植物生化专题酶学复习题目参考

1、植物生化专题酶学复习题参照答案一、名词解说：构造域：但它又不等同于蛋白质的功能域，有时一个功能域由几个构造域构成。模体：一个构造域可包含数个模体，如催化构造域可包含能和几种不一样底物相联合的模体，调理构造域也可含有和不一样调理物联合的模体。激酶：信号肽：10-30，疏水，碱性，内质网前序列：约2030个残基，酸性，带羟基线粒体。审定位序列：在DNA联合构造域可能有一个特异序列的氨基酸片断，它起着介导素受体复合物与染色质中特定的部位相联合，发挥审定位信号的作用。次生性同工酶：近来几年来将同一基因生成的不一样mRNA所翻译出来的酶蛋白也列入同工酶的范围，但酶蛋白合成后经不一样种类的共价修饰（如糖化

2、加工、侧链基团改变）而造成的多种酶分子形式，也有人称其为次生性同工酶(secodaryisozyme)。原级同工酶：基因性同工酶(geneticisozyme)又称原级同工酶(primaryisozyme)，是指在基因水平上产生同工酶。多基因位点同工酶：指一组同工酶的肽链由染色体上不一样位点的基因所编码，不一样基因可位于不一样染色体或同一染色体的不一样位点，相互相互独立，受不一样要素调控，能够不一样时表达。复等位基因酶：从集体看法看，同一基因位点可出现多个不一样的等位基因，称为复等位基因，后者编码的同工酶就成为复等位基因酶，等位基因酶：好像工酶的基因位点发生遗传变异，致使编码酶蛋白上氨基酸的置

3、换或缺失，这种遗传变异而还可以催化相同反响（也可能致使活力丧失）的同工酶，称为等位基因酶。必要残基：酶活性中心的一些化学基团为酶发挥催化作用所必要，故称为必要基团。构造残基：这些基团与保持整个酶分子的空间构象有关，可使活性中心中各有关基团保持于最适的空间地点，间接地对酶的催化活性发挥其必不行少的作用，有人称之为构造基团（或残基）。差异标记：第二信使：细胞表面受体接受细胞外信号后变换而来的细胞内信号称为第二信使,而将细胞外的信号称为第一信使(firstmessengers)。模拟酶：模拟酶一般是在基本骨架相连结酶活性中心的化学基团而形成的，这些基团能够联合底物，并能催化底物。抗体酶：抗体酶(ab

4、zyme)又称为催化性抗体(catalyticantibody)，是一类拥有生物催化功能的抗体分子。抗体(antidody)是由抗原(antigent)引诱产生的与抗原拥有特异性联合功能的免疫球蛋白。修饰酶：将酶分子中的AA残基的侧链基团与化学修饰试剂共价连结，使酶分子的构造和性质发生改变。蛋白激酶C（PKC）是一种和细胞外信号跨膜转导以及细胞分化和增殖亲密有关的重要酶类，已发现起码有12种同工酶（表7）。小G蛋白小分子G蛋白为单链构造，Mr一般为2000030000，与异三聚体G蛋白相同拥有GTP、GDP联合能力，以及GTP联合活化，GDP联合失活的特色。连接蛋白连接蛋白(adaptin,A

5、P)参加披网格蛋白小泡组装的一种蛋白质,分子量为100kDa,在披网格蛋白小泡组装中与受体的细胞质构造域相互作用,起连接作用。脂类信号脂类小分子，拥有第二信使的作用。参与产生脂类信号分子的酶类主要有各样磷脂酶和磷脂酰肌醇-3-激酶。酶的活性中心：酶蛋白的催化构造域中和底物结归并发挥催化作用的部位，是酶显示活性直接有关的地区。二、代号：PKA蛋白激酶A（PKA）Pyk丙酮酸激酶（PyK）LDH乳酸脱氢酶（LDH）DG甘油二酯ST唾液酸转移酶（ST）DPP二肽酰肽酶TPK酪氨酸蛋白激酶(TPK)PMA佛波酯SRP信号颗粒（SRP）信号肽辨别体GST谷胱甘肽S-转移酶(GST)G蛋白G蛋白，即鸟苷三

6、磷酸联合蛋白ERK细胞外信号调理激酶cAMP环腺苷酸MEK甲乙酮Grb2联合蛋白2GAPGTP酶激活蛋白GNRP鸟苷酸开释蛋白AC活化因子GC气相色谱法)PI-PLC磷脂酰肌醇专一性磷脂酶C(PI-PLC)SH2Src同源地区-2SH3Src同源地区-3PI-3K磷脂酰肌醇-3激酶EF-手作为PH构造和酶的其余部分的柔性连结区，也与联合Ca2+有关。PTP2（酪氨酸蛋白磷酸酯酶）RTPGEF鸟苷酸互换因子CaM钙调素，钙调蛋白Gq含a亚基的G蛋白PLA2磷脂酶A2(PLA2)IP3三磷酸肌醇（IP3）PIP3：磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸；PA(磷脂酸)LPA（溶血磷脂酸）CaLB(Ca2+

7、依靠性磷脂联合域)LPC（溶血磷脂酰胆碱）磷脂酰肌醇（PI）蛋白激酶G（PKG）Grp(生长因子受体联合蛋白)磷脂酶C-（PLC-），磷脂酰肌醇-3激酶(PI-3K)F-2,6-BP(2,6-二磷酸果糖)生物素羧化酶(BC)、羧基转移酶（CT）接触因子（CF）钙联合模体（CaBS）互补DNA（cDNA）佛波酯（PMA）糖基化磷脂肌醇（GPI）二、简答题：6种膜蛋白的构造特色。好多蛋白质定位于细胞的膜质构造上。发现有6型膜蛋白（图1），以不一样的方式镶嵌或挂靠在膜构造的脂质中，此中许多属于酶蛋白或拥有酶活力，它们大部分包含4个构造域（或区），即膜外构造域、跨膜构造域、茎区和催化构造域。I型膜蛋白

8、如存在于细胞表面的好多激素或生长因子的受体、抗原辨别分子和粘附分子等，其N端在膜外，接着是一段疏水的跨膜构造域，由2030所氨基酸构成的螺旋10余个氨基酸构成的折叠，肽链进入胞内后，有一段茎区连结着分子较大的端催化构造域。型膜蛋白一种状况是细胞质膜上的酶，它和I型的差异主假如C端在膜外，而N端在膜内胞质中。另一状况是和细胞内膜质构造相联合的酶，其N端虽也在胞质中，但C端则伸入膜构造的管腔中。3.型膜蛋白是一类多次跨膜蛋白（无论N端或C端在膜外），包含视紫红质等和G蛋白偶联的细胞膜受体和细胞色素P450及大肠杆菌中的某种肽酶等。4.型膜蛋白主假如一些跨膜的离子通道或小分子亲水物质的通道，由数个跨

9、膜的亚基构成。亚基间并没有肽链或其余共价连结。5.型膜蛋白膜蛋白并不是嵌入膜中，而是经过糖基化的磷脂肌醇（GPI）将蛋白质锚定于脂质构成的膜中。型膜蛋白1996年发现了一种新式的既有多次跨膜，其以端连结GPI糖基磷酯酰肌醇的膜蛋白，当前仅发现膜桥蛋白(ponticulin)一种。V型膜蛋白与GPI的连结方式。型膜蛋白膜蛋白并不是嵌入膜中，而是经过糖基化磷脂肌醇（GPI）将蛋白质锚定于脂质构成的膜中，如细胞表面的一些水解酶，包含乙酰胆碱酯酶，碱性磷酸酶和猪肾二肽酶等。这些酶的C尾端（常是小侧链残基，如Gly、Ser、Asp、Asn、Cys）羧基和磷糖的另一端则连于磷酯肌醇（PI）的肌醇-6位羟基

10、上。PI其实是膜质的一部分，其长链脂酰或脂烃则坚固嵌入膜中。PKG、PKC、肌球蛋白轻链激酶的构造和性质的异同点。如在各样蛋白激酶中，除cAMP依靠的蛋白激酶A（PKA）有分开的催化亚基调理亚基外，这两个不一样功能的地区一般都存在于一条肽链中，形成催化构造域和调理构造域，此中cGMP依靠的蛋白激酶GPKG），钙甘油二酯，佛波酯-磷脂依靠的蛋白激酶C（PKC）其调理构造域都位于N侧，催化构造域位于C侧，而肌球蛋白轻链激酶则其调理域在C侧。它们的催化域（连同PKA的催化亚基）都有极大的同源性，有从N端到C端摆列的ATP联合区段、AspPheGly(DFG)催化位点和蛋白质底物联合区段。而它们的调理

11、域则有大差异，分别与不一样的激活剂联合。弗林PrE的四肽模体和酸性模体的氨基酸序列及功能。弗林蛋白酶（Furin）是一种蛋白质前体加工酶，它借跨膜构造定位于外侧高尔基体网络（TGN），也可存在于细胞膜及胞外基质中。但它在胞外的逗留十分短暂，可经过胞饮作用而从头返回TGN。弗林蛋白酶的胞质构造域中有两个分开的四肽模体和酸性模体，前者是位于762765位的YKGL，后者为774783的CPSDSEEDEG。四肽模体在人、鼠、牛根源的弗林蛋白酶中完好守旧，且广泛存在于各样能经过胞饮门路循环于细胞膜与高尔基体之间的膜蛋白中，它们都处于相距跨膜构造域2030氨基酸残基的胞质区。酸性模体也可能在酶定位于膜

12、构造中起作用。因为一些膜蛋白，如运铁蛋白受体、表皮生长因子受体、低密度脂蛋白受体以致溶酶体的酸性磷酸酶中也存在这种酸性模体，说明拥有不一样功能的酶只需有某一相同或相像的性能，便可能存在这种同源性的酸性模体。另一风趣的例子是磷脂酶A2、磷脂酶C、蛋白激酶C和GTP酶活化蛋白（GAP）等都可和膜联合与受钙激活，都含有高度同源的Ca2+依靠性膜连结模体。构造中的模体对酶活性的调理？蛋白激酶C（PKC）的N端1/2肽段为调理构造域，惯例型PKC（包含、四种亚型或同工酶）含有3个与酶活力调理有关的模体假底物模体PS，此中心肽段为ArgLys(或Arg、Gln)GlyAlaLen(或Ile、Val、Arg

13、)Arg六肽，和被PKC磷酸化的底物的肽段ArgXXSerXArg基真相同，不过第4位的Ser（磷酸化位点）换以Ala，故不可以被自己催化而成为假底物。但这个假底物序列可和酶催化中心的底物联合位点相联合而阻断真底物和酶的联合。两个富含Cys的模体（CRR-1和CRR-2），CRR-1能和激活剂甘油二酯（DG）或佛波酯（PMA）联合，CRR-2模体中的Asn在联合中起重要作用，可增添DG或PMA的结协力。DG或PMA和CRR模体联合后，可惹起酶的变构，改变肽链的折叠状态，排除假底物序列对催化中心的阻断作用而致使酶的激活。钙联合模体CaBS,DG对酶的激活需要Ca2+的存在，因Ca2+和钙联合区联

14、合后可增强酶的激活。新式PKC(、亚型)因为缺少CaBS模体而不受Ca2+激活，但仍受DG及磷脂激活。PKC的C端1/2为催化地区，除有ATP联合模体（图2中的ABS）外，另有蛋白质联合模体（PBS）和催化位点AspPheGly(DFG)。蛋白质工程与化学修饰法比较有什么长处？蛋白质工程是近来几年来发展的研究酶必要基团和活性中心的最初进方法，将酶相应的互补DNA（cDNA）定点突变，此突变的cDNA表达出只有一个或几个氨基酸置换的酶蛋白，再测定其活性就能够知道被置换的氨基酸能否为活力所必要。本法有上述化学修饰方法无可比较的长处：可改变酶蛋白中任一氨基酸而不影响其余同类残基；可改变疏水残基，使其

15、转变结婚水或另一疏水残基；可同时改变活性中心内外的几个氨基酸，研究这些氨基酸之间的相互关系；可人工造成一个或几个氨基酸的缺失或插入，认识肽链的缩短或延伸对酶活力的关系；可定点改变酶蛋白的磷酸化位点或糖化位点，研究磷酸化或糖化对酶构造和功能的影响；不会惹起底物和活性中心联合的立体阻碍。化学修饰使被修饰的氨基酸残基变大，可致使底物和活性中心联合的立体阻碍。酶活性中心最常有的AA有哪些？用化学修饰方法测出在大部分酶的活性中心上有8种氨基酸的频次最高，即Ser、His、Cys、Tyr、Try、Asp、Clu、Lys。S（丝氨酸）、C（半胱氨酸）、H（组氨酸）、K（赖氨酸）、T（苏氨酸）、Y（酪氨酸）、

16、W（色氨酸）、D（天冬氨酸）、E（谷氨酸）举出各细胞器的标记酶。写出溶酶体、内质网、过氧化体等细胞器的分拣信号？定位于溶酶体的蛋白:必定的糖链构造就成为溶酶体蛋白的投送信号甘露糖6磷酸（Man-6-P）。过氧化体中一些酶蛋的的C端常含SerLysLeu(SKL)三肽，可能是过氧化体的投送信号，此中Lys可被Arg或His代替而不影响投送，但Leu是十分必要的。在一些滞留在内质网中的蛋白质，其尾端常带有KDEL四肽，被以为是滞留信号，如应投送到溶酶体的组织蛋白酶D的C端如接上KDEL，则此酶滞留于内质网。在溶菌酶的C端接上KDEL，溶菌酶也滞留在内质网中而不再被分泌，带有KDEL的内质网蛋白（如

17、Bip）还可以和一些肽链折叠不正确的蛋白质联合使后者也不被投送。以上各种均说了然蛋白质或酶肽链中不一样部位的某些氨基酸区段是它们投送到不一样亚细胞构造的信号，是定位的决定性要素。蛋白质的一级构造没有发生改变，它的空间构象与功能能否改变？为何丧失活力变异的同工酶可用天然酶的抗体予免得疫测定？如氨基酸改变在活性中心或邻近可有动力学性质的不一样，但它们在免疫性质上常常是可交错的，故丧失活力的变异酶可用天然酶的抗体予免得疫测定。酶整体构象改变和酶活力丧失能否同步？近来几年来的研究证明，酶蛋白变性时间与构象的改变和活力的变化其实不是同步的。用紫外分光光谱、荧光光谱、圆二色光谱、光散射和测定内埋巯基裸露等

18、手段研究肌酸激酶、核糖核酸酶、乳酸脱氢酶及3-磷酸甘油醛脱氢酶等在盐酸胍和尿素溶液中变性不一样的构象变化，即肽链去折叠的过程，同时测定酶活力的降落，发现酶活力的丧失常常先于酶分子的整体构象变化。用热变性法也相同证明酶活力的降落在前，整体构象变化在后。因热变性时无化学变剂存在，故活力的第一丧失不是变性剂对酶克制的结果。进一步用探测活性中心构象的方法来研究，如3-磷酸甘油醛脱氢酶活性中心的巯基被甲羧基化后再经激发光照，可在活性中生成拥有荧光的NAD+共价联合物，可借荧光发射光谱的改变来探测活性中心的构象变化。结果发现，活性中心的构象改变先于酶分子整体的构象改变，而与活力丧失几乎同步。这些实考证明酶

19、的活性中心的空间构造对酶分子整体而言，处于分子中一个柔性的局部地区，由较弱的化学键保持其空间构造，对各样变性要素较为敏感。能否存在酶分子整体构象改变和酶活力丧失同步，甚至整体构象改变快于酶活力丧失的状况？从碱性磷酸酶的实验可发现酶分子肽链的伸展惹起变性的速度常大于酶失活的速度常数，证明确实存在构象的改变在前，活力降低在后的状况。这一实验增补了酶活性中心的柔性大于整体可塑性的理论，说明不一样酶蛋白的活性中心可能处于酶分子不一样部位，如处于不易受扰乱或易于受保护的部位，加上底物对活性中心的保护或金属离子对酶活性中心的螯合固定作用（碱性磷酸酶含锌离子），就有可能出现活性中心的构象变化慢于整体构象变化

20、，因此活力降低慢于整体构象改变状况。寡聚酶亚基的聚合和解聚对酶活性的调理？亚基的聚合和解聚可改变酶的活力，也可改变酶的催化性质。(1)拥有同种亚基的寡聚酶（纯聚体）发生解聚后常常惹起活力的降落或丧失。或许对底物的Km增添，如M2型丙酮激酶主要以四聚体形式存在，也有部分为二聚体，与四聚体保持动向均衡。底物及激活剂可使均衡偏向四聚体，使活力增添，底物Km减小。克制剂则能使二聚体稳固，使活力降落，底物Km增添。动物的乙酰辅酶A羧化酶由两个相同的亚基构成，每个亚基拥有BCCP、BC和CT三种催化功能。二聚体的Mr约为520000，但无酶活力。当柠檬酸存在时，可使二聚体聚合成Mr为4000000-800

21、0000的多聚体，有酶活力；而软脂酰CoA或丙二酰CoA（后者为该酶的产物）则可使其解聚成无活性的二聚体形式。所以亚基的聚合和解聚也是酶活力的一种重要调理方式。2）拥有异种亚基的寡聚体酶（杂交体）发生解聚后一般致使活力的丧失，因其活性有赖于各样不一样功能亚基的合作，一旦解聚成分别的亚基，失掉亚基间的传导和联系，就不可以表现活力。亚基的解聚也能改变酶的催化性质，如大肠杆菌色氨酸合成酶，含有两个亚基和一个（含磷酸吡哆醛）亚基，催化吲哚甘油磷和L-丝氨酸形成L-色氨酸和3-磷酸甘油醛，但此时吲哚其实不从亚基上开释出来。亚基独自可催化吲哚和L-丝氨酸合成L-色氨酸，当加入亚基后，吲哚才从亚基开释而被利

22、用，构成完好的能利用吲哚甘油磷酸为底物的L-色氨酸合成酶。3）假如异种亚基是由催化亚基（C）和调理亚基R）构成，则视调理亚基的功能而决定解聚后的酶活力变化。如cAMP依靠性蛋白激酶，其R其实是C的克制蛋白，一旦R和cAMP联合成cAMP-R后，就离开C亚基而使后者活化。大肠杆菌天冬氨酸转氨甲酰酶的R亚基对C亚基起别构调理作用，能与别构激活剂ATP或别构克制剂CTP联合。当R和C分别后，C亚基仍有催化活力，但不再受ATP或CTP的别构调理。PyK同工酶产生的原由以及它们的构造与功能？同一基来由不起点转录或原始RNA（核内不均一RNA）经不一样剪接加工而生成不一样的m-RNA也能形成同工酶，今以典

23、型的丙酮酸激酶（PyK）同工酶说明之。1.不一样起点转录产生的同工酶存在于肝及肾此质的PyK或存在于红细胞的R型PyK由同一PyK的L基因转录。L基因有12个外显子和11个内含子，第一个外显子的上游有CAT启动子，R-PyK的RNA就从这个CAT处开始转录，而第一外显子的下游，即第一内含子中有TATA启动子，L-PyK的RNA则从TATA处开始转录，故LPyK的MRNA较R-PyK的mRNA约短一个外显子长度，酶蛋白亚基也就少31个氨基酸（L和R型分别含543和574个氨基酸）。L-PyK亚基第3543的氨基酸序列和R型亚基第34574的序列完好相同。所以，和R型PyK有匀叉免疫反响，都对底物

24、PEP是正共同别构效应，唯和Hill系数（都是反应酶别构效应的动力学参数）不一样而已。红细胞中R-PyK先本性缺少的患者，其肝中LPyK也同时缺少。原始转录RNA不一样剪接形成的同工酶肌肉和脑中的M1-Pyk和宽泛散布于各组织（肌肉除外）的M2-Pyk均含有530个AA。都由Pky的M基因编码。M基因也有12个外显子，只有一和启动方式，但其原始转录产物在剪接加工过程中，第9个外显子的序列进入M1-Pyk的mRNA，而第10个外显子的序列进入M2-Pky的RNA，第1-8和11-12个外显子则为M1和M2-Pyk的共同序列。故两型mRNA只有160个核苷酸序列的差异。而两型的蛋白质只有一段53个

25、AA序列的差异，并且这些序列中还有8个残基是相同的。不一样的肽段恰好位于和亚基聚合有关的结构域中，说明为何M2-Pyk有别构效应，而M1则没有。但二者的催化性质又十分近似，且也有交错免疫性。LDH中A、B两亚基构造差异与酶活力的调理。乳酸脱氢酶（LDH）的A，B两种亚基各有329及331个氨基酸残基。如以A亚基缺失第17及330位残基而与B亚基比较的话，可发现两类亚基有75%的同源性，并且被置换的25%的氨基酸中，其DNA上相应的三联密码仅差一个碱基。用辩解的X射线衍射还发现两种亚基的空间构象几乎完好一致。在活性中心与NDA（H）或底物联合的部位，约有32个氨基酸残基参加，仅4个残基不一样，此

26、中三个疏水残基之间的相互置换，而只有一个是Ala和Gln的置换（A亚基为Ala29，B亚基为Gln30。B亚基经过Gln30的侧链与NAD（H）的焦磷酸形成氢键，而A亚基Ala的侧链不可以形成氢键，故B亚基和NAD（H）的联合较A亚基坚固，解离常数较A亚基约小20倍。因LDH催化反响的限速步骤是辅酶与酶的联合或解离，故B亚基的kcat小于A亚基。并且在丙酮酸存在下，已结+4+合NAD的B还可以与丙酮酸联合而形成酶-NAD-丙酮权三联复合物，后者可克制活力。故B亚基易受高浓度（L）的丙酮酸克制；而A亚基因不易形成三联复合物，也就中易受丙酮的克制。GST为何抗衡癌药拥有耐药性？大鼠谷胱甘肽S-转移

27、酶(GST)有10余种同工酶，都是编号为18的八类亚基纯聚或杂交而成的二聚体，分红、三大族（表8）。人类也有这三族，族间的GST无交错免疫，但同一族（甚至来自不一样种族）的GST则有共同抗原必性。各型同工酶对不一样底物（接受GSH的受体）的Km有很大不一样。GST1-1、2-2、5-5和7-7有GSH过氧物酶的活力，SGT6-6则有白三烯C4合成酶的活力。来自胎盘的GST7-7（在大鼠GST-P，人类称GST-）的活性中心有Cys47，受巯基试剂的克制，而来自肝丈夫的族或族GST则未发现巯基参加其活性中心。GST-（P）的这一特色使其与抗癌药的抗药性有关。因许多抗癌药职阿霉素、丝裂霉素等都能在

28、体内产生超氧离子、过氧离子或羟自由基，再经过这些活性氧或自由基以及由此产生的过氧化脂质来杀伤癌细胞。GST-活必事心中的巯基对活性氧及自由基较其余GST敏感得多，能经过其巯基的被氧化而除去活性氧或自由基，防止他们对GST-对一些阴离子化合物的联合有力也大于其余的GST。这些性质使表达GST-的肿瘤细胞能更有效地除去或灭活一些对肿瘤生长不利的化合物或离子，故表现出抗衡癌药的耐药性。试述唾液酸转移酶（ST）跨膜序列对蛋白质定位的作用？定位于膜构造上的一些蛋白质，其跨膜构造域中的疏水氨基酸不只有益于蛋白质固定在脂质膜上，还带有蛋白质投送到哪种膜构造的信号。以定位于高尔基体的2，6唾液酸转移酶（2，6

29、ST）为例，有人将此酶的胞质、跨膜和茎区三个构造域（分别为9、17、18年氨基酸残基）的编码cDNA分别和另一个定位于细胞表面膜的属于型膜蛋白的二肽酰肽酶（DPP）相应的三个构造域（分别为6、23、18个氨基酸残基）的cDNA相互杂交交融，再配上小鸡溶菌酶的基因作为报告基因。将重组质粒在COS细胞中表达，用免疫荧光法检测报告蛋白溶菌酶的细胞定位。结果发现：交融酶蛋白中如带有2，6ST的跨膜域序列都能投送到高尔基体，而带有DPP胞质跨膜域序列的交融蛋白则投送到细胞表面。如交融酶的茎区也来自ST或在DPP胞质域C端加上两个带正电荷的Lys，也能增强交融酶投送到高尔基体而使其在细胞表面的定位减少。假

30、如用多聚Leu代替跨膜区的疏水序列，只有当多聚Leu中的Leu数相当于ST跨膜域的残基数（17个）以及茎区也来自ST时，融合蛋白才投送到高尔基体而当L数目相当于DPPIV跨膜域的残基数（23个）或茎区来自DPP时则交融蛋白投送到细胞表面（表3）。因而可知，跨膜区疏水氨基酸的序列及数目对酶蛋白投送到高尔基体膜仍是细胞表面膜拥有决定性作用，而茎区的序列也与膜蛋白的定位有关。膜受体的构造域与分类？受体是细胞的一种生物大分子，它能专一性地辨别细胞的化学信号分子，依据其存在地点的不一样，主要分两种，位于细胞膜上的称为膜受体，位于细胞质、核质、胞内膜上的称为胞内受体。膜受体一般有3个构造域，即胞外域(也即

31、配体联合域)、跨膜域和胞内域。依据其不一样的构造和功能，膜受体可分红四类，。1.离子通道受体蛋白偶联受体3.酪氨酸蛋白激酶有关受体4.其余有酶活力的受体离子通道受体这种受体由多个蛋白质亚基聚合构成一个膜孔，即离子通道。当受体与配体联合时，致使受体构象的变化，使离子通道开放，同意离子跨膜流动，形成膜电位的变化，称为配体门控通道(ligand-gatedchannel)，如乙酰胆碱的蕈毒碱受体。当膜电位发生改变时，有些离子通道也能够开放，这种离子通道，称电压门控通道(voltage-gatedchannel)。蛋白偶联受体这种受体嵌入膜内，在膜的内侧有G蛋白辨别序列，活化受体能够与G蛋白偶联。这种

32、受体大部分有一个共同的构造特色，都有由螺旋形成的7次跨膜构造。配体与受体联合后，经过G蛋白与一些效应酶偶联，如腺苷酸环化酶、磷脂酶C(PLC)等，产生第二信使，或许激活的受体经过G蛋白直接调控离子通道，如蕈毒碱受体、某些肾上腺素能受体等。有的G蛋白偶联受体的配体是一种蛋白酶，如凝血酶受体，受体经配体的蛋白酶作用发生剪切，形成活化的受体。酪氨酸蛋白激酶有关受体这种受体有3种形式：受体的胞内构造域自己有酪氨酸蛋白激酶(TPK)活性，联合配体后，受体的胞内域能够自己磷酸化，进而招集胞质中的多种酶到自己磷酸化的部位，使它们靠近底物或产生第二信使，或直接启动蛋白激酶级联系统，大部分生长因子的受体属于这一

33、类，它们的TPK构造域称为受体型TPK。受体自己没有TPK活性，可是直接和胞液中非受体型TPK偶联，配体的联合致使受体的聚合，进而与胞液中的TPK作用，并激活其活性，好多细胞因子如促红细胞生成素(EPO)和扰乱素(INF)的受体属于这种种类。受体肽链无TPK活性，也不直接和胞液中的非受体型TPK偶联，而是和另一肽链形成异二聚体，经过这一肽链再和胞液中的非受体型TPK相互作用而转导配体的信息，如白介素-6(IL-6)受体肽链与gp130肽链形成杂二聚体，而gp130再和胞液中的一种非受体型TPK偶联，这种起信息转导作用的肽链常常是几种同类受体的共用链，且不只gp130一种。其余有酶活力的受体其余

34、有酶活力的受体，依据酶性质的不一样，主要可分红3种亚类：受体的胞内域有鸟苷酸环化酶活力，如心钠素(atrialnatriureticfactor，ANF)受体。受体的胞内域有丝/苏氨酸蛋白激酶活力，如转变生长因子-(TGF-)受体。受体的胞内域有蛋白酪氨酸磷酸酶(PTP)活性，如白细胞的CD45。G蛋白偶联受体的构造特色？这种受体嵌入膜内，在膜的内侧有G蛋白辨别序列，活化受体能够与G蛋白偶联。这种受体大部分有一个共同的构造特色，都有由螺旋形成的7次跨膜构造。配体与受体联合后，经过G蛋白与一些效应酶偶联，如腺苷酸环化酶、磷脂酶C(PLC)等，产生第二信使，或许激活的受体经过G蛋白直接调控离子通道

35、，如蕈毒碱受体、某些肾上腺素能受体等。有的G蛋白偶联受体的配体是一种蛋白酶，如凝血酶受体，受体经配体的蛋白酶作用发生剪切，形成活化的受体。TPK有关受体的作用方式？一些肽类生长因子如血小板源生长因子(PDGF)、表皮生长因子(EGF)、纤维生长因子(FGF)和神经生长因子(NGF)等的受体TPK与生长因子联合后，活化TPK的磷酸酪氨酸残基，可联合PI-PLC的SH2构造域，使其Tyr783(Tyr771、Tyr1254)等酪氨酸磷酸化，磷酸化后的PLC发生膜转位，进而发生进一步激活(图10C)。好多非受体型TPK如Src、Syk、Lck、Fyn、ZAP-70、Jak/Tyk等受磷酸化活化后，也

36、能够经过PI-PLC的SH2构造联合PI-PLC，并使PI-PLC发生酪氨酸磷酸化而激活(图10D)。值得注意的是，一些属于G蛋白偶联受体超家族成员，如血管紧张素或血小板活化因子(PAF)受体，联合配体活化后，也能使PI-PLC发生酪氨酸磷酸化，详细体制还不清楚，可能与近来几年发现的富含脯氨酸的非受体型TPK家族新成员Pyk-2有关。可是，PI-PLC在不经酪氨酸磷酸化的状况下，也能够被一些磷脂根源的第二信使活化。如PLD作用的产物PA，是PI-PLC1的别构激活剂，在微管有关蛋白tau或tau样蛋白存在下，PLA2的产物AA也能刺激PI-PLC的活性，磷脂酰肌醇-3-激酶(PI-3-K)作用

37、的产物PI-3，4，5-P3也能联合PI-PLC，进而活化PLC。G蛋白的分类，构造和功能及其作用模式？G蛋白，即鸟苷三磷酸联合蛋白(guanosinetriphosphate-bindingprotein)，现已发现它是一个蛋白质家族，包含大批构造和功能极为相像的成员，在细胞信号转导过程中起着偶联膜受体和效应器的中介作用。它与GTP联合状态为活化状态，与GDP联合状态为非活性状态。因为其大小构造不一样，往常分红两大类：一是异三聚体G蛋白，简称G蛋白，由、及三类亚基构成；另一类是单链小分子G蛋白，往常称为小G蛋白。异三聚体G蛋白分类异三聚体G蛋白的、三类亚基，分别又有多种形式。所以，由它们构成

38、的三聚体G蛋白可有上千种，这些数目众多的G蛋白可概括为四类。能活化腺苷酸环化酶。、Go和Gt系列Gi能克制腺苷酸环化酶电压门控Ca2+通道和磷脂酰肌醇专一性磷脂酶C(PI-PLC)，活化K+离子通道和Na+通道等，Go能克制神经元Ca2+通道，Gt能活化cGMP磷酸二酯酶。系列包含Gq、G11、G14、G16，能活化磷脂酶C(PI-PLC)。和G13系列功能还不清楚，可能与活化JNK(c-JunN-terminalkinase)、Na+/K+互换系统和活化立早基因转录等有关。构造亚基密切联合形成一个功能单位，能分开。作用模式(geranylgeranylation)G亚基G有2个构造域：GTP

39、联合域和催化域。催化域有GTP水解酶(GTPase)活性，与其余GTP酶超家族成员，如小G蛋白和蛋白质合成中的延伸因子等有相像的构造。GTP联合域是独到的螺旋构造域，它把GPT包埋在整个蛋白质的中心。G在合成后加工过程中，其N端的甘氨酸和豆蔻酸(十四烷酸)共价连结，并以此插入质膜的脂双层中。G亚基亚基有7个片层构造，此中一个组氨酸能够被磷酸化，并且磷酸基团往常来自GTP而不是ATP，其功能还不清楚。亚基有一个N端无规则卷曲，此中半胱氨酸能够发生脂化如法尼基化(farnesylation)或牻牛儿牻牛儿基化，锚定在膜内侧。亚基与只有在变性时才因为G蛋白三类亚基都有好多种亚型，使得G蛋白有很大的多

40、样性，有益于与多种受体和多种效应分子起作用，形成复杂的信号通路。受体、G蛋白及效应分子相互作用能够有不一样的模式(图5)。图5受体-G蛋白-效应分子的作用模式H：信号分子；R：G蛋白偶联受体；G：G蛋白；、：G蛋白的亚基；E：效应分子。(1)一个配体-受体复合物(HR)和一个G蛋白作用，再和下游的一个效应分子作用；(2)一个HR和一个G作用，再和两个E作用；(3)两个HR和两个G，再和一个E作用；一个HR和两个G，再分别和两个E作用；(5)一个HR分别和G蛋白中的G和G作用，后二者再分别和两个E作用活化和功能G的活化及功能在基础状态时，G蛋白的、三个亚基以三聚体形式存在，并有GDP联合于亚基，

41、当配体与有7次跨膜螺旋的受体联合后，致使受体第3和第6个螺旋的方向改变，影响了胞内域的构象变化，裸露出G蛋白的联合位点。当G蛋白与活化受体联合后，也发生构象改变，使和亚基相互分别，亚基开释GDP而联合GTP，进而激活G蛋白。因为其构象的改变，使G蛋白与配体-受体复合物分别，并降低配体-受体亲和力，使配体-受体复合物也解离。G蛋白的亚基再与效应分子(腺苷酸环化酶、PI-PLC等)联合，使效应分子激活。亚基发挥GTP酶的作用，使GTP水解成GDP和Pi，变为去激活状态，进而与亚基从头联合。活化的G能够调理好多效应酶，如Gs激活腺苷酸环化酶，Gi则克制腺苷酸环化酶，Gt活化光受体cGMP磷酸二酯酶，

42、Gq活化PI-PLC等。一些G亚基还可以调理Na+/H+互换等。2.G的活化及功能G亚基向来被以为不过起到协助和调理亚基，并使G亚基与膜的结合更加坚固的功能，自己其实不可以激活效应酶。但是，近来几年的研究表示，亚基也能与效应酶作用，如能直接调理PI-PLC的1，2和3亚型，直接调理腺苷酸环化酶，直接或间接活化离子通道，活化磷脂酰肌醇-3激酶(PI-3K)、丝裂原激活的蛋白激酶(MAPK)等，以及与Rho、Rac、Arf等小分子G蛋鹤发生作用。GTP/GDP的转变是G蛋白活性调理的重点。所以，体外研究经常用一些抗水解的GTP近似物，如GTP中和磷酸基因连结的氧键换成硫键的GTPS等，可使G蛋白连

43、续激活。一些细菌毒素能作用于G蛋白，如霍乱毒素(CTX)和百日咳毒素(PTX)，是一类惹起ADP-核糖基化(ADPribosylation)作用的酶，G亚基是这种酶的适合底物。霍乱毒素能够使Gs发生ADP-核糖基化，进而克制其GTP酶的活性，延伸GTP的作用，使Gs蛋白连续活化，百日咳毒素则能够使Gi、Go、Gr的亚基发生ADP-核糖基化，进而克制GTP与亚基的联合，使Gi、Go和Gt处于无活性状态。但Gq系列的亚基对百日咳毒素不敏感。PLA2、PLC、PI-PLC的分类，构造特色以及它们的调理与功能？磷脂酶A2PLA2催化水解磷脂中的2位酯酰键，产生游离不饱和脂肪酸(USFA)和溶血磷脂(l

44、ysophospholipid)。.PLA2的分类和构造依据PLA2的构造同源性、分子大小、细胞内定位以及能否依靠Ca2+和其余酶学特征，人们将PLA2分红9类()(表9)。表9磷脂酶A2的主要种类类根源存Mr(Ca2+二别在需要硫103)键眼镜蛇、印度毒蛇猪/人胰腺B响尾蛇、毒蛇、人滑膜液、血小板分13mmol7泌15/L分13mmol7泌15/L分13mmol7泌15/L加蓬毒蛇、鼠睾分13mmol6B丸泌15/L鼠睾丸分15mmol8C泌/L蜜蜂、蜥蜴分16mmol5泌18/L鼠肾、人、U937、胞85m血小板液ol/L人、鼠心、肺、分14mmol6P388D泌/LP388D、巨噬细胞8

45、0否胞、CHO细胞液85人血浆分45否泌牛脑胞29否液海生蜗牛分1442，不一样的Gq能够在不一样的组织中，不一样程度的激活不一样的PI-PLC。缓激肽、凝血酶、组胺、乙酰胆碱、促甲状腺激素等受体都经过Gq或G11活化PI-PLC(图10A)。G蛋白中亚基也能激活PI-PLC，各亚型受激活的能力是321，不激活4。在PI-PLC氨基端的2/3的序列与G亚基联合有关。胆碱能蕈毒碱m2受体就是受G亚基激活PLC的一个例子(图10B)。PLD的调理与功能？磷脂酶D(PLD)的底物主假如磷脂酰胆碱(PC)，产物是磷脂酸(PA)和胆碱。在牛肺的胞液中也曾发现能水解磷脂酰乙醇胺(PE)和磷脂酰肌醇(PI)

46、的PLD，产物除PA外，分别是乙醇胺和肌醇，但膜联合性PLD只对PC起作用。磷脂酶D除有水解功能外，另有磷脂酰转移功能。可将磷脂酰基团从PC转至另一碱基(如乙醇胺)或醇基(如乙醇)上，进而合成PE或磷脂酰乙醇，后一反响常用来测定PLD的活力。.PLD的生化特征PLD也有不一样亚型，它们的组织散布、最适pH、对Ca2+的要求以及激活剂等都不相同，如脑和肺组织中的PLD受油酸激活，而肾脏和脾脏中的另一型PLD不受油酸激活，但受小分子G蛋白激活，比如从猪肺微粒体中获取较高纯化的PLD，Mr为190000，最适，只催化PC水解，受磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸(PI-4，5-P2)和小分子G蛋白激活。在好

47、多组织中，PLD在质膜、高尔基体和细胞核中活性较高，在胞质中也有显然的活性，但在线粒体中没有PLD。PLD1主要存在于核周边，如内质网、高尔基体、内体(endosome)等，PLD2则主要存在于质膜。图11磷脂酶D(PLD)的4个守旧序列氨基酸残基.PLD的调控用PKC的激活剂佛波酯和克制剂证明大多细胞中的PLD受PKC的激活，特别是PKC和PKC，但激活体制尚不清楚。一些实验结果显示，PKC激活PLD可能经过非磷酸化方式。TPK也能激活PLD，但体制也不清楚，小分子G蛋白如Arf和Rho等对PLD也有激活作用。GTP可能作为小分子G蛋白的激活剂，进而激活PLD。但PLD最主要的激活剂可能是P

48、I-4，5-P2对PLD呈别构激活作用。.PLD的生物学功能PLD第一能够将生物膜上的PC变为PA，开释出极性的胆碱(choline)，同时改变生物膜的构成和电荷，使膜的生理特征发生明显变化。产物PA还可近似第二信使，惹起多种生理效应，如促使DNA合成和肌动蛋白聚合，调理超氧离子生成和GTP酶激活蛋白(Ras-GAP)，PA还可经PA磷酸酶作用，转变为DG。PKC的后期和连续激活可能主要遇到来自PLD作用产生的DG的影响。PA经PLA2作用产生的LPA是活化的血小板和其余一些细胞的一种主要的胞外信号分子。LPA尚可激活Rho蛋白和某些非典型PKC如型，有报导以为PLD和PKC参加细胞囊泡的运输

49、和出胞作用(excytosis)。固然PLC的产物DG也能经甘油二酯激酶生成PA，后者再经PLA2转变为LPA，但体内PA和LPA的直接根源应是PLD，或许PLD在体内的主要功能是经过PA和LPA来实现的。磷脂酰肌醇-3激酶磷脂酰肌醇(PI)中肌醇的3、4、5位均可被磷酸化，分别由磷脂酰肌醇-3激酶(PI-3K)、-4激酶(PI-4K)和-5激酶(PI-5K)催化，其磷酸基团的供体都是ATP。这些磷酸化数目及部位不一样的PI衍生物的代谢转变如图12所示。肌醇基团被磷酸化的序次是4位5位3位，或4位3位，但PI-3，4-P2不可以转变为PI-3，4，5-P3，后者只好来自PI-4，5-P2的3位

50、磷酸化。各磷酸基团又可被相应的磷酸酶水解转变为少一个磷酸基团的PI衍生物。这里主要介绍细胞信号转导通路中最主要的磷脂酰肌醇-3激酶(PI-3K)。图12磷脂酰肌醇磷酸衍生物的代谢转变PI-3K，-4K，-5K：磷脂酰肌醇-3激酶，-4激酶，-5激酶；3-Pase，4-Pase，5-Pase：3-磷酸酶，4-磷酸酶，5-磷酸酶分类与构造依据构造及底物专一性，PI-3K主要分红3类：.类PI-3K这种PI-3K能够磷酸化PI、PI-4-P和PI-4，5-P2，但在体内的优先底物是PI-4，5-P2，其催化亚基为p110蛋白，它们从近N端到C端分别为Ras联合域、PI-3K域和一个Ser/thr蛋白激酶域，并都可和调理亚基联合成异二聚体。