生物化学+部分微生物

1、1.名词解释糖蛋白（glycoprotein）：是分支的寡糖链与多肽链共价相连所构成的复合糖，主链较短，在大多数情况下，糖的含量小于蛋白质。是一类复合糖或一类缀合蛋白质，糖链作为缀合蛋白质的辅基，许多的膜蛋白和分泌蛋白都是糖蛋白。糖肽键（glycoprotein linkage）：糖蛋白中寡糖链的还原端残基与多肽链的氨基酸残基以多种形式共价连接，形成的连键称为糖肽键。糖肽键主要有N-糖肽键和O-糖肽键。凝集素（lectin）：是一类非抗体的蛋白质或糖蛋白，它能与糖专一地非共价结合，并具有凝集细胞和沉淀聚糖和复合糖的作用。在实验室中，经常被用来分离、纯化糖蛋白。凝胶过滤层析（Gel-filtra

2、tion chromatography）：也叫做分子排阻层析（molecular-exclusion chromatography）或凝胶渗透（gel permeation）。是一种利用有一定大小孔隙的凝胶作层析介质(如葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶等)，利用其具有的网状结构的凝胶的分子筛作用，按照分子大小分离蛋白质或其它分子混合物的层析技术。酶的比活力（specific activity ）：代表酶的纯度，并用每毫克蛋白质所含的酶活力单位数表示。且对同一种酶来说，比活力越大，表示酶的纯度越高。酶的反应初速度：测定酶活力时，为了保证所测定的速率是初速率，通常以底物浓度的变化在起始浓度的

3、5%以内的速度为初速度。 isozyme（同工酶）：是指催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。ribozyme（核酶）：用于描述具有催化活性的RNA, 即化学本质是核糖核酸(RNA), 却具有酶的催化功能的酶称为核酶。abzyme（抗体酶）：是一种具有催化功能的蛋白质，其本质是免疫球蛋白，但是在易变区被赋予了酶的属性，所以又被称为催化性抗体。它是抗体的高度特异性与酶的高效催化性的结合产物。中间代谢途径（intermediary metabolism pathways）：新陈代谢途径中的个别环节，个别步骤称为中间代谢，又称细胞内代谢，是机体借助于

4、各种反应从营养素或消化产物中获得能量，以及机体构成所需要的“原材料”。整个中间代谢可以划分为两个过程，即分解代谢和合成代谢。肉毒碱（Carnitine）：又叫维生素Bt，是一种类维生素。它是动物组织中一种必需的辅酶，与脂肪代谢有关。肉毒碱在哺乳动物的脂肪代谢和能量产生中起着重要作用。在正常情况下，高等动物能在体内合成所需要的量，因此，不需在每天的食物都供应这种物质。Ubiquitin（泛肽）：是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白，其主要功能是标记需要分解掉的蛋白质，使其被水解。Glucose index（葡萄糖指数）：即摄取的食物在体内转换成“糖”的比例。（在食用50g碳水化合物的食物，经一定

5、时间后分别测定血糖下的面积）第二信使（second messenger）：细胞表面受体接受细胞外信号后转换而来的细胞内信号称第二信使，它包括环磷腺苷，环磷鸟苷，肌醇磷脂，钙离子，廿碳烯酸类，一氧化氮等。莽草酸途径（shikimic acid pathway）：是指4-磷酸赤藓糖和磷酸烯醇式丙酮酸化合后经几步反应生成莽草酸，再由莽草酸生成芳香氨基酸和其他多种芳香族化合物的途径。LDL（低密度脂蛋白）：是由极低密度脂蛋白（VLDL）转变而来，是血液中胆固醇的主要载体，主要功能是转运胆固醇到外围组织，并调节这些部位的胆固醇从头合成。操纵子（operon）：原核生物一个转录区段可视为一个转录单位，称为

6、操纵子。包括若干结构基因以及其上游的调控序列。启动子（promotor）：RNA聚合酶能识别，结合和开始转录的一段DNA序列。增强子（enhancer）：指远离转录起始点，决定基因的时间，空间特异性，增强启动子转录活性的DNA序列。沉默子（silencer）：某些基因的负性调节元件，当其结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。顺式作用元件（cis-acting element）：可影响自身基因表达活性的DNA序列。反式作用因子（trans-acting factor）：由某一基因表达产生的蛋白质因子，通过与另一基因的特异的顺式作用元件相互作用，调节其表达。从头合成途径（de novo syn

7、thesis）：指利用磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的途径。补救合成途径（salvage synthesis）：利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程。转录因子（transcription factor）：凡是转录起始所必须，但又不是RNA聚合酶的任何蛋白质，都成为转录因子。(hetero-nuclear RNA, hnRNA)（核内不均一RNA）：mRNA在核内加工时形成分子大小不等的中间物，称为核内不均一RNA。认为hnRNA是mRNA的前体，只有一小部分转变成mRNA，其余部分在转录后的加工过程中被降解掉

8、。重叠群（contig）：一群相互重叠的克隆或DNA序列，可以是草图或精确序列，包括连续或者不连续的DNA序列。支架（Scaffold）：一组锚定染色体上的重叠群，内部含隙或者不含间隙。草图序列（draft sequence）：人类基因序列定义为PhredQ20软件认可覆盖测序克隆片段3-4倍的DNA序列。完成序列（finished sequence）：序列差错率低于0.01%的DNA序列。排列方向确定，内部不含间隙，一般测序覆盖率在8-10单倍体基因组。直系同源基因（orthologous gene）： 这是指不同物种之间的同源基因，它们来自物种分隔之前的同一祖先。并系同源基因(paralo

9、gous gene)：同一物体内部的同源基因，它们常常是多基因家族的不同成员，其共同祖先基因可能存在物种形成之后，也可能出现物种形成之前。定位克隆(position-cloning)：就是根据与突变位点连锁的分子标记，然后通过物理图寻找靶基因。序列间隙：测序时遗漏的序列，这些序列仍然保留在尚未挑选到的克隆中。物理间隙：构建基因组文库时被丢失时的DNA序列，它们从已有的克隆群体中永久性的消失。基因敲除(knock-out)：将一段无关的DNA片段用来取代某一特定的基因是最简便的使基因失活的方法。其原理是在一段无关片段的两侧连接与代换基因两侧相同的序列，将这一构建导入目的细胞，由于同源片段之间的重

10、组，可是无关片段取代靶基因整合到染色体中。滑序复制(replication slippage)：如果模板中含有较短的重复序列，特别容易在原位发生插入和缺失突变起因于重复序列的滑序复制，滑序复制使基因组在许多位点出现动态的重复序列数量变化，造成子代群体在同一位点产生许多不同的等位形成。位点专一性重组(site-specific recombination)：在DNA分子之间只有很短的共同序列也能起始重组过程，这类重组称为位点专一性重组。问答题1.试述糖蛋白中糖基的生物学功能。（1）糖链在糖蛋白新生肽链折叠和缔合中的作用。例如用基因定点突变方法获得的去糖基化1-抗胰蛋白酶不能折叠成正确的构象，其圆

11、二色性谱发生改变。（2）糖链影响糖蛋白的分泌和稳定性。例如去N-糖链的免疫球蛋白不能被分泌到胞外而留在内质网中。（3）参与分子识别和细胞识别；2、以朊病毒和蛋白质变性复性为例阐述蛋白质构象和生物活性的关系。蛋白质多种多样的功能与各种蛋白质特定的空间构象密切相关，蛋白质的空间构象是其功能活性的基础，构象发生变化，其功能活性也随之改变。蛋白质变性时，由于其空间构象被破坏，故引起功能活性丧失，变性蛋白质在复性后，构象复原，活性即能恢复。eg. 1982年普鲁宰纳提出了朊病毒致病的“蛋白质构象致病假说”，以后魏斯曼等人对其逐步完善。其要点如下：朊病毒蛋白有两种构象：细胞型（正常型PrPc）和瘙痒型（致

12、病型PrPsc）。两者的主要区别在于其空间构象上的差异。PrPc仅存在a螺旋，而PrPsc有多个折叠存在，后者溶解度低，且抗蛋白酶解；Prpsc可胁迫PrPc转化为Prpsc，实现自我复制，并产生病理效应；基因突变可导致细胞型PrPc中的螺旋结构不稳定，至一定量时产生自发性转化，片层增加，最终变为Prpsc型，并通过多米诺效应倍增致病。3、自选一种（蛋白酶或淀粉酶）为例通过实验设计说明蛋白质分离纯化的步骤及各步骤需测定的指标参数、采用的主要技术及其原理。4、什么是聚丙烯酰胺凝胶电泳技术？阐述蛋白质组学双向电泳分析技术的原理和应用。聚丙烯酰胺凝胶电泳根据带电颗粒在电场中泳动的电荷效应，分子筛效应

13、（聚丙烯酰胺凝胶为网状结构，具有分子筛效应）和浓缩效应来达到分离蛋白质和寡居核苷酸的目的。原理：首先根据蛋白质等电点不同在 pH 梯度胶中等电聚焦(isoelectric focusing ,IEF) 将其分离 ,然后按照它们的分子量大小在垂直方向或水平方向进行十二烷基磺酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDSPAGE) 第二次分离。根据第一向等电聚焦条件的不同 ,可将 2DE分为三种系统:第一种系统首先将载体两性电解质添加在丙烯酰胺凝胶中，凝胶聚合后在电场作用下形成连续的pH值梯度，两性电解质以游离的形式分布于聚丙烯酰胺凝胶的网孔中。该系统称为 ISODALT。其主要缺点是 pH 梯度不稳定 ,重复性

14、差 ,上样量低 ,不利于不同实验室间进行图谱比较;如果第一向电泳使用丙烯酰胺和 Immobilines 共聚 ,形成具有 pH 梯度的凝胶 ,这种系统称为 IPGDALT系统 ,该系统 pH 梯度稳定 ,不依赖于外加电场 ,基本上克服了 ISODALT的主要缺点 ,无论是重复性和上样量均优于 ISODALT;第三种是非平衡 pH梯度电泳 (nonequilibrium pH gradient electrophoresis ,NEPhGE) ,主要用于分离碱性蛋白质 ,电泳展开时间相对比较短。（他们将高分辨率的等电聚焦(IEF) 电泳和十二烷基磺酸钠 聚丙烯酰胺凝胶电泳( SDSPAGE）联合

15、组成双向电泳。其基本原理是:第一向基于蛋白质等电点的不同在pH梯度胶内等电聚焦; 第二向则沿着与一向垂直的方向根据分子量大小的不同进行分离, 把复杂的蛋白质混合物在二维平面上分开。）应用：双向电泳技术在蛋白质组学中发挥着重要的作用, 可用于研究样品总蛋白、不同样品蛋白质表达差异、蛋白质间相互作用、蛋白质修饰等。2- DE凝胶图谱斑点是以计算机为基础的图像分析软件, 包括斑点检测、背景消减、斑点配比和数据库构建等在内的图像分析, 将凝胶上的斑点数字化, 根据标准蛋白即可以获得关于被检测蛋白其等电点和分子量的信息, 从而用于建立数据库。 2- DE技术还广泛应用于医学领域的研究工作, 如通过斑点对

16、比, 寻找差异蛋白, 从而发现疾病相关蛋白, 寻找用于诊断的疾病相关标记分子, 寻找疾病相关的蛋白质药靶, 以用于药物设计, 研究疾病的致病机理等。蛋白质的翻译后修饰和加工亦可通过双向凝胶电泳蛋白质点的矢量图确定。应用双向电泳技术分离肿瘤与正常组织细胞之间的差异表达蛋白，可为寻找肿瘤的特异标志物、揭示肿瘤的发病机制以及开发新的肿瘤治疗方式及治疗药物等提供新途径。（1）作为监测基因表达的工具：2-DE正是获得蛋白质整体表达情况的工具,同时还可用于展示基因的差异表达情况。（2）鉴定细胞器组成：线粒体或细胞核( nucleus) 等浓缩的细胞器浸液可通过超速离心等一系列步骤获得, 用2-DE分析。（

17、3）新陈代谢和毒理学的研究：2- DE监测蛋白质表达的整体变化, 通过对重组蛋白质生成的连续监测, 进行生物工程中细胞株生长的质量控制。（4）分析简单有机生物体的整体蛋白质组：应用2- DE研究简单生物体的系统已经较完善, 有可能推广使用。（5）免疫印迹法5、说明研究生物代谢的实验方法及其优缺点。使用酶的抑制剂:可使代谢途径受到阻断，结果造成某一种代谢中间物的积累，从而为测定该中间代谢物提供可能。优点：可用于研究中间代谢产物缺点：机体代谢途径极其复杂，单一抑制一种酶很难达到预期目标，中间代谢产物一旦聚集，可能会抑制途径的上游的某些酶，从而使此中间代谢产物得不到积累，例如反馈调节。利用遗传欠缺症

18、、微生物的突变型研究代谢途径：患有遗传缺欠症的病人体内往往表现为缺乏某一种酶，造成该酶的前体物积累，这些代谢中间物因不能进一步利用而出现在血液中或随尿液排出体外。测定这些中间物有助于阐明有关的代谢途径。优点：容易引起突变、经济、简便缺点：突变的不确定性，难以把握突变方向气体测量法: 用以研究包含有气体变化的生物化学反应。这种方法主要是利用代谢过程中气体（例如氧气）的消耗或产生二氧化碳的变化量来探知新陈代谢情况。优点：简便缺点：需要有特别精密的、能测出微量气体变化的仪器同位素示踪法: 最常使用的方法是放射性同位素示踪法。常用的放射性同位有氚、碳、磷、硫、碘等。优点：不改变被标记化合物的化学性质缺

19、点：有放射性，对人体有害、价格昂贵、有半衰期，不易久存放。核磁共振波谱法：以适当频率的电磁波照射于外加磁场中的自旋核，低能态的自旋核就会吸收电磁波的能量迁到高能态，即核磁共振现象。核磁共振谱可反映分子中各个原子所处的状态。优点：不破坏样品，可以完美实现“in vivo”实验，能反映机体内化学反应的真实情况缺点：实验设备费用及日常维护用高，机体成分复杂，谱图干扰因素多。6、糖代谢包括哪些主要途径？请举例说明糖代谢途径的研究应用。（1）糖酵解途径：是葡萄糖在无氧条件下在组织细胞中降解成丙酮酸,并释放出能量生成ATP的过程。例：生长在厌氧或相对厌氧条件下的许多细菌进行以乳酸为最终产物，厌氧发酵即乳酸

20、发酵，其在经济上是非常重要的。人们利用细菌对牛乳中乳糖的发酵生产奶酪、酸奶和其他食品（2）三羧酸循环（TCA）：是指在线粒体中，乙酰CoA首先与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，然后经过一系列的代谢反应，乙酰基被氧化分解，草酰乙酸再生,并释放出大量能量的循环反应过程。例：在代谢研究的应用上，广泛应用于杀虫剂和灭鼠药的生产。（3）戊糖磷酸途径：从G-6-P脱氢反应开始，经一系列代谢反应生成磷酸戊糖等中间代谢物，然后再重新进入糖氧化分解代谢途径的一条旁路代谢途径。例：一些具有氧化作用的外源性物质如抗疟疾药物、磺胺类药物等对少数遗传缺陷葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的患者造成严重的溶血性贫血。（4）糖异生作用：是指由

21、非糖物质转变为葡萄糖或糖原的过程。例：长期禁食后肾脏的糖异生可以明显增加，发生这一变化的原因可能是饥饿造成的代谢性酸中毒，因此研究糖异生作用对排氢保钠作用的进行，防止酸中毒有重要作用。（5）糖原合成与糖原分解：糖原的分解和合成都是根据肌体的需要由一系列的调控机制进行调控，其限速酶分别为磷酸化酶和糖原合成酶。例：糖原累积症是一类遗传性疾病，主要是由于缺失糖原代谢过程中的某种酶。因此研究糖原代谢能有效治疗糖原累积症。（6）其他代谢途径：如乙醛酸途径在植物种子中有特别重要的意义，使萌发的种子将贮存的三酰甘油通过乙酰-CoA转变为葡萄糖。7、 简述G蛋白偶联受体介导的肾上腺素调节糖代谢的作用机制。肾上

22、腺素和肝细胞表面的肾上腺素受体结合形成复合物，复合物使得无活性的GDP从G蛋白上释放，GTP进入G蛋白。负载着GTP的亚基（G-GTP）从、亚基上解离下来，G-GTP激活腺苷酸环化酶，形成cAMP。磷酸化酶激酶经过磷酸化作用，转变成有活性的磷酸化酶激酶，磷酸化了的磷酸化酶激酶去催化无活性的磷酸化酶b转变成为与有活性的磷酸化酶a，磷酸化酶a催化糖原转化成1-磷酸葡萄糖，然后1-磷酸葡萄糖转变成葡萄糖。结合亚基的GTP在适当条件下水解，最终关闭这个循环。8、 各举1例说明脂类分解代谢和合成代谢的研究应用。（不确定）在冬眠的动物中，脂肪酸氧化提供代谢所需的能量、热量和水；脂肪降解时所释放的甘油通过糖

23、异生作用转化为血液中的葡萄糖。在反刍动物日粮中添加脂类，能改变动物的组织代谢。日粮中增加脂肪可降低脂肪组织中脂肪酸合成速度。主要是通过脂肪酸或其辅酶酯抑制乙酰辅酶A羧化酶活性。其中，硬脂酸是最主要的抑制物，棕榈酸、油酸、亚油酸和亚麻酸也有作用。分解代谢举例：胆固醇代谢为维生素D3（无活性）及活性维生素D3的过程胆固醇在7-脱氢酶作用下，先形成7-脱氢胆固醇，在紫外线照射皮肤后，一步转化成维生素D3。后者是无活性的，但在肝中可发生羟基化成为25-羟基维生素D3。这个活性维生素D3若进入肾，可以再转变为1,24-二羟基维生素D3。胆固醇可以转化为维生素D，而维生素D有利于钙的吸收、储存和利用。所以

24、多晒晒太阳，有利于维生素D的形成，有利于身体健康。9、 叙述蛋白质的泛素化降解途径及其生物学作用。蛋白质的泛素化降解途径主要是泛素-蛋白酶体途径（UUP），是一种需要能量高效率的降解途径，泛素经过E1、E2、E3酶一系列的催化才可以结合底物蛋白，UPP可识别、标记进而降解那些已近泛素化的蛋白质。途径：第一步：泛素的羧基在ATP水解的推动下，以疏基与泛肽活化酶相接；第二步：活化了的泛肽立即与泛肽携带蛋白的疏基相连接；第三步：在泛肽蛋白连接酶的催化下，泛肽与宣布无用的蛋白的-氨基相接。作用：1、参与细胞周期、增殖、凋亡、分化、转移、基因表达、转录调节、信号传递、损伤修复、炎症免疫等几乎一切生命活动

25、的调控。2、在肿瘤、心血管等疾病发病中起着十分重要作用。3、在抗原提呈方面也起重要作用。10、 举例说明芳香族氨基酸代谢的研究应用。氨基酸代谢主要包括（1）脱氨基作用（2）脱羧基作用（3）生成其他的含氮化合物。氨基酸的脱氨基作用：1.氧化脱氨基作用：氨基酸在酶促下进行的伴有氧化的脱氨反应2. 转氨基作用：转氨酶催化某一氨基酸的-氨基转移到另一种-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成-酮酸。应用举例：正常情况下转氨酶在血清中含量都很低，当肝细胞或心肌受损时血清中含量增高，故可用于临床上肝脏或心肌疾病的辅助诊断。氨基酸的脱羧基作用：部分氨基酸在特异的氨基酸脱羧酶催化下进行脱羧反应，生成相应的胺。应用举例：临床上利用测定肿瘤病人血、尿中多胺含量作为观察病情的指标之一。11. 核酸溶液的质量和浓度怎么读？ 嘌呤碱和嘧啶碱具有共轭双键，使碱