军科院生化试题及答案

1998年军事医学科学院博士入学考试生物化学试题

一名词解释

1.抗体酶:如果将底物的过渡肽类似物作为抗原，注入动物体内产生抗体，则产生的抗体在结构上与过渡肽类似物相互适应并互相结合。该抗体便具有催化该过渡肽反应的酶活性。当抗体与底物结合可使底物转变为过渡态进而发生催化反应，人们将这种具有催化功能的抗体分子称为抗体酶。

2.克隆动物：借助基因工程技术把外源目的基因导入生殖细胞、胚胎干细胞和早期胚胎，并在受体染色体上稳定整合，使之经过各种发育途径得到能把外源目的基因传给子代的个体，即转基因动物。简单的说转基因动物就是基因组中稳定的整合有以实验方法所导入的外源DNA的动物。

克隆动物是采用核转移技术（即动物整体克隆技术）产生的，核转移技术是将动物的一个体细胞胞核导入另一个体的去除了胞核的卵细胞内，使之发育成个体。它属于无性繁殖，是一个个体的完全拷贝，故称为克隆。

3．PKC：proteinkinaseC,蛋白激酶C，由一条多肽链组成，含一个催化结构域和一个调节结构域。当调节结构域与DAG（二酯酰甘油）、磷脂酰丝氨酸和Ca2＋结合时，PCK构象改变，暴露出活性中心。PKC可引起靶蛋白的丝氨酸／苏氨酸残基的磷酸化反应，是Ca2＋－依赖性蛋白激酶途径的关键酶。PKC具有以下生理功能：1.对代谢的调节作用：能催化质膜的Ca2＋通道磷酸化，促进Ca2＋流入胞内；催化肌浆网的Ca2＋－ATP酶磷酸化，使Ca2＋进入肌浆网。2.对基因表达的调节作用：PKC对基因的活化过程分为早期反应和晚期反应。PKC可以磷酸化立早基因的反式作用因子，加速立早基因的表达。立早基因多为原癌基因（c-fos,c-jun）,他们表达的蛋白具有跨核膜传递信息的功能，所以又称“第三信使”。第三信使被磷酸化后，活化晚期反应基因，导致细胞增生或核型变化。

4.线粒体ATP合成酶系：包括复合体Ⅰ：NADH－泛醌还原酶，辅基：FMN，Fe-S

复合体Ⅱ：琥珀酸－泛醌还原酶，FAN，Fe-S，铁卟啉

复合体Ⅲ：泛醌－细胞色素C还原酶，铁卟啉，Fe-S

复合体Ⅳ：细胞色素C氧化酶，铁卟啉，Cu

复合体Ⅴ：ATP合酶，由F1（在线粒体内膜的基质侧，由β亚基催化生成ATP）与F0（镶嵌于线粒体内膜形成质子通道）组成。

5.G蛋白：guanylatebindingprotein,是一类和ATP和ADP结合的，位于细胞膜胞液面的外周蛋白，由三个亚基组成。通过βγ亚基或α亚基的基团锚定于细胞膜。G蛋白包括活化型（以αβγ三聚体存在，并与ADP结合）和非活化型（α亚基与ATP结合，并导致βγ二聚体脱落）。常见的G蛋白有激动型G蛋白（Gs）、抑制型G蛋白（Gi）和磷脂酶C型G蛋白(Gp)。

二问答题

1酶的竞争与非竞争抑制剂的区别？动力学上如何区别？

酶的竞争抑制剂与酶的底物结构相似，可与底物竞争酶的活性中心，从而阻碍酶与底物结合成中间产物。竞争性抑制剂存在使酶的表观Km值增大，而酶促反应速度Vmax不变。

非竞争性抑制剂与酶活性中心以外的必需基团结合，不影响酶与底物的结合，酶与底物的结合也不影响酶与抑制剂的结合，底物与抑制剂之间无竞争关系。但酶－底物－抑制剂复合物不能进一步释放出产物。表现Km值不变，Vmax降低。

2蛋白质纯度鉴定有哪几种方法？基本原理是什么？

电泳：纯的蛋白质在不同的pH条件下进行电泳，将以单一的速度移动，它的电泳图谱只呈现一条带（或峰）。

HPLC：纯的蛋白质在HPLC的洗脱图谱上呈现单一的对称峰。

沉降：纯的蛋白质在离心场中，将以单一的沉降速度移动。由于沉降系数主要由分子大小和形状决定，与化学组成无关，因此比电泳分析差些。

溶解度分析：纯的蛋白质在一定的溶剂系统中具有恒定的溶解度，其溶解度曲线只呈现1个折点。

N-末端分析：均一的单链蛋白质样品中，N端残基只可能是一种氨基酸。

3生物膜上蛋白质担任的膜功能主要有哪三种？分别举例说明？

生物膜的主要功能包括：能量转换，物质运输，信息识别与传递。

能量转换：生物体内能量转换多数是在生物膜上发生的，如氧化磷酸化（线粒体）和光合磷酸化（叶绿体）。

物质运输：神经冲动传播，细胞分化以及感觉的接受与传导。物质的转运方式包括被动转运、促进扩散，主动转运，基团转位四种。其中后三者均需膜蛋白参与。

信息的识别与传递：膜受体执行着信号转导功能。已知的扩膜信息传递途径包括环核苷酸酶体系，酪氨酸蛋白激酶和磷脂酰肌醇体系。

4何谓蛋白质磷酸化作用它属于哪类酶学修饰？此种修饰有何特点？

蛋白质磷酸化的定义：通过蛋白激酶和磷酸化酶等催化，使蛋白质分子的特定的丝氨酸或苏氨酸或酪氨酸中的羟基发生磷酸化或脱磷酸化的作用称为蛋白质磷酸化作用。它是高等动、植物细胞调节的一种主要方式。是酶促化学修饰的重要方式。

蛋白质磷酸化作用属于酶的化学（共价）修饰。发挥蛋白质磷酸化作用的酶属于转移酶类，是催化底物之间进行某些基团的转移或交换的酶类。催化蛋白质磷酸化的酶包括：

1

蛋白激酶A(PKA)：依赖于cAMP的蛋白激酶，2

活化的蛋白激酶A可使多种蛋白质的丝氨酸或苏氨酸的羟基磷酸化，3

它的底物包括膜蛋白、胞浆蛋白和核内蛋白。蛋白激酶A有两种同4

工酶形式，5

Ⅰ型和Ⅱ型。

6

蛋白激酶C（PKC）：是一种依赖Ca+的蛋白激酶。在甘油二酯和磷脂（主要是磷脂酰丝氨酸，7

PS）的共同8

作用下活化。他由一条多肽链组成，9

可以引起许多底物蛋白丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化。

10

蛋白激酶G(PKG)：依赖于cGMP的蛋白激酶，11

它由两条相同12

的肽链组成，13

与cGMP结合后被活化，14

但二聚体并不15

解离。蛋白激酶G对底物蛋白质的磷酸化方式与蛋白激酶A类似。

16

酪氨酸蛋白激酶(TPK)：有两类：受体型TPK，17

也称催化型受体，18

主要为生长因子受体、某些癌基因产物。非受体型TPK，19

如：JAK等。TPK可使受体自身和其他底物蛋白酪氨酸残基磷酸化，20

从而21

发挥其促进细胞生长和分化的效应。

3、蛋白质磷酸化修饰的特点

1

蛋白质的磷酸化属于酶的共价修饰。

2

共价修饰是指3

在专一酶的催化下某种小分子基团可以共价结合到被修饰酶的特定氨基酸残基上。这种小分子基团也可在酶催化下水解去除，4

发生逆转，5

小分子基团通常为磷酰基（细菌中有腺苷酰基）。

6

共价修饰的特点：加上或去除某种小分子基团的共价修饰能引起酶在两种构象，7

即有活性和无活性构象之间转变，8

从而9

调节控制代谢的方向和速度。

5基因文库和cDNA文库的主要区别是什么？建立这两种文库各需要那些步骤？

基因文库是指一个包含了某一生物体全部DNA序列的克隆群体。它包括基因组DNA文库（一个包含了某一生物体全部基因组DNA序列的克隆群体）和cDNA文库。cDNA文库指包含某一组织细胞在一定条件下所表达的全部mRNA经反转录而合成的cDNA序列的克隆群体。

基因文库的构建过程是将纯化的基因组DNA用适当的限制性内切酶消化，获得一定大小的DNA片段（20kb），将这些片段克隆到噬菌体中（克隆载体有λ噬菌体、粘粒和酵母人工染色体），从而获得一群含有不同DNA片段的噬菌体，这就是基因组文库。噬菌体基因组文库可经转染细菌获得扩增。

6真核细胞rRNA转录后加工有哪些步骤？其研究进展导致那些理论及应用上的重大突破？

真核生物核内由一种45S的转录产物，它是3种rRNA的前身。45S－rRNA经剪接后分出18S－rRNA，5.8S－rRNA和28S－rRNA。

在研究四膜虫的rRNA剪接中，发现了自我剪接方式。在自我剪接中，RNA作为酶起作用。这种具有催化功能的RNA称为核酶。核酶的作用是形成锤头结构，60个核苷酸左右，由催化部分和底物部分组成：至少含有3个茎，1－3个环，碱基至少有13个是一致性序列。

核酶的发现使酶应重新定义为由生物催化作用的生物大分子。核酶也是物种起源的重要研究题材。它的现实意义是可以利用人工设计的核酶破坏不利于人类的某些基因，这是基因治疗的重要策略之一。

7下列试剂常被用于蛋白质化学:CNBr丹磺酰氯脲6mol/LHCLβ–巯基乙醇水合茚三酮胰蛋白酶异巯基氰酸酯过甲酸糜蛋白酶其中哪一个最适合完成下列任务

(1)小肽氨基酸顺序(2)肽氨基酸末端残基(肽量<10-7)(3)不含S-S的蛋白变性，有S-S时如何？(4)芳香族(5)甲硫氨酸CysArg

测定小肽的氨基酸顺序常用：脲、水合茚三酮、6mol/LHCL

鉴定肽氨基酸末端残基常用：丹磺酰氯、异硫氰酸苯酯

不含二硫键的蛋白质的可逆变性。若有二硫键存在时还需加：β-巯基乙醇、过甲酸

在芳香残基的羧基一侧水解肽键常用：糜蛋白酶

在甲硫氨酸的羧基一侧裂解肽键常用：CNBr

在Cys和Arg的羧基一侧水解肽键常用：胰蛋白酶

1999年军事医学科学院博士入学考试生物化学试题

1.基因组计划：人类基因组计划（humangenomeproject,HGP）始于1990年，主要内容是测定和分析人类基因组DNA的全部核苷酸对的排列顺序，认读全部遗传信息。人类基因组主要任务除人基因组作图（物理，遗传制图）与全基因组序列测定及测序技术的发展外，还包括：人基因组序列变异体分析，如单核苷酸多态性分析等；大肠杆菌、酵母、线虫、果蝇和水稻等模式生物基因组测序与比较基因组学研究；功能基因组学和技术方法的发展、创新；生物信息学与计算机生物学；技术培训以及伦理、法律和社会相关问题的探讨等。

2.端粒酶：由3部分组成：端粒酶RNA（hTR）、端粒酶协同蛋白（hTP1）、端粒酶逆转录酶（hTRT）。该酶兼有提供RNA模板和催化逆转录的功能。端粒酶通过一种称为爬行模型的机制维持染色体的完整。HTR（AnCn）辨认并结合母链DNA并移至其断裂的3’端，开始以逆转录的方式复制。母链延长至足够长度后，端粒酶脱离母链，代之以DNA-pol，此时母链的3’－OH反折，同时起引物与模板的作用，在DNA-pol催化下完成末端双链的复制。

3.磷酸戊糖途径:是葡萄糖分解代谢的重要途径，反应在胞浆中进行，分为两个阶段：1.氧化反应生成磷酸戊糖、NADPH、CO2；2.包括一系列基团转移，将磷酸戊糖转变为6－磷酸果糖和3－磷酸甘油醛。该途径的生理意义为：1.为核酸的生物合成提供核糖2.NADPH作为供氢体参与多种代谢反应，包括：1.是体内多种合成代谢的供氢体2.参与体内羟化反应3.维持谷胱甘肽的还原状态。

4.芳香族氨基酸：芳香族氨基酸包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。它们均为生糖兼生酮氨基酸。1.苯丙氨酸经羟化作用生成酪氨酸，后者可合成儿茶酚胺和黑色素。苯丙氨酸羟化酶缺乏可导致苯酮酸尿症。2.色氨酸可生成5－羟色胺，一碳单位和尼克酸。

5.活性蛋氨酸(SAM)：甲硫氨酸分子中含有S-甲基，为重要的生物活性物质提供甲基，甲硫氨酸在转甲基之前，先必须与ATP作用，生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM），此反应由甲硫氨酸腺苷转移酶催化。SAM中的甲基称为活性甲基，SAM为活性甲硫氨酸，是体内最重要的甲基直接供体。甲硫氨酸可以通过甲硫氨酸循环生成，这个循环的生理意义在于由N5-CH3-FH4（体内甲基的间接供体）提供甲基合成甲硫氨酸，在通过此循环的SAM为生物活性物质提供甲基，以进行体内广泛的甲基化。

6.如何通过核酸序列推测未知蛋白质的氨基酸序列？

这是基于蛋白质的氨基酸顺序是由核酸的核苷酸顺序或三联体密码规定的道理。方法是用待测蛋白质作抗原免疫动物，得相应抗体，并用此抗体去沉淀合成此种蛋白质的多核糖体，因为在这种多核糖体上含有该蛋白质的模板mRNA和与其相连而未被释放的蛋白质多肽链。后者将与加入的抗体发生结合而使多核糖体沉淀，再从沉淀中分离出该mRNA，并将它反转录成cDNA。然后测出cDNA的核苷酸序列，并从它推测出蛋白质的顺序。如果DNA没测出全序列，也可先测蛋白质N端和C端的部分序列，再依据密码编码规律找出cDNA序列相应的部分，合成此序列作为引物，经PCR仪进行延展和扩增，再用来测序。

单独使用核苷酸序列分析法弱点：

1

不2

知道表达蛋白质N端和C端的序列，3

则不4

可能正确无误的找到cDNA内的结构基因。

5

阅读框架必需由直接的氨基酸序列分析来控制。

6

即使找到了正确的阅读框架，7

也有可能读错一个核苷酸，8

导致结果错误。

9

在重复10

序列区域，11

不12

仅蛋白质水平上的分析有困难，13

核苷酸序列分析同14

样有困难。

15

核苷酸序列内的中间序列（内含子）必需直接由蛋白质序列分析来控制。

16

新生多肽链常发生翻译后的修饰作用，17

这就需要适当的氨基酸序列，18

单用核苷酸序列分析不19

能得到某些成熟蛋白质的完整结构信息。

7.核酸变性－复性和核酸紫外吸收特性的化学本质及其在生物学研究中的应用？

变性(denaturation)：天然核酸在某些物理的或化学的因素作用下，有规则的双螺旋结构解开，转变为单链的无规则的线团，使核酸的某些光学性质和流体力学性质发生改变，有时部分或全部生物活性丧失，这种现象称为变性。变性只涉及次级键的变化，磷酸二酯键的断裂称核酸降解。

复性（renaturation）：变性DNA的两条互补单链，在适当条件下重新缔合形成双螺旋结构，其物理性质和生物活性随之恢复，这种过程称为复性。变性核酸复性时需缓慢冷却，故又称退火。

根据变性和复性的原理，将不同来源的DNA变性，然后在退火条件下让其形成DNA-DNA`异源双链，或将变性的单链DNA与RNA经复性处理形成DNA-RNA杂合双链，这种过程称为分子杂交（molecularhybridization）。Southern杂交和Northern杂交广泛应用于研究基因变异，基因重排，DNA多态性分析和疾病诊断。用类似的方法，根据抗体与抗原可以结合的原理，也可以分析蛋白质，这个方法称Western印迹法(Westernblotting)。变性和复性的原理还可应用于PCR技术。

核酸紫外吸收特性：嘌呤和嘧啶环中均含有共轭双键，因此核酸在240－290nm的紫外波段有强烈的吸收，最大吸收值在260nm附近，这一性质被广泛用来对核酸进行定性定量分析。另外，根据260nm与280nm的光密度比值（OD260/OD280）还可以判断核酸样品的纯度，DNA纯品的OD260/OD280应为1.8；RNA纯品的OD260/OD280应为2.0。

8.PIP2信号传导途径？其第二信使是什么？

PIP2是磷脂酰肌醇4，5二磷酸，属于膜组分，PIP2信号传导途径就是Ca2＋－磷脂依赖性蛋白激酶途径。去甲肾上腺素等与膜受体结合后，通过Gp（磷脂酶C型G蛋白）激活PI-PLC（磷脂酰肌醇特异性磷脂酶C），后者水解PIP2生成DAG（二酯酰甘油）IP3（肌醇三磷酸）。DAG留在质膜上，在磷脂酰丝氨酸和Ca2＋的配合下，激活PKC；IP3扩散到胞浆中与内质网和肌浆网上的受体结合，促进这些该储存库的Ca2＋迅速释放至胞浆，从而促进PKC的激活。所以说Ca2＋、DAG和IP3使该信号转导途径的第二信使。

9.DNA以何种方式复制？如何保证复制的忠实性？

DNA以半保留复制方式进行复制。DNA生物合成时，母链DNA解开为两股单链，各自作为模板按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的DNA，一条单链从亲代完整的接受过来，另一股单链则完全重新合成，两个子细胞DNA都和亲代DNA碱基序列一致，这种复制方式称为半保留复制。

DNA复制的保真性主要依赖三种机制：1.遵守严格的碱基配对规律。2.聚合酶在复制延长中对碱基的选择功能。3.复制出错时有及时的校对功能。另保真性还依赖于DNA损伤的修复机制：光修复、切除修复、重组修复、SOS修复等

10.体内ATP生成的两种主要方式？在真核细胞中生成部位？如何转运至胞质？

体内ATP生成的两种主要方式为底物水平磷酸化和氧化磷酸化。1.底物水平磷酸化：在糖酵解的底物水平磷酸化是在胞液中进行的：甘油醛-3-磷酸转变成甘油酸-1，3-二磷酸，可产生ATP。在三羧酸循环中底物水平磷酸化是在线粒体内部进行的：α-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酸时，有ATP生成。2.氧化磷酸化产生ATP是在线粒体内膜中进行的。线粒体内生成的ATP可经腺苷酸转运蛋白（ATP-ADP载体）转运至细胞质。ADP与ATP经该转运蛋白反向转运，此时，胞浆中的H2PO4-经磷酸盐转运蛋白与H+同向转运到线粒体内。心肌和骨骼肌的线粒体膜间隙中存在一种肌酸激酶同工酶，它催化膜间隙的ATP与肌酸之间的～P转移，生成的磷酸肌酸经线粒体外膜中的孔蛋白进入胞浆中。在需能部位，由相应的磷酸肌酸同工酶催化，生成ATP供细胞利用。

11.磷脂酰肌醇透膜传导机制及第二信使。

12.蛋白质组与基因组的比较？

蛋白质组(proteome)的概念最早由MarcWilkins提出，指由一个基因组(geneome)、一种生物或一种细胞/组织所表达的全套蛋白质(protein)。蛋白质组是指一个细胞内的全套蛋白质，反映了特殊阶段、环境、状态下细胞或组织在翻译水平的蛋白质表达谱。基因组是指泛指一个有生命体、病毒或细胞器的全部遗传物质，在真核生物，基因组是指一套染色体DNA。

蛋白质组和基因组特点上主要不同点

蛋白质组学与基因组学一样，不是一个封闭的、概念化的稳定的知识体系，而是一个领域。不同点为：

蛋白质组随着组织、甚至是环境状态的不同而改变

在转录时，一个基因可以多种mRNA形式剪接，并且，同一蛋白可能以许多形式进行翻译后的修饰。

一个蛋白质组不是一个基因组的直接产物，蛋白质组中蛋白质的数目有时可以超过基因组的数目。

蛋白质组学集中于动态描述基因调节，对基因表达的蛋白质水平进行定量的测定，鉴定疾病、药物对生命过程的影响，以及揭示基因表达调控的机制。

蛋白质组的研究是蛋白质/多肽谱和基因产物图谱技术的一种延伸。多肽谱依靠双向电泳和进一步的图象分析，而基因产物图谱依靠多种分离后的分析，如质谱技术、氨基酸组分分析等。

13.Ras/MAPK途径：是酪氨酸蛋白激酶体系中的受体型TPK-Ras-MAPK途径。催化型受体与配基结合后，发生发生磷酸化和磷酸化GRB2和SOS等。磷酸化的受体与GRB2-SOS复合物结合，近而激活Ras蛋白，因此又称Ras通路。活化的Ras蛋白可进一步活化Raf蛋白，Raf蛋白具有丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶活性，它可激活有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）系统。

14.Anfinsen理论（一级结构决定高级结构）

Anfinsen在研究核糖核酸酶时发现，蛋白质的功能与其三级结构密切相关，而特定三级结构是以氨基酸顺序为基础的。当核糖核苷酸中的4对二硫键被β－巯基乙醇还原为－SH后，若要再形成4对二硫键，理论上有105种不同方式，而只有天然的配对方式才能呈现酶活性，当除去变性剂后，4对二硫键正确配对，酶活性得以恢复。这充分证明了空间构象遭破坏的核糖核酸酶只要其一级结构未被破坏，就可能恢复到原来的三级结构，功能依然存在。2000年军事医学科学院博士入学考试生物化学试题

一、名词解释

1DNA芯片（genechip）:基因芯片包括DNA芯片和cDNA芯片，是指将许多特定的DNA片段或cDNA片段作为探针，有规律的紧密排列固定于单位面积的支持物上，然后与待测的荧光标记样品进行杂交，杂交后用激光共聚焦荧光检测系统等对芯片进行扫描，通过计算机系统对每以探针位点的荧光信号作出检测，比较和分析，得出定性定量结果。该技术又称DNA微阵列。（DNAmicroarray）

2分子伴侣（chaperone）:分子伴侣使细胞中一类保守蛋白质,可识别肽链的非天然构象,促进各功能域和整体蛋白质的正确折叠。其作用包括：1.与未折叠肽段的疏水部分可逆结合，防止肽段错误的聚集发生。2.可与错误聚集的肽段结合，使之解聚后，再诱导其正确折叠。3.促进蛋白质中二硫键的正确形成。细胞至少有两种分子伴侣家族。1.热休克蛋白（HSP），高温应激可诱导该蛋白合成增加，促进能自发性折叠的多肽折叠为有天然空间构象的蛋白质。2.伴侣素（chaperonins）:为非自发性折叠的蛋白质提供能折叠形成天然空间构象的微环境。

3亮氨酸拉链(Leucinezipper)：反式作用因子都有结合DNA的结构域，并有一些共同结构，亮氨酸拉链就是其中一种。亮氨酸拉链基序介导DNA结合蛋白二聚化，它由35个氨基酸残基形成两性的卷曲螺旋型α－螺旋。疏水侧链位于一侧，解离基团位于另一侧，使螺旋具有两性性质。每圈螺旋3.5个碱基，两圈有一个亮氨酸，单体通过疏水侧链二聚体化，形成拉链。该结构域借助N端碱性氨基酸构成α－螺旋而与DNA结合，此种结构称为碱性亮氨酸拉链（bZip）。cAMP应答元件结合蛋白（CREB）以及转录因子AP1均具有这种结构。

4Tm值：如果在连续加热DNA的过程中以温度对A260值作图，所得曲线称为解链曲线。DNA变性从开始解链到完全解链，是在一个相当窄的温度范围内完成的。在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50％时的温度称为DNA的解链温度。这一过程与结晶体的溶解过程类似，又称融解温度（Tm,meltingtemperature）。DNA分子内的G和C含量越高，Tm值越高。

5核小体（nuleosome）：是染色体的基本组成单位。由DNA和5种组蛋白（H1,H2A,H2B,H3,H4）共同构成。各两分子的H2A,H2B,H3和H4共同构成八聚体的核心组蛋白(histone,H)，DNA双螺旋链缠绕在这一核心上形成核小体的核心颗粒（corepartical）。核小体的核心颗粒之间再由DNA（约60bp）和组蛋白H1构成的连接区连接起来形成串珠样结构。核小体是DNA在核内形成致密结构的第一层次折叠。

6结构域：分子量大的蛋白质三级结构常可分割成1个和数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密，各行其功能，称为结构域（domain）。

7NOS：NO合酶（NOsynthase）可以氧化L-精氨酸的胍基而产生NO。NOS可分为固有型(cNOS)和诱生型（iNOS）两类，前者又包括内皮型（eNOS）和神经型（nNOS）。固有型NOS存在于上皮、脑和血小板。但血管内皮细胞被刺激时，Ca2＋浓度升高，与钙调蛋白结合而激活cNOS，增加NO的合成。干扰素－α等可激活核因子－kB，干扰素调节因子－1和MAPK，上调iNOS活性使NO合成增加。

8复制子：复制子（replicon）是独立完成复制的功能单位,每个复制子都含有控制复制起始的起点（origin），可能还有终止复制的终点。每个起始点产生两个移动方向相反的复制叉，复制完成时，复制叉相遇并汇合连接。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子。高等生物有数以万计的复制子，原核生物是单复制子完成复制，称为复制体（replisome）。

9蛋白质二维电泳:是蛋白质组学研究的重要技术，其原理为第一向的蛋白质等电聚焦电泳，加之第二向的SDS，通过等电点和分子量的差异，将复杂的蛋白质混合物在二维平面上分离。

10Kornberg酶

11胰岛素原与胰岛素：前胰岛素原(preproinsulin)肽链经剪切，去掉N末端24个氨基酸残基的信号序列，形成含有84个氨基酸残基的胰岛素原(proinsulin)，这时3个二硫键已在相应的正确位置形成。当激素在高尔基体包装并分泌时，A、B链间33个残基的C链被切掉，形成具有两条链的活性胰岛素(insulin)。有活性的胰岛素由51个氨基酸残基组成，一级结构由A链（21个氨基酸残基）与B链（30个氨基酸残基）通过两个链间二硫键和一个链内二硫键（A链）连接而成。胰岛素在糖、氨基酸和脂肪的代谢中起主要作用，胰岛素缺乏或其受体异常时，不能对抗由肾上腺素、高血糖素、肾上腺皮质激素等引起的血糖升高。

12二十碳多不饱和脂肪酸衍生物：前列腺素（PG）、血栓素（TX）、白三烯（LTS）均由二十碳不饱和脂肪酸衍生而来，他们均可作为短程信使参与多种细胞代谢活动，在调节细胞代谢上具有重要作用，与炎症、免疫、过敏和心血管疾病等重要病理过程有关。花生四烯酸可转变为下列物质：

前列腺素：以前列腺烷酸为基本骨架，含有1个五元环和两条侧链，无不饱和双键。

血栓素：与前列腺素具有相似的骨架，但分子中不是5碳环而是含氧的恶烷。

白三烯：最初是由白细胞中分离出的，具有3个共轭双键的活性物质，故称白三烯。

二、问答题

1讨论酶活性中心及催化活性的结构要求？金属离子对酶催化反映有什么重要作用？

酶分子中与酶活性密切相关的化学基团称为酶的必需基团（essentialgroup）。必需基团包括结合基团（bindinggroup）和催化基团（catalyticgroup）。这些必需基团组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心（activecenter）或酶的活性部位（activesite）。组氨酸残基的咪唑基、丝氨酸残基的羟基、半胱氨酸残基的疏基和谷氨酸残基的γ－羧基是构成酶活性中心的常见基团。酶的活性中心是酶分子中具有三维结构的区域，形成裂隙或凹陷，深入到酶分子内部，多为疏水基团组成的疏水环境，形成疏水口袋。

酶高效催化的结构基础

多元催化：酶分子的活性中心系由数个功能基团组成，有的可起酸的催化作用，有的可起碱的催化作用，有的可进行亲电子攻击，有的可进行亲核攻击，彼此协同作用，其催化效能远比单一催化基团为高，而且，在活性中心中心以外区域的一些基团也影响活性中心的催化基团的解离状态，即催化基团的解离状态与其所处的微环境关系极大。金属离子主要起亲电子催化作用，由于金属离子为多价，其催化功效比氢离子强，被誉为超级酸。

表面效应：酶蛋白多为球状蛋白质，其疏水基团多包绕在酶分子内部，而亲水基团多暴露在外表，在酶分子的内部常构成一疏水口袋（或裂隙），作用物常在疏水口袋中方能被酶催化反应。在疏水环境中进行酶促反应具有下列优越性：有的作用物本身就是疏水性的，在分子的内部更易与酶相互作用；在疏水环境中排除了水分子的极性干扰，使作用物与催化基团的相互作用更为有效；在疏水环境中甩脱了水膜，使酶的催化基团与作用物分子更密切的相互接触。

邻近效应与定向排列：邻近效应实际上是将分子间的反应变成类似于分子内的效应使反应效率明显提高，再加上作用物与与酶结合时，其受催化攻击的部位定向的对准酶的催化基团，使酶的活性中心易于诱导作用物分子中的电子轨道趋于有利于反应的排列。

诱导契合：酶在发挥催化作用时，先与作用物广泛密切的结合，使酶与作用物的结构相互诱导、相互形变、相互适应的软结合过程。INDUCED-FITHYPOTHESIS：即诱导楔合学说。由D.Koshland于1958年提出：酶分子与底物接触之前，活性中心和底物分子的作用部位在空间上并不互相吻合，当二者在互相作用的过程中，由于酶的柔性而互相诱导，构象发生某些变化，使活性中心的功能基团处于有效位置后，酶才能与底物完全楔合，从而形成过度态复合物，活化能降低，加速反应进行。

金属辅助因子的作用是多方面的

1.

作为酶活性中心的催化基团参与催化反应、传递电子

2.

作为连接酶与底物的桥梁，3.

便于酶对底物起作用

4.

稳定酶的构象

5.

中和阴离子，6.

降低反应中的静电斥力

2试述真核细胞的膜脂成分有哪几类？膜蛋白的主要类型及其结构特点？

真核细胞中的膜脂成分类型

1、

磷脂：主要有磷脂酰胆碱（卵磷脂）、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、鞘磷脂。由磷脂酰碱基和脂肪酸通过甘油而2、

结合在一起。磷脂酰碱基部分较短，3、

极性强，4、

有亲水性，5、

称为头部，6、

两条脂肪酸链较长，7、

称为尾部，8、

疏水性。

9、

胆固醇：在脂双层分子中，10、

胆固醇分子的极性羟基靠近磷脂分子的极性基团，11、

膜中的胆固醇分子部分与磷脂的磷氢链相互作用，12、

调节膜的物理状态。

13、

糖脂：细菌和植14、

物细胞的糖脂几乎都是甘油的诱导体，15、

在动物细胞是长链的氨基乙醇的神经鞘氨醇的诱导体。最复16、

杂的糖脂之一是神经节苷脂。

膜蛋白的类型及结构特点：

膜蛋白按与膜双层相互作用的方式分为两类：

外周蛋白：外周蛋白通过离子键和氢键与膜脂的极性头结合，不深入脂双层之中。还有些蛋白通过与糖链共价结合直接连到糖基磷脂肌醇（GPI）上，形成蛋白－糖－脂肪酸复合物即膜锚蛋白的结构方式。

固有蛋白：固有蛋白主要通过与脂双层尾的疏水相互作用而结合在膜上，有的插入脂双层、有的贯穿整个脂双层，有的埋在脂双层内。这些蛋白的膜内部分形成α螺旋，α螺旋是除末端外，主链完全氢键化的二级结构，使其极性侧链包裹于螺旋内部，疏水侧链暴露于膜的疏水内层。蛋白的膜外端常用极性氨基酸能与脂双层的磷脂极性头相互作用。

3何谓呼吸链，其五种主要组成成分是什么？指出体内生成ATP的主要方式及其调节的机制？

代谢物脱下的成对氫原子通过多种酶和辅酶所催化的连锁反应逐步传递，最终与氧结合生成水，由于此过程与细胞呼吸有关，所以将此传递链称为呼吸链。呼吸链的5种主要组成成分为：烟酰胺脱氫酶（NAD+）,黄素蛋白（FMN,FAD）,铁硫蛋白（Fe-S），泛醌，细胞色素（Cytb560,562,566,a,a3,c,c1）。体内ATP的主要生成方式为氧化磷酸化。其调节机制包括：1.抑制剂：呼吸链抑制剂（阻断呼吸链中某些部位电子传递），解偶联剂（使氧化与磷酸化偶联过程脱离），氧化磷酸化抑制剂（对电子传递及ADP磷酸化均有抑制作用）。2.ADP的调节作用：正常及机体氧化磷酸化的速率主要受ADP的调节，而这成正比关系。3.甲状腺激素：它可诱导细胞膜上的Na+,K+,ATP酶的生成，加速ATP分解为ADP和Pi,ADP增多可促进氧化磷酸化；另外它还可使解偶联蛋白基因表达增加，引起耗氧和产热均增加。4.线粒体DNA突变：线粒体DNA（mitochondrailDNA）含编码呼吸链氧化磷酸化复合体中13条多肽链的基因以及线粒体蛋白质合成所需的22个tRNA的基因和2个rRNA的基因。因此，mtDNA突变可影响氧化磷酸化的功能,使ATP生成减少而致病。

4比较原核生物和真核生物基因结构的不同，并指出真核细胞mRNA内含子剪接的主要方式？

原核生物与真核生物基因结构的不同点：

断裂基因的转录后产物需通过剪接，去除内含子，使编码区（外显子）成为连续序列。内含子具有多种结构，故剪接机制也多种多样。

1.

类型Ⅰ自我剪接（self-splicing）：可自我催化完成，2.

需游离鸟苷酸提供3’羟基，3.

使内含子的5’磷酸基转移其上，4.

然后由第一个外显子产生的3’羟基攻击第二个外显子的5’磷酸基，5.

最后内含子3’羟基攻击5’末端第15个核苷酸处的磷酸基。共发生三次转酯反应。

6.

类型Ⅱ自我剪接：无需游离的鸟苷酸，而7.

是由内含子靠近3’端的腺苷酸2’－8.

羟基攻击5’磷酸基引起的，9.

然后第一个外显子产生的3’羟基攻击第二个外显子的5’磷酸基。内含子成为套索结构被切10.

除。共需两次转酯反应。

11.

核mRNA的剪接体（spliceosomal）剪接：hnRNA的剪接过程与类型Ⅱ自我剪接十分相似，12.

其差别在于前者由剪接体完成。剪接体是由U1、U2、U4-6snRNP及一些剪接因子（splicingfactor,SF）在RNA剪接位点逐步装配而13.

成。

14.

核tRNA的酶促(enzymatic)剪接：1.由一个特殊的核酸内切15.

酶断裂磷酸二酯键，16.

切17.

去插入序列。2.由RNA连接酶催化使切18.

开的tRNA两部分共价连接。

5核苷酸在细胞内主要以何种分子形式存在,，又以哪种含量为最多?？概述核苷酸的多种生物学功能？

1.核苷酸在细胞内的存在形式

细胞中核苷酸主要以5`核苷酸形式存在，其中又以5`ATP含量最多。一般来说，细胞中核糖核苷酸的浓度远远大于脱氧核糖核苷酸。在细胞分裂周期中，细胞内脱氧核苷酸含量波动较大，而核糖核苷酸浓度则相对稳定。不同类型细胞中各种核苷酸含量差异很大。同一细胞中，各种核苷酸含量虽也有差异，但核苷酸总含量变化不大。核苷酸以3`，5`磷酸二酯键形成核酸链，即DNA和RNA，以DNA的含量最高。核酸是遗传的物质基础，DNA是遗传信息的贮存和携带者，RNA主要是参与遗传信息的表达。

2.核苷酸的生物学功能：ATP和UTP在能量代谢中均为重要的底物和中间产物；cAMP和cGMP在细胞信号转导中具有重要调节作用。

作为核酸合成的原料，这是核苷酸最主要的功能。

构成能量物质。ATP是细胞的主要能量形式，GTP、UTP、CTP也都可以提供能量。

参与代谢和调节。cAMP是许多细胞膜受体激素作用的第二信使，cGMP与代谢调节有关。

组成辅酶。腺苷酸可作为多种辅酶（NAD、FAD、辅酶A等）的组成成分。

活化中间代谢物。可作为多种中间代谢物的载体，如UDP葡萄糖是合成糖原、糖蛋白的活性原料，CDP二酰甘油是合成磷脂的活性原料，S腺苷蛋氨酸是活性甲基的载体等。

6酶活性调节通过哪些酶来实现？概述其中的酶结构调节有哪两种方式及其异同点？

酶结构调节包括变构调节和共价调节，他们都是酶活性的调节方式。

变构调节：多半以影响关键酶使代谢发生方向性的变化为其主要作用。变构调节需变构酶（allostericenzyme）来实现，有些酶的分子表面除活性中心外，尚有调节部位，当调节物（变构效应剂）结合到此调节部位时，引起酶分子构象变化，导致酶活性改变，这类酶称为变构酶。它们常含有多个亚基，在酶分子上除了有和底物结合的活性部位外，还有和底物以外的某种或某些物质特异结合的调节部位（变构部位），这两种部位或者在酶的不同亚基上或者在同一亚基的不同部位上。当底物或底物以外的物质和变2构酶分子上的变构部位非共价价的结合后，通过酶分子构象的变化影响酶的催化活性，这种效应称为变构效应，包括变构激活和变构抑制效应。

共价调节：以放大效应调节代谢强度为主要作用。酶分子上的磷酸化及脱磷酸化，磷酸腺苷化，甲基化等，以改变酶的活性。多数调节修饰酶有无活性和有活性两种形式。须由另一种酶催化，而且酶的活性形式与其非活性形式的相互转变，正、逆两个方向是由不同的酶分别催化的。催化互变反应的酶受激素等调节因素的调控。

7试述激活酪氨酸激酶PTK（proteintyrosinekinase）通路的配基类型及其作用区别？讨论信号转导通路中MAPK的地位？

三任选加分题

概述蛋白质分子进化有哪些规律？

不同种属生物的功能相同的蛋白质分子，其一级结构有种属差异。差异大小反映了种属之间的亲缘关系和蛋白质分子的进化规律。在这些蛋白质的一级结构中，有一些位置上的氨基酸残基，不因种属来源不同而改变，即在生物进化中，他们始终保持不变。这些残基被称为守恒氨基酸残基，他们一般与蛋白质分子的生物功能密切相关。

同源蛋白在进化过程中，其三维结构的关键部位是守恒的，尤其是在活性部位的氨基酸及其三维排布，均不会发生改变，这是蛋白质发挥生物功能的基本条件。

蛋白质分子的疏水核，其疏水作用对维持蛋白质分子构象有重要的作用。因此，在进化过程中，疏水核中的个别残基虽然可以置换，但核的疏水性是守恒的。

由于蛋白质分子内部的氨基酸残基通常对维系三维结构比较重要，因此，较多变异发生在蛋白质分子的表面上。

在同源蛋白的进化过程中，氨基酸残基之间的置换有如下规律：残基侧链的大小、形状、柔性、电荷以及氢键形成能力愈近似，则置换愈易发生，如Lys置换为Arg、Ile置换为Leu、Asp置换为Glu、Thr置换为Ser等等。

同源蛋白的进化有两个趋势：一个是保全与完善其生物功能；另一个是产生新的生物功能，即功能异化，功能异化是蛋白质分子进化的普遍现象。

蛋白质是DNA分子中结构基因表达的产物。结构基因的变异会导致蛋白质分子的变异。如果变异有损于蛋白质的生物功能，则有关生物个体将经自然选择而淘汰；如果变异有助于蛋白质的生物功能的改进或者新的功能的产生，就有可能促成物种的进化。不过，在更多的情况下，蛋白质的生物功能不受任何影响，表现为中性突变。

2001年军事医学科学院博士入学考试生物化学试题

一、名词解释

1超二级结构：超二级结构(supersecondarystructure)是指在蛋白质中相邻的二级结构单位（即α螺旋、β折叠或β转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。它有3种基本组合形式作为超二级结构的组合单元。

αα：是一种由两股或三股右手α-螺旋彼此缠绕而成的左手超螺旋，它是α-角蛋白、肌球蛋白、纤维蛋白原种的超二级结构。

βΧβ：由两段平行式β-链（单股β-折叠）和一段连接链Χ（α-螺旋或无规卷曲）组成。蛋白质种最常见的βΧβ组合是由三段平行式的β链，其间由两段α-螺旋连接而成的超二级结构（βαβαβ）特称Rossmann折叠。乳酸脱氢酶、丙酮酸激酶、枯草杆菌蛋白酶都有这种结构。

βββ：三条或更多条反平行式β-链通过β-转角或其他肽段连接而成，也叫β-曲折。T4溶菌酶、葡萄球菌核酸酶、乳酸脱氢酶活性部位都有含有这种结构。长的β-链形成的βββ单元可全部或部分的卷成一个桶状，称β-折叠桶。在Cu、Zn-超氧化物歧化酶、免疫球蛋白中均有β-折叠桶结构。

2融合蛋白：是指在细菌内表达的蛋白的氨基端是原核序列，羧基端是真核序列。融合蛋白有其自身优点。1.在细菌内比较稳定，能实现高效表达。2.基因操作简便。3.经特殊设计或化学处理去掉融合蛋白氨基端的原核多肽，而获得具有生物活性的真核天然蛋白质分子。

3蛋白质组:蛋白质组是指一个细胞内的全套蛋白质,反应了特殊阶段、环境、状态下的细胞或组织在翻译水平的蛋白质表达谱。1二维凝胶电泳技术分离、2生物质谱技术鉴定、3计算机辅助图象处理技术与蛋白质组数据库生物信息学分析，是蛋白质组学研究的三大技术平台。

4真核细胞蛋白降解途径：真核细胞中蛋白质的降解有两条途径：1.溶酶体无选择地降解蛋白质，不需ATP，主要降解外来蛋白质、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白质；2.依赖ATP和泛素（ubiqutin）的选择性降解蛋白质，此过程需ATP。首先，泛素与是被选择的蛋白质形成共价连接，使后者标记并被激活，即泛素化。然后由多种蛋白质构成的复合体（蛋白酶体／泛素－连接的降解酶（UCDEN））将泛素化的蛋白质降解。

5Zincfinger：反式作用因子都有结合DNA的结构域，并有一些共同的结构，锌指就是其中一种。每一个锌指单位约有30个氨基酸残基锌指结构由1个α－螺旋和2个反向平行的β－折叠三个肽段组成。β－片层上1对Cys残基和α－螺旋上1对组氨酸残基（His）与Zn2＋组成四面体配位结构。α－螺旋是主要的识别单位，可接触深沟中的碱基对，相互形成氢键。另外还有一种锌指结构，两个Zn2＋形成两个锌簇，每个锌离子与四个Cys残基构成四面体配位结构。一个锌指（或称锌簇）与DNA结合，另一用于形成二聚体。他们称为Cys2／Cys2锌指，前者为Cys2／His2锌指。

6酶活化中心与不可逆抑制剂：酶分子中与酶活性密切相关的化学基团称为酶的必需基团（essentialgroup）。必需基团包括结合基团（bindinggroup）和催化基团（catalyticgroup）。这些必需基团组成具有特定空间结构的区域，能与底物特异结合并将底物转化为产物，这一区域称为酶的活性中心（activecenter）或酶的活性部位（activesite）。组氨酸残基的咪唑基、丝氨酸残基的羟基、半胱氨酸残基的疏基和谷氨酸残基的γ－羧基是构成酶活性中心的常见基团。酶的活性中心是酶分子中具有三维结构的区域，形成裂隙或凹陷，深入到酶分子内部，多为疏水基团组成的疏水环境，形成疏水口袋

不可逆抑制剂通常与酶活性中心上的必需基团共价结合，使酶失活。此种抑制剂不能用透析、超滤等方法予以去除。

7氧化磷酸化与解偶联：细胞内ATP形成的主要方式是氧化磷酸化（oxidativephosphorylation），即在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP,因此又称为偶联磷酸化。解偶联是指氧化与磷酸化偶联过程脱离。基本机制为：解偶联剂使呼吸链电子传递过程中泵出的H+不经ATP合酶的F0质子通道回流，而通过线粒体内膜中其它途径返回线粒体基质，从而破坏内膜两侧的质子电化学梯度，使ATP生成受到抑制，电化学梯度储存的能量以热能形式释放。

8codingstrandandantisensestrand：DNA双链中按碱基配对规律指引转录生成RNA的一股单链称为模板链，也作有意义链（sensestrand）或Watson链。相对的另一股单链是编码链（codingstrand）,也称反义链（antisensestrand）或Crick链。（人卫六版）

在DNA指导下的RNA合成过程中,用于转录的链称为模板链,或负链(-链);对应的链称为编码链,即正链(+链)。（沈同）

二、问答题

1自1869年发现核酸以来，在核酸结构与功能研究的历史进程中，举出5项以上具有里程碑意义的重大发现。

2抗体在蛋白质分析实验的哪些方面能派上用场。

3试述真核基因的结构特点及真核基因与原核基因在转录上的差异。

真核基因组结构特点：

真核基因组结构庞大：哺乳类动物基因组DNA由约3*109bp(碱基对)的核苷酸组成，其中80－90％的基因组可能没有直接的遗传学功能，此外，真核细胞DNA与组蛋白结合形成复杂的染色质结构。

单顺反子：真核基因转录产物为单顺反子（monocistron）,即一个编码基因转录生成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。

重复序列：重复序列在真核细胞中更普遍，重复序列长短不一，重复频率也不尽相同。

基因不连续性：真核结构基因两侧有不被转录的非编码序列，是基因表达的调控区。在编码基因内部还有内含子（intron）、外显子(exon)之分，因此真核基因是不连续的。

真核基因与原核基因在转录上的差异：

RNA聚合酶：原核生物为四种亚基α2ββ’σ组成的五聚体，真核生物为RNA聚合酶Ⅰ（45S－rRNA）、Ⅱ（hnRNA）和Ⅲ（5S－rRNA、tRNA、snRNA）。

转录起始：

1.

起始点上游的调控序列：原核启动子为－2.

35区的TTGACA序列和－3.

10区的TATAAT（Pribnowbox）序列。真核更为复4.

杂，5.

统称为顺式作用元件，6.

主要为TATA盒（通常认为这是启动子的核心序列）,GC盒，7.

另外还有增强子。

8.

转录因子：真核转录过程需转录因子（TFⅠ、Ⅱ和Ⅲ）参与，9.

转录因子属于反式作用因子。按照拼板理论（piecingtheory）,人类基因虽数以万10.

计，11.

但只需300多个转录因子就能满足需要了。

12.

转录起始复13.

合物：原核生物转录起始复14.

合物为：RNA-pol(α2ββ’σ)－15.

DNA-pppGpN-OH3’,第一个磷酸二酯键形成后，16.

σ因子就脱落了。真核生物的转录起始前复17.

合物为：TFⅡD-ⅡA-ⅡB－18.

DNA（TATA）复19.

合体→RNApolⅡ－20.

TFⅡF（解螺旋）进入核心区TATA→TFⅡE（解螺旋）进入→TFⅡH（磷酸化CTD）进入，21.

此时RNApolⅡ就可催化第一个磷酸二酯键形成了。

转录延长：原核生物转录延长过程中产生转录空泡，而且转录尚未完成，翻译已在进行。真核生物转录延长中可观察到核小体的移位和解聚现象。

转录终止：原核生物转录终止分两大类：1.依赖ρ因子的转录终止：ρ因子能结合RNA，尤其对polyC的结合力最强，在依赖ρ因子终止的转录中，发现产物RNA3’端有丰富的C。另外，ρ因子有ATP酶活性和解螺旋酶活性。2.非依赖ρ因子的转录终止：转录终止的3’末端可形成发夹结构，并常有连续的U结构。真核生物转录终止与转录后修饰密切相关。MRNA在修饰点处（AATAAA,GT）被切断，随即加入polyA尾及5’－帽子结构。

4指出TPK结构受体的分子结构特点，指出TPK信号转道的两条主要途径。

TPK（tyrosine-proteinkinase,TPK）是酪氨酸蛋白激酶，TPK结构受体的分子结构特点为：只有一个跨膜α螺旋，细胞外区有些含与免疫求蛋白同源的结构，有些富含Cys残基区段，是配体结合部位。细胞内为近膜区和功能区，酪氨酸蛋白激酶功能区在C末端，包括ATP结合和底物结合两个功能区。TPK信号转导途径包括：受体型TPK-Ras-MAPK途径和JAKs-STAT途径。前者是催化型受体与配基结合后，发生自身磷酸化和磷酸化GBR2与SOS，磷酸化的受体与GBR2－SOS复合物结合，进而激活Ras蛋白，Ras蛋白可进一步激活Raf蛋白，Raf蛋白具有丝氨酸／苏氨酸蛋白激酶活性，可激活有丝分裂原激活蛋白激酶（MAPK）系统，进一步发挥生物学效应。受体型TPK活化后还可通过激活腺苷酸环化酶、多种磷脂酶等发挥调控基因表达的功能。第二种途径是：大部分生长因子及细胞因子的受体缺乏酪氨酸蛋白激酶活性，他们借助细胞内非受体型酪氨酸蛋白激酶JAKs完成信号转导，JAKs再通过STAT最终影响基因的转录调控。

5在细胞线粒体内和线粒体外的生物氧化过程有何不同，写出呼吸链的五种组成成分。

呼吸链的五种组成成分：琥珀酸→

NADH→→CoQ（QH2）→→Cytc→→O2

烟酰胺脱氫酶：烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）或称辅酶I（CoI）

黄素蛋白：黄素单核苷酸（FMN，其中含有核黄素（维生素B2））和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）

铁硫蛋白：铁硫簇(Fe-S)

泛醌：亦称辅酶Q

细胞色素(cytochrome)：Cytb560、Cytb562、Cytb566、Cytc1、Cytc、Cyta、Cyta3

2002年军事医学科学院博士入学考试生物化学试题

一、名词解释

1Kernberg酶：DNA聚合酶Ⅰ，Kernberg发现，诺贝尔奖得主，该酶是个多功能酶，共具有：5’--→3’聚合；3’--→2Cyclin：细胞周期蛋白(cyclin)是调节细胞周期活动的重要蛋白质，在细胞的增殖,肿瘤的发生中具有重要作用。已证实哺乳动物的cyclin有8种，作为调节亚基与相应的Cdk形成复合物并正调节Cdk的活性。不同的cyclin在不同的时相通过相应的Cdk起到促进细胞完成周期的作用，cyclin的过度表达和错误调控均有可能导致恶性转化。

3同工酶：同工酶是指催化的化学反应相同，酶蛋白的分子结构、理化性质及免疫学性质不同的一组酶。它是由不同基因或等位基因编码的多肽链，或由同一基因转录的不同mRNA翻译的不同多肽链组成的蛋白质。

4蛋白质组学的三个技术平台：双向电泳、质谱鉴定技术、计算机图像数据处理与蛋白质组数据库。

5组成性表达：管家基因受环境因素影响小，在个体各个生长阶段的几乎全部组织中持续表达，这类基因的表达称为组织性表达或基本表达，这种表达只受启动子序列或启动子与RNA聚合酶相互作用的影响，不受其他机制调节。

6高能磷酸化合物：生物氧化过程中释放的能量大约有40％以化学能的形式储存于特殊的有机磷酸化合物中，形成磷酸酯（磷酸酐）。这些磷酸酯键水解时释放能量较多，一般称之为高能磷酸键，常用“～P”符号表示。含有高能磷酸键的化合物称为高能磷酸化合物。在体内所有高能磷酸化合物中，以ATP末端的磷酸键最重要。此外体内的GTP、UTP、CTP、磷酸肌酸、乙酰磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸也属于高能磷酸化合物。

7通用能量货币与还原当量：ATP充当细胞内的通用能量货币。它使自由能从高能化合物转移到低能化合物中。还原当量是以氫或电子形式存在的，还原当量进入呼吸链在氧化磷酸化过程中产生大量的ATP。O2作为呼吸链中还原当量的终末氧化剂。还原当量在呼吸链中按传递体氧化还原电位的不同由低向高进行传递，最后与氧结合生成水。（1分子乙酰CoA在柠檬酸循环中每循环1周，由脱氫酶催化的氧化反应共生成3分子NADH和1分子FADH2，可生成11分子ATP；另外，还可经底物水平磷酸化生成1分子ATP。）

8碱基堆积力:在DNA双螺旋结构模型中，DNA每条链中的碱基以疏水的近于平面的环形结构彼此接近而堆积，碱基平面与线性分子结构的长轴垂直，DNA双链结构的稳定纵向依靠碱基平面间的疏水性堆积力维持。

9儿茶酚胺：酪氨酸经酪氨酸羟化酶作用生成多巴，再经一系列反应可生成多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素，三者统称儿茶酚胺，即含邻苯二酚的胺类。酪氨酸羟化酶是儿茶酚胺合成的限速酶。

10拓扑异构酶：拓扑异构酶可改变DNA分子拓扑构象，理顺DNA链，配合复制过程。拓扑酶对DNA分子的作用是既能水解，由能连接磷酸二酯键。分为Ⅰ型（不需ATP）和Ⅱ型两种。

11一碳单位与运载体：某些氨基酸在分解代谢过程中可产生含有一个碳原子的基团，称为一碳单位。体内的一碳单位有甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基和亚氨甲基。四氢叶酸是一碳单位的运载体，即一碳单位代谢的辅酶。叶酸经二氢叶酸还原酶催化，通过两步还原反应生成四氢叶酸。

12caspase:Caspase分子是一类与凋亡有关的在进化上非常保守的蛋白酶类分子。Caspase的含义表现在两个方面（１）他们为半胱苷酸蛋白酶类，并且把半胱氨酸作为对底物裂解时的亲核基团，（２）他们为天冬氨酸蛋白酶类，切割天冬氨酸的羧基与下一个氨基酸的氨基形成的肽键。Caspase分子以酶原的形式被合成，并且在体内低水平组成性表达。外部或内部的刺激引起Caspase分子以瀑布式的活化方式活化。活化的Caspase分子催化裂解众多的效应分子，诱发细胞凋亡。Caspase分子除了在凋亡过程中起重要作用外，在炎症过程中也起重要作用。

二、问答题

1讨论DNA的变性、复性理论几种常用的核酸杂交技术要点。

变性(denaturation)：天然核酸在某些物理的或化学的因素作用下，有规则的双螺旋结构解开，转变为单链的无规则的线团，使核酸的某些光学性质和流体力学性质发生改变，有时部分或全部生物活性丧失，这种现象称为变性。变性只涉及次级键的变化，磷酸二酯键的断裂称核酸降解。

复性（renaturation）：变性DNA的两条互补单链，在适当条件下重新缔合形成双螺旋结构，其物理性质和生物活性随之恢复，这种过程称为复性。变性核酸复性时需缓慢冷却，故又称退火。

根据变性和复性的原理，将不同来源的DNA变性，然后在退火条件下让其形成DNA-DNA`异源双链，或将变性的单链DNA与RNA经复性处理形成DNA-RNA杂合双链，这种过程称为分子杂交（molecularhybridization）。Southern杂交和Northern杂交广泛应用于研究基因变异，基因重排，DNA多态性分析和疾病诊断。用类似的方法，根据抗体与抗原可以结合的原理，也可以分析蛋白质，这个方法称Western印迹法(Westernblotting)。变性和复性的原理还可应用于PCR技术。

Southernblotting又叫DNA印迹技术，属于分子杂交技术的一种，它的基本原理设计分子杂交特性，印迹技术和探针技术几方面。分子印迹是指，将琼脂糖电泳分离的DNA片段在胶中变性使其成为单链，然后将一张硝酸纤维素膜（NC）放在胶上利用毛细作用或点转印或真空吸引转印法将DNA片段转移到NC膜上，使之成为固相化分子，将载有DNA单链分子的NC膜放在杂交液中，溶液中具有互补序列的DNA或RNA单链分子就可以结合到存在于NC膜上的DNA分子上。探针技术是指，经过特殊标记（放射性核素、生物素或荧光染料）的核酸片段可以作为标记探针，在NC膜杂交反应中，标记探针的序列如果与NC膜上的核酸序列互补，就可以结合到膜上的相应DNA或RNA区带，经检测分析就可以判断膜上是否有互补的核酸分子存在。Southernblotting的过程为：限制性内切酶消化DNA样品后，进行琼脂糖凝胶电泳，将含有DNA区带的凝胶在变性溶液中变性后，将胶中的DNA分子转移到NC膜上，然后，在80℃加热NC膜使DNA固定于膜上，便可用于杂交反应。Northernblotting基本原理与Southernblotting相同，只是在转移前无需进行限制性内切酶切割。

2何为转录因子？并叙述转录因子的结构特征。

反式作用因子中，直接或间接结合RNA聚合酶的称为转录因子。转录因子分为基本转录因子和特异转录因子，后者又包括转录激活因子（结合增强子）和转录抑制因子（结合沉默子）。

转录因子主要包括三个结构域，DNA结合域、转录激活域和二聚化结构域。

DNA结合域：包括螺旋－转角－螺旋（HTH）、锌指（zincfinger）、亮氨酸拉链（leucinezipper）和螺旋－突环－螺旋（HLH）。下面以锌指和亮氨酸拉链为例说明结构域的功能。

转录激活域：有酸性激活域、谷氨酰胺富含域和脯氨酸富含域。

二聚化结构域：二聚化作用与碱性亮氨酸拉链（bZIP）和碱性螺旋－环－螺旋（bHLH）结构有关。

3简述多肽链合成后的一级结构修饰与高级结构修饰的类型。

一级结构的修饰：

肽链N端的修饰：细胞内脱甲酰基酶或氨基肽酶可除去N-甲酰基、N端甲硫氨酸或N端附加序列。

个别氨基酸的共价修饰：某些蛋白质肽链中存在共价修饰的氨基酸残基，使肽链合成后加工产生的，如酪蛋白中丝氨酸的磷酸化。肽链中半胱氨酸间形成的二硫键。

多肽链的水解修饰：某些无活性的蛋白前体可经蛋白酶水解，生成活性蛋白质或多肽。如胰岛素原酶解生成胰岛素。

高级结构的修饰：

亚基聚合：具有四级结构的蛋白质由两条以上的肽链通过共价键聚合，形成寡聚体。如血红蛋白分子α2β2亚基的聚合。

辅基连接：结合蛋白合成后需要结合相应辅基，才能成为天然功能蛋白质。如糖蛋白的糖基化。

疏水脂链的共价连接：某些嵌入质膜的蛋白在翻译后需要在肽链特定位点共价连接一个或多个疏水性强的脂链，才能通过脂链嵌入脂双层，发挥生物学功能。

4简述膜受体的结构特征，并指出各类膜受体的结构特点。

受体是指细胞膜上或者细胞内能识别生物活性分子并与之结合的成分，它能把识别和接受的信号正确无误的放大并传递到细胞内部，进而引起生物学效应。存在于细胞膜上的受体称为膜受体。膜受体大多为镶嵌的糖蛋白。膜受体包括：1.环状受体，又叫配体依赖性离子通道。2.G蛋白偶联受体（GPCRs）：又称七个跨膜螺旋受体。N端在细胞外测（经常发生糖基化），C端形成细胞内的尾巴，中段为7个跨膜的螺旋结构（一级结构高度同源）和3个细胞外环与3个细胞内环（亲水环一级结构有较大变异）。GPCR具有一些Cys，对维持受体结构起到关键作用。这类受体的特点是胞内第2、3环能与鸟苷酸结合蛋白（G蛋白）相偶联。3.单个跨膜α螺旋受体：分为酪氨酸蛋白激酶受体型和非酪氨酸蛋白激酶受体型。细胞外区为配体结合部位，有的含与免疫球蛋白同源的结构，有的富含半胱氨酸区段。细胞内为近膜区和功能区。酪氨酸蛋白激酶功能区位于C末端，包括ATP结合和底物结合两个功能区。单个跨膜α螺旋受体还包括转化生长因子β受体，包括TβRⅠ和Ⅱ两型。他们都是糖蛋白；胞外区含10个以上的Cys；在激酶结构域具有Ser/Thr蛋白激酶的规范序列（Ⅰ型的序列高度相似）；Ⅰ型激酶结构域N端，有高度保守的GS结构域，他是控制TβR-Ⅰ激酶活性和与底物相互作用的关键区域。4.具有鸟苷酸环化酶（GC）活性的受体：分为膜受体（由同源的三聚体或四聚体组成，包括胞外受体结构域、跨膜区域、胞内蛋白激酶样结构域和GC催化结构域）和可溶性受体（由α、β两个亚基组成的杂二聚体，每个亚基具有一个GC催化结构域和血红素结合结构域）。

5讨论真核染色体的末端复制问题。

6指出别构酶的性质、结构及其别构效应。

有些酶的分子表面除活性中心外，尚有调节部位，当调节物（变构效应剂）结合到此调节部位时，引起酶分子构象变化，导致酶活性改变，这类酶称为变构酶。它们常含有多个亚基，在酶分子上除了有和底物结合的活性部位外，还有和底物以外的某种或某些物质特异结合的调节部位（变构部位），这两种部位或者在酶的不同亚基上或者在同一亚基的不同部位上。当底物或底物以外的物质和变构酶分子上的变构部位非共价价的结合后，通过酶分子构象的变化影响酶的催化活性，这种效应称为变构效应，包括变构激活和变构抑制效应。

7指出遗传密码有几个特点。

1.连续性：密码见即无间断也无交叉。2.简并性：除甲硫氨酸和色氨酸只对应一个密码子外，其它氨基酸都有2、3、4、6个密码子为之编码。3.通用性：蛋白质生物合成的整套密码，从原核生物到人类都通用。4.摆动性：tRNA的反密码子与密码子之间不严格遵守常见的碱基配对规律。

8何谓蛋白激酶，根据受体氨基酸的特异性可分为几类？

2003年军事医学科学院博士入学考试生物化学试题

一、名词解释：

1超二级结构：超二级结构(supersecondarystructure)是指在蛋白质中相邻的二级结构单位（即α螺旋、β折叠或β转角）组合在一起，形成有规则的、在空间上能辨认的二级结构组合体。它有3种基本组合形式作为超二级结构的组合单元。αα,βΧβ,βββ。

2变构调节与变构酶：有些酶的分子表面除活性中心外，尚有调节部位，当调节物（变构效应剂）结合到此调节部位时，引起酶分子构象变化，导致酶活性改变，这类酶称为变构酶（allostericenzyme）。它们常含有多个亚基，在酶分子上除了有和底物结合的活性部位外，还有和底物以外的某种或某些物质特异结合的调节部位（变构部位），这两种部位或者在酶的不同亚基上或者在同一亚基的不同部位上。当底物或底物以外的物质和变构酶分子上的变构部位非共价结合后，通过酶分子构象的变化调节酶的催化活性，这种调节酶催化活性的方式称为变构调节。变构调节多半以影响关键酶使代谢发生方向性的变化为主要作用。

3真核生物DNA组装：

4带正电的R基氨基酸：氨基酸按其R基的极性分类：

非极性R基氨基酸：丙氨酸，缬氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，脯氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，甲硫氨酸

不带电荷的极性R基氨基酸：甘氨酸，丝氨酸，苏氨酸，半胱氨酸，酪氨酸，天冬酰胺，谷氨酰胺

带正电荷的R基氨基酸，这是一组碱性氨基酸，在PH7时携带正电荷：赖氨酸，精氨酸，组氨酸

带负电荷的R基氨基酸：天冬氨酸，谷氨酸

二、问答题

1稳定蛋白质结构的作用力有那些？球状蛋白质三维结构的特点。

稳定蛋白质结构的作用力主要是一些所谓弱的相互作用或称非共价键或次级键，包括氢键、范德华力（定向效应、诱导效应、分散效应）、疏水作用和离子键、二硫键。

三维结构特点：

球状蛋白质分子含多种二级结构元件。一种纤维状蛋白维系的α螺旋β折叠片等二级结构。

球状蛋白质分子是紧密的球状或椭球状实体。

球状蛋白质疏水侧链埋藏在分子内部，亲水侧链暴露在分子表面。因此球状蛋白是水溶性的。

球状蛋白质分子的表面有一个空穴，常是结合底物、效应物等配体并行使生物功能的活性部位。空穴周围分布着许多疏水侧链，为底物等发生化学反应营造了一个疏水环境。质（肌球蛋白除外）只含有一种二级结构元件，然而球状蛋白质分子含有两种或两种以上的二级结构元件。

球状蛋白质三维结构具有明显的折叠层次。多肽链主链在熵驱动下折叠成借氢键维系的α螺旋β折叠片等二级结构。

2TPK的两种类型，其信号转导途径有何不同？

受体型与非受体型TPK。他们的信号转导途径分别为受体型TPK-Ras-MAPK途径和JAKs-STAT途径。

3真核生物基因组的结构特点，转录因子主要有哪些结构域，举一到两例说明结构域的功能。

真核基因组结构特点：

真核基因组结构庞大：哺乳类动物基因组DNA由约3*109bp(碱基对)的核苷酸组成，其中80－90％的基因组可能没有直接的遗传学功能，此外，真核细胞DNA与组蛋白结合形成复杂的染色质结构。

单顺反子：真核基因转录产物为单顺反子（monocistron）,即一个编码基因转录生成一个mRNA分子，经翻译生成一条多肽链。

重复序列：重复序列在真核细胞中更普遍，重复序列长短不一，重复频率也不尽相同。

基因不连续性：真核结构基因两侧有不被转录的非编码序列，是基因表达的调控区。在编码基因内部还有内含子（intron）、外显子(exon)之分，因此真核基因是不连续的。

转录因子主要包括三个结构域，DNA结合域、转录激活域和二聚化结构域。

DNA结合域：包括螺旋－转角－螺旋（HTH）、锌指（zincfinger）、亮氨酸拉链（leucinezipper）和螺旋－突环－螺旋（HLH）。下面以锌指和亮氨酸拉链为例说明结构域的功能。

1.锌指：每一个锌指单位约有30个氨基酸残基锌指结构由1个α－螺旋和2个反向平行的β－折叠三个肽段组成。β－片层上1对Cys残基和α－螺旋上1对组氨酸残基（His）与Zn2＋组成四面体配位结构。α－螺旋是主要的识别单位，可接触深沟中的碱基对，相互形成氢键。另外还有一种锌指结构，两个Zn2＋形成两个锌簇，每个锌离子与四个Cys残基构成四面体配位结构。一个锌指（或称锌簇）与DNA结合，另一用于形成二聚体。他们称为Cys2／Cys2锌指，前者为Cys2／His2锌指。

2.亮氨酸拉链：亮氨酸拉链基序介导DNA结合蛋白二聚化，它由35个氨基酸残基形成两性的卷曲螺旋型α－螺旋。疏水侧链位于一侧，解离基团位于另一侧，使螺旋具有两性性质。每圈螺旋3.5个碱基，两圈有一个亮氨酸，单体通过疏水侧链二聚体化，形成拉链。该结构域借助N端碱性氨基酸构成α－螺旋而与DNA结合，此种结构称为碱性亮氨酸拉链（bZip）。cAMP应答元件结合蛋白（CREB）以及转录因子AP1均具有这种结构。

转录激活域：有酸性激活域、谷氨酰胺富含域和脯氨酸富含域。

二聚化结构域：二聚化作用与碱性亮氨酸拉链（bZIP）和碱性螺旋－环－螺旋（bHLH）结构有关。

4以核苷酸序列推测蛋白质氨基酸序列的步骤，并提出一种可以弥补该方法不足的方法。

这是基于蛋白质的氨基酸顺序是由核酸的核苷酸顺序或三联体密码规定的道理。方法是用待测蛋白质作抗原免疫动物，得相应抗体，并用此抗体去沉淀合成此种蛋白质的多核糖体，因为在这种多核糖体上含有该蛋白质的模板mRNA和与其相连而未被释放的蛋白质多肽链。后者将与加入的抗体发生结合而使多核糖体沉淀，再从沉淀中分离出该mRNA，并将它反转录成cDNA。然后测出cDNA的核苷酸序列，并从它推测出蛋白质的顺序。如果DNA没测出全序列，也可先测蛋白质N端和C端的部分序列，再依据密码编码规律找出cDNA序列相应的部分，合成此序列作为引物，经PCR仪进行延展和扩增，再用来测序。

推测的依据是生物学上的“中心法则”，细胞内的遗传信息流是DNA到RNA到蛋白质，核酸分子的线性核苷酸序列决定蛋白质分子的氨基酸序列，即由三联体密码子规定氨基酸。具体的方法是用待测的蛋白质作抗原免疫动物，得相应抗体，并用此抗体去沉淀合成此蛋白质的多核糖体，因为在这种多核糖体上含有该蛋白质的模板mRNA和与其相连而未被释放的蛋白质多肽链。后者将与加入的抗体发生结合而使多核糖体沉淀；在从沉淀中分离出该mRNA，并将它反转录成cDNA。然后测出cDNA的核苷酸序列，并从它推测出蛋白质的氨基酸序列。由于目前DNA测序的技术相当成熟，因此对于用传统的蛋白质化学方法难以测定的相对分子量大（Mr>100,000）的或生物体含量很低的蛋白质，此方法将是十分有效的。

虽然推定法很有前途，并已被实践所证明，但它仍需要直接的氨基酸序列分析相配合。例如必须知道蛋白质的N-末端和C-末端的残基，否则不可能准确地找到编码序列（结构基因）。如果没有必需的部分氨基酸序列，就不可能找到正确的密码读框。总之，核苷酸序列测定技术与氨基酸序列测定技术都需要发展，并把两者有机结合起来。

5指出SOD与谷胱甘肽过氧化物酶的类型及催化功能。

SOD就是超氧物歧化酶（superoxidedismutase）与谷胱甘肽过氧化物酶均属于氧化还原酶类（oxidoreductases）。呼吸链电子传递过程中及体内某些物质氧化时可产生超氧离子（O2）超氧离子可进一步生成过氧化氢(H2O2)和羟自由基（•OH），统称为反应氧族。其化学性质活跃，可损伤生物膜，并与组织老化有关。SOD可以催化一分子超氧离子氧化生成氧，另一分子超氧离子还原生成H2O2。SOD是人体防御内外环境中超氧离子损伤的重要酶。谷胱甘肽过氧化物酶可使H2O2或过氧化物（ROOH）与还原型谷胱甘肽反应，生成的氧化型的谷胱甘肽，在由NADPH供氢还原成还原型谷胱甘肽，此酶具有保护生物膜