北京师范大学生物化学真题解析

1 海文专业课海文专业课 09 年北京师范大学生物化学冲刺班讲义 七 答题技巧年北京师范大学生物化学冲刺班讲义 七 答题技巧 一 名解一 名解 一般要求答到以下几点 基本概念 意义或者举例 如果是一名词 则解释结构 功能 特点 如 G 蛋白 在细胞内信号传导途径中起着 重要作用的 GTP 结合蛋白 由 三个亚基组成 激素与激素受体结合诱导 GTP 与 G 蛋白结合的 GDP 进行交换 结果激活了位于信号途径中下游的腺苷酸环化酶 G 蛋白将细 胞外的第一信使 肾上腺素等激素 和细胞内的腺苷酸环化酶催化的腺苷酸环化生成的第二 信使 cAMP 联系起来 G 蛋白具有内源 GTP 酶活性 如果是一过程 则解释过程和意义即可 如丙氨酸 葡萄糖循环 指丙氨酸和葡萄糖在 肌肉和肝脏之间进行氨转运的过程 其具体过程是 肌肉中的氨基酸经转氨基作用将氨基 转给丙酮酸生成丙氨酸 丙氨酸经血液循环运到肝脏 在肝脏内丙氨酸通过联合脱氨基作 用释放氨基用于合成尿素 转氨基生成的丙酮可经糖异生作用生成葡萄糖 后者经血液循 环到达肌肉组织 通过糖酵解途径再生成丙酮酸 再接受氨基生成丙氨酸 丙氨酸和葡萄 糖在肌肉和肝脏之间反复进行氨的转运的过程称为丙氨酸 葡萄糖循环 二 填空二 填空 遇到不会的 先跳过 一般 北师考研填空题集中在以下几个方面 1 重要酶 尤其是限速酶 E g 脂肪酸 氧化的限速酶是 它存在于细胞的 E g 催化乙醛酸循环途径的特有酶是 和 08 真题 2 重要代谢产物 e g 由尿素循环过程中产生的两种氨基酸 和 不参与人体蛋白质的合成 06 真题 3 重要的基本概念 如根据酶催化的反应类型 可以把酶分为 6 大类 它们分别是 和 北京师范大学生物化学北京师范大学生物化学 2005 年真题解析年真题解析 一一 名词解释名词解释 1 等电点和等离子点 等电点 对于某一种蛋白质在某一 pH 他所带的正电荷与负电 荷恰好相等 也即净电荷为零 这一 pH 值称为蛋白质的等电点 蛋白质的等电点和它所 含的酸性氨基酸和碱性氨基酸的数目比例有关 等离子点 没有其它盐类干扰时 蛋白质质子供体解离出的质子数与质子受体结合的 质子数相等时的 pH 值称等离子点 是每种蛋白质的特征常数 在等电点条件下 蛋白质 的电导性 溶解度最小 粘度最大 2 氢键的方向性和饱和性 氢键是一种特殊的分子间作用力 它是由已经与电负性很 强的原子形成共价键的氢原子与另一分子中电负性很强的原子之间的作用力 氢键不属于 化学键 是介于范德华力和化学键之间的一种较弱的作用力 一般表示为 X H Y 氢键的方向性是指 Y 原子与 X H 形成氢键时 将尽可能使氢键与 X H 键轴在同一方向 即 X H Y 三个原子在同一直线上 这样 X 与 Y 之间距离最远 两原子电子云之间排 斥力最小 所形成的氢键最强 体系更稳定 氢键的饱和性是指每一个 X H 只能与一个 Y 原子形成氢键 2 3 合成酶和合酶 酶是生物催化剂 除少数 RNA 外几乎都是蛋白质 酶不改变反应的 平衡 只是通过降低活化能加快反应的速度 其中催化有 ATP 参加的合成反应 即由两种 物质合成一种新物质的反应的酶叫做合成酶 而催化合成反应并且不需要 ATP 的酶叫合酶 4 氨基酸臂和反密码子环 生物的 tRNA 的顺序通过碱基互补配对形成三叶草结构 其 5 端总是配对的 这与 tRNA 的稳定性有关 5 端和 3 端配对形成茎区 称为受体 臂或氨基酸臂 在 3 端永远是 4 个碱基的单链区 在其末端有 2 OH 或 3 OH 是被 氨基酰化位点 此臂负责携带特异的氨基酸 反密码子环常是由 5bp 的茎区和 7nt 的环区 组成 在环区的中央总存在着反密码子三联体 他负责对 mRNA 上的密码子的识别与配对 5 增色效应和减色效应 这是 DNA 变复性过程中发生的现象 当双螺旋 DNA 熔解 解 链 时 260nm 处紫外吸收增加的现象叫做增色效应 增色效应与 DNA 解链程度有一定的 比例关系 是观察 DNA 是否发生变性的一个重要指标 随着核酸复性 紫外吸收降低的现 象叫做减色效应 这是因为双螺旋结构使碱基对的 电子云发生重叠 因而减少了对紫外 光的吸收 6 磷氧比值 电子经过呼吸链的传递作用最终与氧结合生成水 在此过程中所释放的 能量用于 ADP 磷酸化生成 ATP 经此过程消耗一个原子的氧所要消耗的无机磷酸的分子 数 也是生成 ATP 的分子数 称为磷氧比值 P O 如 NADH 的磷氧比值是 3 FADH2 的磷 氧比值是 2 7 脂肪酸的 氧化 是脂肪酸氧化分解的方式 因为其降解始于羧基端的第二位 位 的碳原子 在这一处断裂切掉两个碳原子 因此被称为 氧化 其过程发生在线粒体 内 共包括 5 个步骤 即活化 氧化 水合 氧化 断裂 每轮循环切掉两个碳原子逐步 把脂肪酸完全降解成两个碳的乙酰辅酶 A 在进入以后的氧化分解过程 8 衰减子 是原核基因调控过程中的一种位于结构基因上游的终止子 用以终止和减 弱转录 前导区编码 mRNA 的前导序列 该序列可合成一段小肽 他在翻译水平上控制前 导区转录的终止 是一种控制转录后是否继续下去的调控机制 其调节比之阻遏作用更为 精细 9 RAPD 是建立在 PCR Polymerase Chain Reaction 基础之上的一种可对整个未知序 列的基因组进行多态性分析的分子技术 其以基因组 DNA 为模板 以单个人工合成的随机 多态核苷酸序列 通常为 10 个碱基对 为引物 在热稳定的 DNA 聚合酶 Taq 酶 作用 下 进行 PCR 扩增 1 扩增产物经琼脂糖或聚丙烯酰胺电泳分离 溴化乙锭染色后 在紫 外透视仪上检测多态性 扩增产物的多态性反映了基因组的多态性 RAPD 技术现已广泛 的应用于生物的品种鉴定 系谱分析及进化关系的研究上 10 Western blot 与 Southern 或 Northern 杂交方法类似 但 Western Blot 采用的是聚丙 烯酰胺凝胶电泳 被检测物是蛋白质 探针 是抗体 显色 用标记的二抗 经过 PAGE 分离的蛋白质样品 转移到固相载体 例如硝酸纤维素薄膜 上 固相载体以非共价键 3 形式吸附蛋白质 且能保持电泳分离的多肽类型及其生物学活性不变 以固相载体上的蛋 白质或多肽作为抗原 与对应的抗体起免疫反应 再与酶或同位素标记的第二抗体起反应 经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的特异性目的基因表达的蛋白成分 该技术也 广泛应用于检测蛋白水平的表达 以上是部分真题解析 查看详情 二二 填空填空 1 脯氨酸 脯氨酸 2 3 8 3 溴化氢 4 胶原 5 负 6 结合部位 7 02 s 8 竞争 非竞争 10 C C 11 维生素 12 高 13 G A 14 RNA 逆转录 15 GCU GCA GCC 16 热变性 酸碱变形 17 H 基因调 控 18 甘油醛 3 磷酸 1 3 二磷酸甘油酸 19 葡萄糖 6 磷酸 EMP HMP 20 线粒 体 生物素 21 氧化 还原 22 细胞色素 C 细胞色素氧化酶 23 脂酰肉碱转移酶 24 甘油 3 磷酸 脂酰 CoA 25 乙酰 CoA HMG CoA 还原酶 26 乙酰 CoA 27 胸腺嘧 啶核苷酸合酶 四氢叶酸 甲基 28 非编码区 内含子 29 解链 30 低温退火 三三 问答题问答题 1 略 2 结构式 它是维生素 PP 的衍生物 它主要作为脱氢酶的辅酶 在催化反应中起传递电子 氢原子 的作用 3 参考答案 核酸是一种线形多聚核苷酸 基本组成单位是核苷酸 DNA 的结构 一级 脱氧核苷酸分子间连接方式及排列顺序 DNA 的一级结构是 4 种脱氧核苷酸 dAMP dGMP dCMP dTMP 通过 3 5 磷酸二酯键连接起来的线形多聚 体 3 5 磷酸二酯键是 DNA RNA 的主链结构 二级 DNA 的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成的双螺旋结构 Watson Crick 双螺旋 结构模型 a 两条反平行的多核苷酸链绕同一中心轴相缠绕 形成右手双股螺旋 一条 5 3 另一条 3 5 b 嘌呤与嘧啶碱位于双螺旋的内侧 磷酸与脱氧核糖在外侧 磷酸 与脱氧核糖彼此通过 3 5 磷酸二酯键相连接 构成 DNA 分子的骨架 c 螺旋平均直径 2nm 每圈螺旋含 10 个核苷酸 碱基堆积距离 0 34nm 螺距 3 4nm d 两条核苷酸链 依靠彼此碱基间形成的氢链结合在一起 碱基平面垂直于螺旋轴 A T G C 三级 DNA 双链进一步折叠卷曲形成的构象 形成正超螺旋与负超螺旋 DNARNA 的 结构 RNA 是 AMP GMP CMP UMP 通过 3 5 磷酸二酯键形成的线形多聚体 1 组 成 RNA 的戊糖是核糖 2 碱基中 RNA 的 U 替代 DNA 中的 T 此外 RNA 中还有一些稀有 碱基 3 天然 RNA 分子都是单链线形分子 只有部分区域是 A 型双螺旋结构 双螺旋区 一般占 RNA 分子的 50 左右 tRNA 形成了特殊的高级结构 三叶草结构 其结构特点是 分子量在 25kd 左右 70 90b 沉降系数 4S 左右 碱基组成中有较多稀有碱基 3 末端为 CpCpA OH 用来 接受活化的氨基酸 此末端称接受末端 5 末端大多为 pG 或 pC 二级结构是三 叶草形 mRNA 和 rRNA 结构没有复杂的高级结构 但在真核和原核生物中其结果有差别 4 参考答案 一 代谢途径交叉形成网络 细胞内有数百种小分子在代谢中起着关键的作用 由它们构成了成千上万种生物大分 子 其代谢有着密切的联系 细胞代谢的原则和方略 将各类物质分别纳入各自的共同代 谢途径 以少数种类的反应 氧化还原 基团转移 水解合成 基团脱加 异构反应 转 4 化种类繁多的分子 不同的代谢途径可通过交叉点上关键的中间代谢物而相互作用 相互 转化 这些共同的中间代谢物使各代谢途径得以沟通 形成经济有效 运作良好的代谢网 络 生物体内的糖 脂 蛋白质与核酸之间可以相互转化 构成了代谢的网络 二 分解代谢和合成代谢的单向性 分解代谢与相应的合成代谢途径通常是不重合的 存在重要差别 差别方式有两种 1 部分代谢途径相同 个别或少数过程不相同 并由不同的酶催化 2 合成和分解途径完全不相同 由不同酶催化 三 ATP 是能量的通用载体 分解代谢过程如葡萄糖和其它燃料分子降解 所释放的能量通过 ADP ATP 过程 被贮存 然后再经过 ATP 的水解释放可作功的自由能 做四种功 1 驱动合成反应 2 细胞运动或肌肉收缩 3 跨膜逆浓度梯度主动运输营养物质 4 DNA RNA Protein 生物合成过程中参与遗传信息传递 四 NADPH 以还原力携带能量 NADPH 系携带分解代谢释放能量的另一种形式 NADP 是一些分解代谢中脱氢酶 辅酶 结合释放的高能原子转化为 NADPH 再通过其氧化 将能量转移到需能的合成反应 提供还原力 生物合成过程系一还原反应过程 需要氢原子或电子形式的还原力 通过 NADPH 将分解代谢释放部分能量供给生物合成需要 从而实现能量的传递 在此过程中 NADP H e NADPH 实现自身循环 五 代谢的基本要略在于形成 ATP 还原力和构造单元以用于生物合成 代谢途径是由一系列的酶促反应驱动 代谢的总轮廓特征为 分解代谢汇聚到少数几个 终产物 各成代谢分叉产生许多产物 代谢的基本要略在于形成 ATP 还原力和构造单元 以用于生物合成 分解代谢产生能量和构造材料 再由 ATP NADPH 和构造单元合成 各类生物分子 并进而装配成生物不同层次的结构 5 参考答案 一 氨基端和羧基端的修饰 在原核生物中几乎所有蛋白质都是从 N 甲酰蛋氨酸开始 真核生物从蛋氨酸开始 甲 酰基经酶水介而除去 蛋氨酸或者氨基端的一些氨基酸残基常由氨肽酶催化而水介除去 包括除去信号肽序列 因此 成熟的蛋白质分子 N 端没有甲酰基 或没有蛋氨酸 同时 某些蛋白质分子氨基端要进行乙酰化在羧基端也要进行修饰 二 共价修饰 许多的蛋白质可以进行不同的类型化学基团的共价修饰 修饰后可以表现为激活状态 也可以表现为失活状态 1 磷酸化 磷酸化多发生在多肽链丝氨酸 苏氨酸的羟基上 偶尔也发生在酪氨酸残基上 磷酸化 分子式如下图 这种磷酸化的过程受细胞内一种蛋白激酶催化 磷酸化后的蛋白质可以增 加或降低它们的活性 2 糖基化 质膜蛋白质和许多分泌性蛋白质都具有糖链 这些寡糖链结合在丝氨酸或苏氨酸的羟 基上 3 羟基化 4 二硫键的形成 mRNA 上没有胱氨酸的密码子 多肽链中的二硫键 是在肽链合成后 通过二个半胱 氨酸的疏基氧化而形成的 二硫键的形成对于许多酶和蛋白质的活性是必需的 三 亚基的聚合 5 有许多蛋白质是由二个以上亚基构成的 这就需这些多肽链通过非共价键聚合成多聚 体才能表现生物活性 四 水解断链 一般真核细胞中一个基因对应一个 mRNA 一个 mRNA 对应一条多肽链 但也有少数 的情况 即一种多肽链经水解后产生几种不同的蛋白质或多肽 6 参考答案 原核生物和真核生物的基因表达都经历的复杂的调节过程 受多种调节过 程 原核生物的基因表达主要发生在转录前 而真核生物基因的调控可发生在整个基因表 达的过程中 其中原核生物的基因表达调控主要有 1 操纵子模型 原核生物的几个不同基因组成一个操纵子一起表达 共同受到调控 它包括结构基因和控制部位 2 转录活性的调节 基因能否转录是受到严格控制的其调节机制有降解物阻遏 有些调 节基因起正调节作用 如腺苷酸受体蛋白 可被环腺苷酸活化 作用于启动子 促进转录 3 基因转录能否持续下去也是受到调节的 其调节机制是衰减子 可终止和减弱转录 4 生长速度的调节 生长速度由蛋白质合成速度控制 快速生长时核糖体数量增加 缺乏氨基酸时核糖体 RNA 和转运 RNA 的合成显著下降 关闭大部分代谢活性 称为 严紧控制 未负载转运 RNA 与核糖体结合后引起鸟苷四磷酸和鸟苷五磷酸的合成 抑制核糖体 RNA 的转录起始 并增加 RNA 聚合酶在转录中的暂停 减缓转录 5 基因表达的时序控制 噬菌体的发育阶段由几个调节蛋白作用于不同的启动子和 终止子而调控 早期基因的表达可打开后期基因 在后期又可关闭早期基因 使遗传信息 按时序表达 6 翻译水平的调控 1 翻译能力的差异 由 5 端的核糖体结合部位 SD 序列 决定 而且用常见密码子的信使 RNA 翻译较快 2 翻译阻遏 核糖体游离蛋白对自身的翻译有阻 遏作用 可以使其蛋白与 RNA 相适应 3 反义 RNA 与信使 RNA 序列互补 结合后抑制 其翻译 可用于抑制有害基因的表达 真核生物的主要调控 1 转录前调节 通过改变 DNA 序列和染色质结构而影响基因表达 包括 染色质的丢 失 基因扩增 染色体 DNA 序列重排 DNA 修饰和异染色质化 2 转录活性的调节 分两步 先活化 再与其他因素作用 活化方式主要有染色质的 活化 激素的诱导 增强子 3 转录后调节 加帽子和尾可延长寿命 选择性剪接 RNA 编辑可产生不同的信使 RNA 4 翻译水平调节 主要是控制稳定性和有选择地翻译 某些蛋白因子可起保护作用 翻译控制 RNA 可与之形成双链 抑制翻译 对 eIF2 的磷酸化也可抑制翻译 5 翻译后的调节 翻译后加工也有调控作用 不同的加工方式可产生不同蛋白 将蛋 白转变为易降解的形式 促进水解也是调控手段 以上是部分真题解析 北京师范大学生物化学北京师范大学生物化学 2006 年真题解析年真题解析 一一 名词解释名词解释 1 兼性离子和两性电解质 氨基酸在中性 PH 时 羧基以 COO 氨基以 NH3 形式存在 这样的氨基酸分子含有一个正电荷和一个负电荷 称为兼性离子 兼性离子是两性的 它既 是算又是碱 在高 PH 值条件下 带负电荷 在较低 PH 下带正电荷 兼性离子向其他离 子一样是一种电解质 因此又称作两性电解质 氨基酸的等电点 在某一 pH 溶液中 氨基酸 解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等 成为兼性离子 6 2 超二级结构和结构域 在蛋白质分子中特别是在球状蛋白质分子中经常看到由若干 相邻的二级结构元件组合在一起 彼此相互作用 形成种类不多的 有规则的二级结构组 合或二级结构串 在多种蛋白质中充当三级结构的构件 称为超二级结构 结构域是介于二 级和三级结构之间的另一种结构层次 所谓结构域是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密 球状结构区域 有时候也指功能域 3 诱导契合学说 酶对于它所作用的底物有着严格的选择 它只能催化一定结构或者一 些结构近似的化合物 使这些化合物发生生物化学反应 有的科学家提出 酶并不是事先就以 一种与底物互补的形状存在 而是在受到诱导之后才形成互补的形状 这种方式如同一只手 伸进手套之后 才诱导手套的形状发生变化一样 底物一旦结合上去 就能诱导酶蛋图白的构 像发生相应的变化 从而使酶和底物契合而形成酶 底物络合物 这就是 诱导契合学说 4 琼脂糖凝胶电泳 是一种以琼脂糖为支持物的电泳技术 常用于分析 DNA 电泳完 毕后将胶在荧光染料溴化乙锭的水溶液中染色 经紫外照射可发射出红 橙色可见光 方法 灵敏 还可以根据荧光强度判断出 DNA 样品的浓度 判断 DNA 分子的大小 进行特意片 段的回收等 可对 DNA 分子进行多方面的操作 具有简便 快速 灵敏 成本低的优点 5 丙酮酸脱氢酶复合体 是柠檬酸循环中催化丙酮酸脱羧脱氢形成乙酰 CoA 的酶 它 包括三中酶 丙酮酸脱氢酶组分 二氢硫辛酸脱氢酶 二氢硫辛酰转乙酰基酶和 6 种辅因 子 TPP 硫辛酰胺 FAD NAD CoA Mg2 这三种酶在结构上形成一个有秩序的 整体 使整个复杂的催化反应相互协调有序地进行且避免不必要的副反应 6 氧化磷酸化和底物水平磷酸化 ADP 或某些其它的核苷 5 二磷酸的磷酸化是 通过来自一个非核苷酸底物的磷酰基的转移实现的 这种磷酸化与电子的转递链无关叫做 底物水平磷酸化 氧化磷酸化是电子从一个底物传递给分子氧的氧化与酶催化的由 ADP 和 Pi 生成 ATP 与磷酸化相偶联的过程 是将生物氧化过程中释放的自由能用以使 ADP 和 无机磷酸生成高能 ATP 的作用 是生物产生 ATP 的主要途径 7 酮尿症和酸中毒 脂肪酸在肝脏中进行 氧化时产生乙酰辅酶 A 但肝脏由于缺乏 某些酶 常不能彻底氧化脂肪酸乃生成酮体 肝外组织氧化酮体的速度相当快 能及时除 去血中的酮体 因此 在正常情况下 血液中酮体含量很少 通常少于 100mg 尿中酮体含 量极少 不能用一般方法检出 但在患糖尿病或长期不能进食时 糖的利用发生障碍或缺乏 可利用的糖 以致机体必需大量动用储存的脂肪进行分解 以获能量 在此情况下 大量 脂肪酸在肝脏氧化产生大量乙酰辅酶 A 乙酰辅酶 A 进入三羧酸循环时需与草酰乙酸结合 但在患糖尿病或长期不能进食时 草酰乙酸往往不足 因此乙酰辅酶 A 不能全部进入三羧酸 循环 不能进入三羧酸循环的那部分乙酰辅酶 A 即通过酮体生成途径生成酮体 当肝内生 成的酮体超过肝外组织利用的能力时 血中酮体含量就会升高 使血液 PH 值降低 发生 酸中毒 酮体从尿排出增多即称为酮尿症 8 RFLP 和 SSR 限制性内切酶片段长度多态性 Restriction Fragment Length Polymorphism 当 DNA 序列的差异发生在限制性内切核酸酶的识别位点时 或当 DNA 片段的插入 缺失或重复导致基因组 DNA 经限制性内切核酸酶酶解后 其片段长度的改 7 变可以经凝胶电泳区分时 DNA 多态性就可应用限制性内切核酸酶进行分析 这种多态性 称为限制性片段长度多态性 简单 序 列 重复 SSR 又称微卫星 DNA 是一类由 2 6 个核 甘酸组成的短序列首尾相连多次重复构成的一段 DNA 每个微卫星 DNA 两端的序列多是 相对保守的单拷贝序列 SSR 在真核生物基因组中的功能有 1 位于染色体末端的重复序列 有保护 DNA 的完整性 避免降解 融合及丢失的功能 2 有的重复序列位于转录的调控区 能上调或者下调附近基因的转录 3 重复序列也是重组的热点 是基因变异的来源之一 4 重 复序列也可缓解进化的压力 5 部分的重复序列位于转录区 其上携带的信息可编码氨基酸 6 还有部分 SSR 具有产生转录启动复合物及活化染色体的功能 9 增强子和衰减子 增强子是真核生物中除启动子外能促进转录的序列 他与启动子 的相对位置无关 无方向性能在远距离对启动子产生影响 并且它的调节受到发育和分化 的影响 从某种意义上说它可以看作是启动子远离起点的上游元件 衰减子是原核基因调 控过程中的一种位于结构基因上游的终止子 用以终止和减弱转录 前导区编码 mRNA 的 前导序列 该序列可合成一段小肽 他在翻译水平上控制前导区转录的终止 是一种控制 转录后是否继续下去的调控机制 其调节比之阻遏作用更为精细 10 抗体酶 是一种具有催化能力的蛋白质 其本质上是免疫球蛋白 但是在易变区被 赋予了酶的属性 所以又成为催化性抗体 它是生物学与化学的研究成果在分子上交叉渗 透的产物是将抗体的多样性和酶分子的巨大催化能力结合在一起的蛋白质 二二 填空题填空题 1 9 2 HS CH2 CH NH2 COOH 二肽 3 接头蛋白 4 部分双键 5 碳构型不对称 和 螺旋构象不对称 6 膜整合蛋白 7 Western 8 凝胶过滤层析 大 9 Asp 蛋白酶 疏水裂缝中 10 异构酶 转移酶 11 竞争性抑制剂 Kcat 型不可逆抑制剂 12 共价修 饰 13 脱氧糖 DNA 14 糖苷键 15 活性氧 过氧化反应 16 脱氢酶 17 甘油醛 3 磷酸 1 3 二磷酸甘油酸 18 已糖激酶 磷酸果糖激酶 丙酮酸激酶 19 转酮酶 转醛 酶 20 UDP 葡萄糖 21 线粒体 生物素 22 体温条件 酶催化 逐步释放能量 能量 储存在特殊化合物中 ATP 23 NADH 和辅酶 Q 之间 NADH 脱氢酶 辅酶 Q 和细胞色素 C 之间 细胞色素 C 还原酶 细胞色素 a 和氧之间 细胞色素 c 氧化酶 24 鸟氨酸 瓜氨 酸 25 鸟嘌呤 26 操纵基因 结构基因 27 10 区 35 区 三 简答题三 简答题 1 参考答案 1 邻近效应与定向效应 酶把底物分子 一种或两种 从溶液中富集出来 使它们固定 在活性中心附近 反应基团相互邻近 同时使反应基团的分子轨道以正确方位相互交叠 反应易于发生 2 底物的形变和诱导契合 酶中某些基团可使底物分子的敏感键中某些基团的电子云 密度变化 产生电子张力 改变方式有 酶从低活性形式转变为高活性形式 底物扭曲 变形 底物构象变化 变得更像过度态结构 大大降低活化能 3 共价催化 酶作为亲核基团或亲电基团 与底物形成一个反应活性很高的共价中间 物 此中间物易变成过渡态 反应活化能大大降低 提高反应速度 4 酸碱催化 酶分子的一些功能基团起质子供体或质子受体的作用 参与酸碱催化的 基团 氨基 羧基 巯基 酚羟基 咪唑基 5 金属离子的催化 分类 金属酶 金属激活酶 参与催化反应的途径 结合底物为反应 定向 可逆的改变金属离子的氧化态调节氧化还原反应 通过静电屏蔽或稳定负电荷 6 多元催化和协同效应 几个集团催化反应结合在一起共同作用 8 7 活性中心的微环境 包括疏水环境和荷环境 酶催化反应的高效性 可能是由于以上五种因素中的几种因素协同作用的结果 而非酶 催化反应往往只有一种催化机制 2 参考答案 一些寡聚蛋白 每个亚基除了有活性部位 结合底物 外 还有别构部位 结合调节物 别构蛋白的别构部位与效应物的结合改变了蛋白质的构象 从而对活性部 位的影响 有时活性部位和别构部位分属不同的亚基 活性亚基和调节亚基 活性部位之 间以及活性部位和调节部位之间通过蛋白质构象的变化而相互作用 其中包括同位效应和 异位效应 血红蛋白是一个四聚体蛋白质 具有氧合功能 可在血液中运输氧 研究发现 脱氧血红蛋白与氧的亲和力很低 不易与氧结合 一旦血红蛋白分子中的一个亚基与 O2 结合 就会引起该亚基构象发生改变 并引起其它三个亚基的构象相继发生变化 使它们 易于和氧结合 说明变化后的构象最适合与氧结合 变构剂与酶分子上非催化部位特异性结合 引起酶蛋白构象改变 从而改变酶的催化活性 这 种现象称为别构调节 通过别构调节而改变其催化活性的酶称为别构酶 变构酶 例如天 冬氨酸氨基甲酰转移酶 ATCase 天冬氨酸既是 ATCase 的底物 又是一种变构剂 与酶 结合后引起酶变构 出现协同效应 ATP 与酶结合可消除这一效应 而 CTP 与酶结合则可 增强这一效应 3 参考答案 1 糖原的合成和分解通过对糖原磷酸化酶和糖原合成酶的调节机制进行调控磷酸化酶 和糖原合成酶的活性是受磷酸化或去磷酸化的共价修饰的调节 二种酶磷酸化及去磷酸化 的方式相似 但其效果相反 激素通过 cAMP 促进磷酸化作用 使磷酸化酶成为 a 型 有活 性 合成酶变成 b 型 无活性 合成酶由蛋白激酶磷酸化 2 神经和激素对血糖的调节 血糖浓度一般在 80 120mg 100ml 称为葡萄糖耐量 影响糖代谢的激素有 胰岛素 由胰岛 细胞分泌 促进糖原合成酶活性 诱导葡萄糖激酶合成 加强磷酸果 糖激酶作用 低血糖效应 肾上腺素和胰高血糖素 通过 cAMP 激活糖原磷酸化酶 诱导肝中磷酸烯醇式丙酮酸羧 化激酶和果糖二磷酸酶的合成 促进异生 升高血糖 生长激素 抗胰岛素 抑制糖原分解和葡萄糖氧化 促肾上腺皮质激素可阻碍肌糖原氧 化 促进肝糖原合成 甲状腺素 促进糖的异生和糖原分解 增加小肠对葡萄糖的吸收 升高血糖 3 G 蛋白的偶连作用 有些激素或信号分子可通过激活下游的信号分子 G 蛋白来调节 由于酶的共价修饰反应是 酶促反应 只要有少量信号分子 如激素 存在 即可通过加速这种酶促反应 而使大量的 另一种酶发生化学修饰 从而获得放大效应 这种调节方式快速 效率极高 4 参考答案 DNA 的复制需要 DNA 聚合酶 单链 DNA 模板 带有 3 OH 末端的 单链寡核苷酸引物 4 种 dNTP dATP dGTP dTTP 和 dCTP 聚合酶用模板作指导 不 断地将 dNTP 加到引物的 3 OH 末端 使引物延伸 合成出新的互补 DNA 链 如果加入一 种特殊核苷酸 双脱氧核苷三磷酸 ddNTP 因它在脱氧核糖的 3 位置缺少一个羟基 故 不能同后续的 dNTP 形成磷酸二酯键 如 存在 ddCTP dCTP 和三种其他的 dNTP 其中一 种为 32P 标记 的情况下 将引物 模板和 DNA 聚合酶一起保温 即可形成一种全部具 有相同的 5 引物端和以 ddC 残基为 3 端结尾的一系列长短不一片段的混合物 经变性聚 丙烯酰胺凝胶电泳分离制得的放射性自显影区带图谱将为新合成的不同长度的 DNA 链中 C 的分布提供准确信息 从而将全部 C 的位置确定下来 类似的方法 在 ddATP ddGTP 9 和 ddTTP 存在的条件下 以上是部分真题解析 北京师范大学生物化学北京师范大学生物化学 2007 年真题解析年真题解析 一 名词解释一 名词解释 1 蛋白质四级结构 具有三级结构的亚单位 通过离子键 范德华力 氢键等聚集而成 的特定构象 寡聚蛋白由几条肽链组成 每一条肽键称为一个亚基 或单体 亚基间的互 补界面的是疏水性的 球状蛋白聚集成四级结构具有下列优势 结构更复杂 以便行使更 复杂的功能 通过协同作用 实现对酶活性的调节 把中间代谢途径中各种酶分子聚体在 一起 提高催化效率 形成一定的几何形状 细菌鞭毛 适当降低溶液渗透压 2 酶的总活力与比活力 总活力表示提纯过程中酶的损失情况总活力 活力单位数 ml 酶液 总体积 m1 比活力表示提纯方法的有效程度 比活力 活力单位数 mg 蛋白 氮 总 活力单位数 总蛋白 氮 mg 对同一种酶来说 比活力愈大 表示酶的纯度愈高 他们是在 判断分离提纯方法的优劣时常采用的两个指标 一个理想的分离提纯方法希望比活力和总 活力的回收率越高越好 3 亲和层析 亲和层析是一种吸附层析 是利用共价连接有特异配体的层析介质分离 蛋白质混合物中能特异结合配体的目的蛋白或其它分子的层析技术 常用抗原 或抗体 和 相应的抗体 或抗原 发生特异性结合 而这种结合在一定的条件下又是可逆的 所以将抗 原 或抗体 固相化后 就可以使存在液相中的相应抗体 或抗原 选择性地结合在固相载体上 借以与液相中的其他蛋白质分开 达到分离提纯的目的 此法具有高效 快速 简便等优 点 4 蛋白质的变性与复性 蛋白质因受某些物理或化学因素的影响 分子的空间构象被 破坏 从而导致其理化性质发生改变并失去原有的生物学活性的现象称为蛋白质的变性作 用 变性作用并不引起蛋白质一级结构的破坏 而是二级结构以上的高级结构的破坏 变 性后的蛋白质称为变性蛋白 蛋白质变性后许多性质都发生了改变 主要有生物活性丧失 某些理化性质的改变 生物化学性质的改变等 如果除去变性因素 在适当条件下变性蛋 白质可恢复其天然构象和生物活性 这种现象称为蛋白质的复性 复性后蛋白质的性质的 也得到恢复 5 限制性内切酶 生物体内能识别并切割特异的双链 DNA 序列的一种内切核酸酶 它 可以将外来的 DNA 切断的酶 即能够限制异源 DNA 的侵入并使之失去活力 但对自己的 DNA 却无损害作用 这样可以保护细胞原有的遗传信息 由于这种切割作用是在 DNA 分 子内部进行的 故名限制性内切酶 简称限制酶 6 苹果酸 天冬氨酸穿梭 此系统以苹果酸和天冬氨酸为载体 在苹果酸脱氢酶和谷草 转氨酶的催化下 将胞液中 NADH 的氢原子带入线粒体交给 NAD 再沿 NADH 氧化呼 吸链进行氧化磷酸化 因此 经此穿梭系统带入一对氢原子可生成 3 分子 ATP 该反应可 逆 只有当细胞溶胶中的 NADH 和 NAD 的比值比线粒体中高时 NADH 才通过这条途径 进入线粒体中 以人类为例 苹果酸 天冬氨酸穿梭主要发生于肝脏 肾脏 心肌细胞中 10 7 复制子 基因组能独立进行复制的单位称为复制子 每个复制子都含有控制起始的 起点可能还有终止复制的终点 复制是在起始阶段进行控制的 一旦复制开始 它既继续 下去 直至整个复制子完成复制 原核生物的染色体和质粒 真核生物的细胞器 DNA 都 是环状双连分子 真核生物染色体 DNA 是线性双链分子 含有许多复制起点是多复制子 8 DNA 损伤的错配修复 是细胞对 DNA 受损伤后的一种反应 这种反应可能使 DNA 结构恢复原样 重新能执行它原来的功能 但有时并非能完全消除 DNA 的损伤 只是使细 胞能够耐受这 DNA 的损伤而能继续生存在含有错配碱基的 DNA 分子中 使正常核苷酸序 列恢复的修复方式 这种修复方式的过程是 识别出下正确地链 切除掉不正确链的部分 然后通过 DNA 聚合酶和 DNA 连接酶的作用 合成正确配对的双链 DNA 9 多核糖体 在蛋白质合成过程中 同一条 mRNA 分子能够同多个核糖体结合 同时合 成若干条蛋白质多肽链 结合在同一条 mRNA 上的核糖体就称为多聚核糖体 在 mRNA 的起始密码子部位 核糖体亚基装配成完整的起始复合物 然后向 mRNA 的 3 端移动 直到到 达终止密码子处 当第一个核糖体离开起始密码子后 空出的起始密码子的位置足够与另一 个核糖体结合时 第二个核糖体的小亚基就会结合上来 并装配成完整的起始复合物 开始蛋 白质的合成 同样 第三个核糖体 第四个核糖体 依次结合到 mRNA 上形成多聚核 糖体 10 谷草转氨酶 是氨基转移酶的一种 氨基的转移发生在谷氨酸和草酰乙酸之间 人 体内谷草转氨酶的量可以指示肝脏的功能 在肝脏病变时 血清中某些酶的活性常有变化 在肝细胞损伤或由于炎症使肝细胞通透性增高时 GPT 谷丙转氨酶 和 GOT 谷草转氨酶 大 量释放入血液 使血清中该酶活性增加 二 填空题二 填空题 1 D 椅式 2 受体蛋白 抗原抗体 3 磷脂 胆固醇 糖脂 4 含有苯环 在近紫外区 有光吸收 5 含量 6 还原型 7 选择性 专一性 8 蛋白质迁移率主要取决于其相对分 子量而与所带电荷和形状无关 9 蛋白质是兼性离子 10 组氨酸的咪唑基 酸碱催化 11 强 12 3 4 13 TPP 视黄醛 14 双脱氧核苷酸三磷酸 聚丙烯酰胺凝胶电泳 15 减色效应 16 解链酶 17 引物合成酶 18 端粒酶 19 核糖体小亚基 20 帮助识别翻译 起始位点 21 EF 1 22 RNA 聚合酶 23 有 GT AG 规则 24 阻遏作用 衰减作用 25 降解物阻遏作用 26 染色质结构调节 DNA 甲基化调节 复制许可因子调节 27 鸟 氨酸 瓜氨酸 天冬氨酸 28 TCA 循环 脂肪酸氧化 29 已糖激酶 磷酸果糖激酶 丙酮 酸激酶 30 核糖核苷酸还原酶 核苷二磷酸激酶 脱氧核糖基转移酶 三 简答题三 简答题 1 参考答案 水集团之间有什么吸引力的缘故 而是疏水集团或疏水侧链出自避开水的需要而被迫接 近的 蛋白质溶液系统的熵增加是疏水作用的主要动力 因为疏水集团的聚集本身是有序化的 过程 造成熵减小 当疏水化合物或集团进入水中时 它周围的水分子将排列成刚性的有 序结构 即所谓笼形结构 使水分子排列更加有序化 与此相反的过程 疏水作用 排列有 序的分子将被破坏 这部分水分子将被排入到自由水中 这样会的混乱度将会增加 因此 疏水作用是熵增加的自发过程 就一个球状蛋白质而言 它们的表面常被一层亲水残基包围 带有疏水侧链的残基原则 11 上处于分子内部 整个蛋白质分子由里到外 疏水残基是逐渐减少 亲水残基则不断增多 球状蛋白质表面也存在着一些疏水残基 从能量上看 是处于不稳定状态 它们有变得更 为稳定的倾向 这些残基的侧链往往成为蛋白质的活性位点 参与和其它分子的相互作用 或是参与亚基和亚基的相互作用 形成蛋白质的四级结构 或是自身 或是和其它分子缔 合 就膜蛋白而言 其肽链中穿越膜的肽段经常是形成两亲性 螺旋或 折叠 它 们一个侧面集中了较多的疏水性残基 相对的另一侧面存在着不少亲水性残基 有些膜蛋 白具有多个穿越膜的肽段 这些肽段形成的两亲螺旋的疏水面向着膜脂质中的脂肪链 亲 水面则背对脂肪链 并且还以特定的方式排列 尽可能地避免和疏水环境接触 同时相互 协同形成某种亲水的微环境 疏水作用也是蛋白质肽链的正确折叠的重要因素此外蛋白质被正确的运送到目的地也是 主要靠疏水作用的结果 疏水作用和蛋白质的 构象病 疏水作用的错误性发挥可能会引起构想病 例如 疯 牛病 综上所述 蛋白质结构的特征是疏水 亲水间的平衡 其结构的稳定在很大程度上有赖 于分子内的疏水作用 而且疏水作用与蛋白质的功能有着密切的联系 2 参考答案 1 别构效应 调节物 效应物 与别构酶分子中的别构中心 调节中心 结合后 诱导产生 或稳定住酶分子的某种构象 使酶活性中心对底物的结合催化作用受到影响 从而调节酶 促反应的速度 天冬氨酸既是 ATCase 的底物 又是一种变构剂 与酶结合后引起酶变构 出现协同效应 ATP 与酶结合可消除这一效应 而 CTP 与酶结合则可增强这一效应 2 共价调节酶 酶分子被其它的酶催化进行共价修饰 从而在活性形式与非活性形式 之间相互转变 共价调节酶的两种常见类型 磷酸化 去磷酸化 腺苷酰化 脱腺苷酰 化 3 酶原的激活 体内合成出的蛋白质有时不具有生物活性 经过蛋白水解酶专一性的 作用后 构象发生变化 形成酶的活性部位变成活性的蛋白质 这种调控的特点是具有不 可逆性 例如 胰蛋白酶原进入小肠后 在 Ca2 存在下受肠激酶的激活 第 6 位赖氨酸与 第 7 位异亮氨酸残基之间的肽键被切断 水解掉一个六肽 分子构象发生改变 形成酶活 性部位 从而成为有催化活性的胰蛋白酶 酶原激活具有重要生理意义 它能保护消化道 不因酶的水解作用而遭破坏 血液中凝血因子以酶原形式存在 即可避免血液在血管内流 动时发生凝固 4 改变酶的亚基聚合状态 非别构调控 例如 cAMP 对 PKA 的单体化 EGF 受体的二聚化等 通过温度 pH 的变化改变酶的结构 类似变性过程 也算可以 3 参考答案 2 应选用阳离子交换剂 选择阴离子抑或阳离子交换剂 决定于被分离物质所带的电 荷性质 如果被分离物质带正电荷 应选择阳离子交换剂 如带负电荷 应选择阴离子交换 剂 如被分离物为两性离子 则一般应根据其在稳定 pH 范围内所带电荷的性质来选择交换 剂的种类 3 纯度鉴定 将得到的蛋白进行聚丙烯酰胺电泳 纯的蛋白质得到单一的条带 分子量 将得到的蛋白和一标准蛋白进行凝胶过滤 得到洗脱体积带入公式计算即 可得到其相对分子质量 4 超滤 沉淀 透析 超滤比较温和 对蛋白质不会有修饰和改变