简明蛋白质复习题.doc

名词解释1 蛋白质组学：以蛋白质组为研究对象，从整体水平上分析一个有机体、细胞或组织的蛋白质组成及其活动规律的科学。蛋白质组学是研究与基因对应的蛋白质组的学科，蛋白质组一词，源于蛋白质与 基因组两个词的杂合，意指“一种基因组所表达的全套蛋白质”,即包括一种细胞乃至一种生物所表达的全部蛋白质。2 噬菌体展示：将各种多肽或蛋白质以融合蛋白的形式表达并展示在噬菌体表面，同时将其遗传密码包含于噬菌体内部，这使得蛋白质的功能与其基因密码有机的连结在一起。 3 表面等离子共振：目标蛋白通过氨基共价偶联在金膜表面制成生物传感器，当一束偏振光照射到传感芯片的金膜时会引起金属中的电子共振，而导致反射光会在一定角度内大大减弱，其中反射光完全消失的角度称为共振角。将待测蛋白质（肽）溶液流过该固相载体，在金膜表面固定有相互作用的蛋白质后会改变冲击光的共振角，这是由于金膜表面蛋白质含量的增加，导致折射率改变的结果，而且变化值与蛋白浓度正相关。4 蛋白质芯片：又称蛋白质阵列，是指以蛋白质分子作为配基,将其有序地固定在固相载体的表面形成微阵列；用标记了荧光的蛋白质或其他它分子与之作用，洗去未结合的成分，经荧光扫描等检测方式测定芯片上各点的荧光强度，来分析蛋白之间或蛋白与其它分子之间的相互作用关系。5 亲和色谱：根据蛋白质或者多肽与专一性配基的亲和力来进行分离。6 蛋白质组：基因组表达的全部蛋白7 酵母双杂交：将待研究的两种蛋白质的基因分别克隆到酵母表达质粒的转录激活因子(如GAL4等)的DNA结合结构域基因和GAL4激活结构域基因，构建成融合表达载体，从表达产物分析两种蛋白质相互作用的系统。 8 X射线晶体衍射：当X射线经过蛋白质晶体时会以一种可预测的方式被散射或衍射。X射线在遇到电子时发生衍射，因此衍射的特征依赖于出现在每个原子中电子的数量和原子的空间排列。衍射形成的斑点图案可以用于构建分子的电子云三维图。蛋白质的结构模型建立在电子云三维图上。9 核磁共振：核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一特定频率的射频（RF）辐射，这一物理过程就是核磁共振。 10 双分子荧光互补：由 Hu 等在 2002 年最先报道的一种直观、快速地判断目标蛋白在活细胞中的定位和相互作用的新技术。该技术巧妙地将荧光蛋白分子的两个互补片段分别与目标蛋白融合表达，如果荧光蛋白活性恢复则表明两目标蛋白发生了相互作用。填空1. 蛋白质组学研究的范畴为 结构 功能 比较_和 表达 2. Uniprot数据库 Swiss-Prot、 TrEMBL 和 PIR-PSD 是三大数据库的整合体。3. 第一个关于蛋白质组学的服务器是 Swiss-Prot 建于Geneva大学，由瑞士生物信息学研究所(SIB)与欧洲生物信息学研究所(EBI)共同协作维护。4. 目前蛋白质组学研究中关于蛋白质分离的两大支撑技术是 非选择性分离_和 选择性分离 。5. 双向电泳分离蛋白质的基本原理是第一向根据蛋白质_等电点进行分离，第二向根据蛋白质 相对分子质量 分离。蛋白质常见的修饰方式有 磷酸化 和 糖基化 泛素化三类。6. 蛋白质芯片通常可分为分析蛋白质芯和 功能蛋白质芯片 两大类 。7. 解析蛋白质结构的实验方法主要是 NMR 和 X射线晶体衍射法 简答题1. 试述蛋白质组学当中蛋白质定量的方法。双向电泳；DIGE：不同的蛋白样品都在赖氨酸侧链上标记上丙基-Cy3和甲基-Cy5。蛋白样品在电泳分离前就混合，电泳完毕后用照相机或荧光扫描获得2组图像，然后叠加; ICAT; 体内同位素标记：在培养细胞或组织的过程中使用含有重氮、重氢或重碳的培养基，然后收集蛋白做比较；质量编码丰度标签：使用特定的化学加和物；2. 双向电泳的基本原理是什么?第一向根据蛋白质的等电点进行分离；第二向根据蛋白质的相对分子质量分离。等电聚焦电泳和SDS-PAGE的组合，即先进行等电聚焦电泳，然后再进行SDS-PAGE（按照分子大小），经染色得到的电泳图是个二维分布的蛋白质图。 3. 质谱技术在蛋白质组研究当中有哪些应用？ 生物质谱技术1电喷雾质谱技术（ESIMS）电喷雾质谱技术 ；基质辅助激光解吸附质谱技术（MOLDI）还广泛的应用于肽指纹图谱测定及氨基酸序列测定。 质谱分析所得肽断与多肽蛋白数据库中蛋白质的理论肽断进行比较，判断出所测蛋白是已知还是未知 （1）分析完整肽离子 计算完整肽段的质量，还广泛的应用于肽指纹图谱测定及氨基酸序列测定。根据各肽段的质量与相关数据库鉴定蛋白质。（2）分析碎片离子根据碎片离子推断氨基酸序列组成，在结合相关数据库查询。质谱法是一强有力的分析技术。它可用于未知化合物的鉴定、定量分析、分子结构及化学特性的确定等方面；蛋白质定量分析；蛋白质化学修饰；蛋白质组学的数据分析；功能分析4. 酵母双杂交系统的原理是什么？细胞起始基因转录需要有反式转录激活因子的参与。80年代的工作表明， 转录激活因子在结构上是组件式的， 即这些因子往往由两个或两个以上相互独立的结构域构成，其中有DNA结合结构域（简称为DB）和转录激活结构域（简称为AD），它们是转录激活因子发挥功能所必需的。单独的DB虽然能和启动子结合，但是不能激活转录。而不同转录激活因子的DB和AD形成的杂合蛋白仍然具有正常的激活转录的功能。如酵母细胞的Gal4蛋白的DB与大肠杆菌的一个酸性激活结构域B42融合得到的杂合蛋白仍然可结合到Gal4结合位点并激活转录。在酵母双杂交系统中，“诱饵”蛋白X克隆至DNA-BD载体中，表达DNA-BD/X融合蛋白；待测试蛋白Y克隆至AD载体中，表达AD/Y融合蛋白。一旦X与Y蛋白间有相互作用，则DNA-BD和AD也随之被牵拉靠近，恢复行使功能，激活报告重组体中LacZ和HIS3基因的表达。5. 为什么要进行蛋白质组研究？A. 蛋白质是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，对蛋白质结构和功能研究将直接阐明生命在生理或病理条件下的变化机制。 B. 几乎所有的生理和病理过程，以及药物和环境因子的作用都依赖于蛋白质，并引起蛋白质的变化。反之，对蛋白质组变化的分析也能提供对上述过程或结果的重要信息。C. 蛋白质组学的研究手段也可以应用于农业研究、环境保护等多方面。D. 蛋白质组研究不仅可实现与基因组的对接与确认，直接揭示生命活动规律和本质、人类重大疾患（病原体）致病的物质基础以及发生与发展的病理机制；E. 而且可广泛推动生命科学基础学科以及分析、信息、材料等应用科学的发展；F. 对提高我国生物医学原始创新能力、重大疾病防诊治能力和国民健康水平以及新药研发能力、对促进生物医药产业乃至国民经济的发展具有重大的战略意义 6. 蛋白质组学为什么要研究蛋白质的结构？A结构功能的一致性：序列和结构都可以预测功能，但序列信息的获得比结构数据的获得容易得多。蛋白质的结构在进化时间上比序列更保守，在序列分析没有结果的情况下结构分析为蛋白质功能注释提高了有价值的手段。序列明显不相似的序列有相似的结构，说明蛋白质的折叠模式数量远远少于全部序列的数量。结构蛋白质组学的目标就是发现每一个蛋白质折叠模式家族中的代表成员，并解析其结构，为结构比较提供模板。B结构功能的非一致性结构与功能之间并不是一个简单的一对一关系，蛋白质具有相似的结构经过进化后可以执行不同的生理功能。功能等同的结构也可能是独立进化而来的，不具有明显的序列和结构的相似性。7. 蛋白质组样品制备基本原则是什么？(1)：尽可能溶解全部蛋白质，打断蛋白质之间的共价结合，使蛋白质以分离的多肽形式存在。(2)：避免蛋白质的修饰作用与蛋白质的降解作用。(3)：避免脂类、核酸、盐等物质的干扰作用。(4): 去除高丰度蛋白对低分度蛋白的掩盖作用。(5): 防止样品在聚焦时发生蛋白质的聚集和沉淀。(6)：蛋白质样品与第一向电泳的相容性。8. 蛋白质组学在医学和药品研发领域有哪些应用价值？前面已提到过的运用蛋白质组分析发现的，在病理状态下表达异常或者特异性表达的蛋白质，以及细胞信号传递通路中的关键性蛋白，都可能作为药物设计与发现的靶分子。此外，病原微生物蛋白质组研究，也有助于了解其致病的机理和发现对药物敏感的蛋白质，为新的抗生素筛选提供更合理的靶点。通过对已知药物治疗前后病理组织的蛋白质组进行比较分析，不仅可以评价和确定前述“可能的靶分子”在药物设计中的价值，加快药物靶点的认定，减少后续工作的盲目性，还有助于阐明药物的分子药理，构建更为合理的筛选模型。此外，还可以将蛋白质组分析与组合化学的方法相结合，对结构类似物的构效关系作出比较，加速先导化合物的筛选与优化。通过发生损伤的组织器官与正常组织器官之间的蛋白质组比较，有助于阐明药物毒副作用的发生机制。9. 简述荧光共振能量转移研究蛋白质互作的原理与局限性。一对合适的荧光物质可以构成一个能量供体和能量受体对,激发供体分子的光子能量可被传递至受体分子,而后受体分子发射出光子。其直观的表现就是供体和受体之间达到合适的距离内,以供体的激发光激发,供体产生的荧光强度比它单独存在时要低得多,而受体发射的荧光却大大增强,同时伴随它们的荧光寿命的相应缩短和拉长。局限性：主要是技术原理上的缺陷，需要荧光互补团靠近到一定距离才会产生结果，如果由于复合体的构型问题，造成两个蛋白虽然结合，但是生色团之间的距离没有达到底线距离，就会产生假阴性。另外，它们都是基于转基因超表达技术的，而且都是融合蛋白，是非生理条件下的，可能对实验实验结果造成影响。 10. 蛋白质组研究的必要性。1 蛋白质的功能依赖于其结构和与其他蛋白质之间的相互作用;2 突变和RNA干扰是粗糙的大规模功能分析工具；3 转录物的丰度并不反应蛋白质的丰度；4 蛋白质的多样性产生于转录后；5 蛋白质的活性依赖于翻译后修饰，无法从转录水平预测；6 蛋白质的功能依赖于其所在的位置；7 一些生物样品不含核酸；8 蛋白质是体内与治疗最相关的分子。论述1. 如何使用质谱数据进行蛋白质鉴定？一、肽谱（肽质量指纹图谱，PMF） 利用完整肽质量数据来鉴定蛋白质。原理：每一个蛋白能够用组成它的肽段的质量信息的特异性来进行鉴定（肽质量指纹）。肽谱鉴定蛋白质的策略。肽谱是目前凝胶分离蛋白质鉴定的最常用手段。肽段由已知切点专一的蛋白酶产生。产生的肽段质量由MALDI或ESI-MS精确测定。计算蛋白质序列库中的每一个蛋白质序列被实验所用的已知切点专一的蛋白酶水解后的理论肽段的质量，并建立数据库。将被测样品的肽质量与数据库中的肽质量理论值相匹配，计算匹配排序值。2.研究蛋白质相互作用的方法有哪些？他们的原理分别是什么？（列出3种）1蛋白质亲和色谱 将已知蛋白固定在不溶性基质上，利用分子间亲和力的特异性和可逆性，对另与其相互作用的蛋白质进行分离。将用已知蛋白制备的亲和吸附剂装柱平衡，当样品溶液通过亲和层析柱的时候，相互作用的蛋白质就与已知蛋白发生特异性的结合，从而留在柱子上；而其它不能与已知蛋白相互作用的蛋白，仍在流动相中，并随洗脱液流出。这样层析柱中就只有与已知蛋白相互作用的蛋白质，通过适当的洗脱液将其从柱子上洗脱下来，就能得到。2免疫共沉淀是以抗体和抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法。当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质蛋白质间的相互作用被保留了下来。如果用蛋白质x的抗体免疫沉淀x，那么与x在体内结合的蛋白质y也能沉淀下来。这种方法常用于测定两种目标蛋白质是否在体内结合；也可用于确定一种特定蛋白质的新的作用搭档。3表面等离子共振技术 目标蛋白通过氨基共价偶联在金膜表面制成生物传感器，当一束偏振光照射到传感芯片的金膜时会引起金属中的电子共振，而导致反射光会在一定角度内大大减弱，其中反射光完全消失的角度称为共振角。将待测蛋白质（肽）溶液流过该固相载体，在金膜表面固定有相互作用的蛋白质后会改变冲击光的共振角，这是由于金膜表面蛋白质含量的增加，导致折射率改变的结果，而且变化值与蛋白浓度正相关4.荧光共振能量转移(FRET) 一对合适的荧光物质可以构成一个能量供体 (donor) 和能量受体 (acceptor) 对 , 激发供体分子的光子能量可被传递至受