氨基酸活化、肽鏈合成的起始、延伸、終止和釋放。其中,氨基酸活化即氨酰tRNA 的合成,反應(yīng)由特異的氨酰tRNA 合成酶催化,在胞液中進(jìn)行。氨酰tRNA 合成酶既能識(shí)別特異的氨基酸,又能辯認(rèn)攜帶該氨酰基的一組同功受體tRNA 分子。肽鏈合成的起始對(duì)于大腸桿菌等原核細(xì)胞來說,是70S起始復(fù)合物的形成。它需要核糖體30S和50S亞基、帶有起始密碼子AUG 的mRNA、fMet-tRNAf 、起始因子IF1、IF2、I

36、F3(分子量分別為10 000、80 000 和21 000 的蛋白質(zhì))以及GTP 和Mg2+的參加。肽鏈合成的延伸需要70S起始復(fù)合物、氨酰-tRNA、三種延伸因子:一種是熱不穩(wěn)定的EF-Tu,另一種是熱穩(wěn)定的EF-Ts,第三種是依賴GTP 的EF-G以及GTP 和Mg2+。肽鏈合成的終止和釋放需要三個(gè)終止因子RF1、RF2、RF3蛋白的參與。9簡(jiǎn)述氨基酸活化的生物化學(xué)過程。催化氨基酸激活的偶聯(lián)反應(yīng)的酶,先是一種氨基酸連接到AMP 生成一種氨酰腺苷酸,然后連接到轉(zhuǎn)移RNA 分子生成氨酰-tRNA 分子。10簡(jiǎn)述原核細(xì)胞多肽合成中起始氨酰-tRNA合成的生化歷程。原核生物起始氨基酸是甲酰蛋氨酸

37、,一種專一的甲酰化酶催化Met-tRNAf的甲?;磻?yīng): 這種酶只對(duì)Met-tRNAf起作用,而不能催化游游離的Met或Met-tRNAm的甲酰化。11簡(jiǎn)述大腸桿菌多肽鏈合成中起始復(fù)合物的過程。(1)70S核糖體在IF3的作用下發(fā)生解離;(2)小亞基與mRNA結(jié)合,形成IF3-30s-mRNA復(fù)合物 IF3 阻止50S大亞基過早結(jié)合 協(xié)助mRNA的SD序列與16SRNA3端相結(jié)合,使核糖體在mRNA正確定位。(3)在IF1、IF2參與下,IF3-30S-mRNA進(jìn)一步與fMet-tRNAf、GTP相結(jié)合,釋放IF3,形成30S起始復(fù)合物:IF2-GTPfMet-tRNA-mRNA。(4)50S

38、大亞基結(jié)合上去,釋放IF1,IF2,GTPGDP+Pi,形成70SmRNA-fMet-tRNAf復(fù)合物。12大腸桿菌肽鏈延長(zhǎng)過程有那些主要步驟?簡(jiǎn)單敘述這些步驟的內(nèi)容(主要敘述二點(diǎn)模型)。70S起始復(fù)合物組裝完畢,蛋白質(zhì)合成進(jìn)入肽鏈延伸階段。延伸循環(huán)包括3步反應(yīng),每步都是在相應(yīng)的蛋白質(zhì)延伸因子催化下完成的,需要GTP供能。1、進(jìn)位:在延伸因子EF-Tu.GTP幫助下,一個(gè)新的氨酰tRNA進(jìn)入A位。這個(gè)氨酰-tRNA的反密碼子必須與處于A位的mRNA上的密碼子相匹配。EF-TU·GTP有很高的專一性。同時(shí)GTP水解成GDP和Pi。(EFTs催化GDPGTP交換。)2、轉(zhuǎn)肽:在肽酰轉(zhuǎn)移酶

39、作用下,將P位的AA(或肽鏈)轉(zhuǎn)移至A位氨酰-tRNA的氨基酸的氨基上形成肽鍵,在A位上產(chǎn)生肽酰-tRNA,把無負(fù)載的tRNA留在P位。A位上形成肽鍵。3、移位:在EF-G移位酶作用下,核糖體沿5-3方向向前移動(dòng)一個(gè)密碼子,結(jié)果使原來在A位點(diǎn)上的肽酰-tRNA又回到了P位,空出A位。原P位上無負(fù)載的tRNA離開核糖體。需GTP水解供能。 以上三步反應(yīng)構(gòu)成一個(gè)延伸循環(huán),肽鏈每摻入一個(gè)AA就重復(fù)一次延伸循環(huán)。13簡(jiǎn)述大腸桿菌肽鏈的終止和釋放過程。多肽鏈的最后一個(gè)肽鍵形成后,攜帶新合成多肽鏈的肽酰-tRNA從A位轉(zhuǎn)移至P位,終止密碼(UAA、UAG或UGA)進(jìn)入A位,在正常的細(xì)胞中沒有和終止信號(hào)互補(bǔ)

40、的tRNA。在E.Coli中,有三種釋放因子RF1、RF2和RF3(RF:Release Factor)能夠識(shí)別終止密碼。釋放因子RF1可以與UAA和UAG結(jié)合,而RF2能與UAA和UGA結(jié)合,RF3與RF1或RF2結(jié)合形成異二聚體。RF3也結(jié)合GTP。當(dāng)異二聚體在A位與mRNA結(jié)合后,改變了肽酰轉(zhuǎn)移酶的活性,使得該酶能夠水解肽酰-tRNA酯。伴隨著GTP的水解和釋放因子從核糖體的解離,最后的多肽產(chǎn)物從核糖體釋放出來。70S核糖體解離為30S和50S亞基,為合成另一個(gè)多肽分子作準(zhǔn)備。終止因子RF進(jìn)入A位,使核糖體的肽?;D(zhuǎn)移酶變?yōu)樗饷?,將肽?;D(zhuǎn)移至水分子上,多肽鏈從核糖體和tRNA上釋放出

41、來,核糖體從mRNA上釋放下來。14何謂多核糖體,多核糖體的生理意義。多核糖體:在信使核糖核酸鏈上附著兩個(gè)或更多的核糖體。每個(gè)核糖體獨(dú)立完成一條多肽鏈的合成,多個(gè)核糖體可以同時(shí)在一個(gè)mRNA分子上進(jìn)行多條多肽鏈的合成,大大提高了翻譯效率15分別簡(jiǎn)述真核細(xì)胞、原核細(xì)胞蛋白質(zhì)合成后的加工修飾過程。1、蛋白質(zhì)的修飾N-端修飾:甲酰甲硫氨酸除去甲?;?;真核生物甲硫氨酸全部被除去。多肽鏈的水解切除:如酶原的激活氨基酸側(cè)鏈的修飾:二硫鍵、羥化、甲基化、羧化糖基化修飾2、蛋白質(zhì)的折疊。形成正確的三維空間結(jié)構(gòu)。需要分子伴侶的參與。第十章 代謝調(diào)節(jié)1誘導(dǎo)作用、誘導(dǎo)物、誘導(dǎo)酶;阻遏作用、阻遏物、阻遏酶;組成酶、組成突變體、超阻遏突變體的概念。誘導(dǎo)酶:由于誘導(dǎo)物的存在,使原來關(guān)閉的基因開放,從而引起某些酶

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