南农博士生化真题

2009 动物生物化学试题动物生物化学试题 一 简单题 一 以下试剂或技术常见于蛋白质研究 请简要说明其用途 1 Trypsin 2 6mol HCl 3 MALDI TOF 4 Mercaptoethanol 巯基乙醇 可作为保护剂加入到蛋白质的抽提液中 可防止或延缓巯基氧化作用发生 另外 在 SDS PAGE 电泳中 加入巯基 乙醇进行热变性可以使蛋白质分子中的二硫键还原 5 Coomassie blue 一种染料 二 解释以下酶学动力学的概念 6 Kcat 催化常数 在单底物反应中 且反应过程只产生一个活性中间产物 时 单位时间内每个酶分子或每一活性部位催化的反应次数 7 Km 米氏常数 物理含义是指 ES 复合物消失速度与形成速度之比 其数 值为酶促反应达到最大反应速度一半时的底物浓度 即当 V 1 2Vmax 时 S Km 8 Vo 酶促反应初速度 指在反应初始阶段 底物浓度基本维持不变时的反 应速度 9 Ki 10 Optimum pH 最适 pH 三 以下试剂或技术常见于核酸和基因分析 请简要说明其用途 11 DNA chips DNA 芯片 12 Northern blotting RNA 杂交 13 Restriction endonuclease 限制性内切酶 一类能识别双链 DNA 分子中特 定核苷酸序列 限于切割其序列之间的键的核酸内切酶 14 EB 溴化乙啶 15 GMSA 二 问答题 1 研究人员观察到 肌肉中 70kD 的原肌球蛋白 Tropomyosin 的离心沉降速度反 而比 65kD 的血红蛋白 Hemoglobin 慢 它们的沉降系数分别是 2 6s 和 4 31s 请给出你对此现象的解释 沉降系数 单位离心力的作用下颗粒沉降的速度 以 Svedberg 表示 简称 S 单位为秒 s 1S 单位等于 1x10 13s 沉降速度基本上由分子大小和形状决定 血 红蛋白分子是由四个亚基构成 四聚体 2 你不会不知道 Meselson 和 Stahl 关于 DNA 半保留复制的经典实验吧 如果复制时 全保留的 那么实验结果会是怎样呢 图 实验 大肠杆菌在以 15NH4Cl 为唯一氮源的培养基中生长 经过连续培养使所 有 DNA 分子上都标记 15N 15N DNA 比普通的14N DNA 的密度大 在氯化铯密度梯 度离心时 这两种 DNA 分子将形成位置不同的区带 如果将 15N 标记的大肠杆菌 转移到普通培养基 14N 的氮源 培养 经过一代后 所有 DNA 的密度介于 15N DNA 14N DNA 之间 形成了一半含 14N 一半含15N 杂合子 两代后 14N 和14N 15N 杂合分子等量出现 在继续培养可以看到14N DNA 分子增多 证明了 DNA 分 子复制时原来的 DNA 分子均可被分成两个单位 分别构成子代分子的一半 从而 证明了半保留复制 若是全保留复制的 15N 标记的大肠杆菌转移到普通培养基经一代培养后 子 代均为 14N DNA 3 简述信号肽与信号肽学说 4 依赖 cAMP 的蛋白激酶介导了大多数由 cAMP 产生的生理效应 不仅有瞬时的信 号传递 如肾上腺素引导肌糖原快速分解 几秒钟 还有较长时间的传递 数小 时 如引起促生长素抑制素 somatostatin 基因的表达就是其中之一 请简要 描述后一种情况可能的生化机制 图解 PKA 依赖 cAMP 蛋白激酶 由两类不同亚基构成的四聚体 R2C2 R 为调节亚基 C 为催化亚基 全酶没有活性 只有 cAMP 结合至 R 亚基时 导致 R 与 C 解离 才形成有 蛋白激酶活性的 C 亚基 cAMP 由 ATP 在腺苷酸环化酶 AC 作用下转变生成 并可被磷酸二酯酶 PDE 分解 成 5 AMP 失活 AC 由五部分组成 兴奋性激素受体 Rs 抑制性激素受体 Ri 催化亚 单位 C Gs 鸟苷酸调节蛋白 蛋白 Gi 蛋白 G 蛋白起核心作用 活化受体通过 G 蛋 白偶联到 AC 由 G 引起 AC 的兴奋或抑制 从而决定 cAMP 的浓度的升降以制约细胞内各 种生理效应 G 蛋白由 三亚基组成的多聚体 是功能亚基 有 GTP 或 GDP 的结 合位点及受体结合位点并有潜在的 GTP 酶活性 在激活前以三聚体中的 亚基与 GDP 结合 的方式存在 无活性 一旦配体与相应受体结合后 GDP 就解离 G 蛋白构型改变 GTP 结 合形成 GTP 然后再镁离子参与下 亚基被激活 G 蛋白阿迷分解成有活性的 GTP 和 二聚体 游离的 GTP 和 二聚体参与调节相应的效应酶或离子通道 随后 亚基 发挥 GTP 酶作用 是与之偶联的 GTP 水解成 GDP 重新形成与 二聚体高亲和力的 GDP 复合物 重聚形成三聚体失活 兴奋性激素与 Rs 结合 形成复合物后引起 Gs 蛋白 亚基构象改变 GTP 结合到 亚 基引起 亚基与 二聚体解离 然后 Gs GTP 与无活性的 C 单位结合 使之活化 催化 ATP 生成 cAMP 同理抑制性激素与 Ri 结合 形成复合物后引起 Gi 蛋白 亚基构象改变 GTP 结合到 亚基引起 亚基与 二聚体解离 然后 Gi GTP 与无活性的 C 单位结合 使 之活化 催化 ATP 生成 cAMP 5 以原核生物为例 请列举有哪些蛋白因子参与了蛋白质的生物合成过程 翻译 它们有什么功能和共性 原核生物翻译过程图解 核糖体结构图解 三种起始因子 IF1 IF2 IF3 参与起始复合物与 70s 核糖体的形成 IF3 促进 70s 亚基的解离 并与 30s 亚基结合 结合有 IF3 的 30s 亚基与 mRNA 结合 正好是 30s 亚基的 p 位对准起始密码子 AUG 是起始 tRNA 进入 p 位 IF2 结合起始 tRNA 然后再与 30s 亚基结合 使起始 tRNA 进入 30s 亚基 p 位 同时结合 GTP 50s 亚 基结合 GTP 水解 释放能量改变 30s 和 50s 亚基的构象 促进 70s 核糖体形成 同时释放 IF1 和 IF2 这时 A P 位都处于正确构象 A 位空着准备肽链延伸 延伸需要延伸因子 EF Tu 和 EF Ts 及 GTP 参与 EF Tu 首先与 GTP 结合 再与 氨基酰 tRNA 形成三元复合物 进入 A 位 进入后 GTP 水解成 GDP EF Tu GDP 二 元复合物解离下来 此时的 EF Tu 不能直接与 GTP 或氨基酰 tRNA 结合 而是 EF Ts 置换下 GDP 再形成 EF Tu GTP 从而引入下一个氨基酰 tRNA 然后转肽酶将 p 位 上的甲酰蛋氨酰基转移到 A 位形成肽键 肽键形成后 EF G 和 GTP 结合上来 EF G 具有 GTP 酶活性将 GTP 水解 在 A 位形成的肽基 tRNA 转移到 P 位 同时将 P 位上的空载体 tRNA 逐出核糖体 mRNA 向前移动一个密码子 终止需释放因子促成终止作用 RF1 识别 UAA UAG RF2 识别 UGA UAA RF3 能 刺激 RF1 和 RF2 的活性 发挥终止作用 释放因子均作用于 A 位 且需 P 位被肽 基 tRNA 所占据 没有 tRNA 能识别终止密码子 6 对于 脂类能否在动物机体中转变成葡萄糖 这个问题 答案不是简单的是与否 为什么 2008 年动物生物化学试题年动物生物化学试题 一 名词解释 1 Intein 2 Apolipoprotein 3 Telomere 端粒 端粒酶 Telomerase 一种核糖核蛋白酶 是一种特殊的 DNA 聚合酶 属于一种反转录酶 是由 RNA 和蛋白质组份构成 以脱氧核糖核苷酸为 产物 以酶分子中的 RNA 亚单位中的一段序列为模板 延伸染色体 3 端 解决 通常 DNA 复制时引起的末端隐缩 4 SD Sequence SD 序列 mRNA 起初密码子 AUG 上游方向 4 13 个核苷酸之前有一 段富含嘌呤的序列 其一致序列为 AGGAGG 称 SD 序列 能够与 16SrRNA3 端 的富含嘧啶的序列相结合 不同基因的 SD 序列不完全相同 从而控制单位时间内 起始复合物形成的数目 最终控制翻译产物的数量 5 G protein 鸟嘌呤核苷酸 GTP 结合蛋白 以前称鸟甘酸调节蛋白 G 蛋白根据 种类不同结构稍有不同 都是有 和 三个亚基组成的多聚体 亚基时功能 亚基 不同的 亚基构成了不同的 G 蛋白 其上有 GTP 或 GDP 结合位点及受体结 合位点 并有潜在的 GTP 酶活性 二 问答题 1 除了氧分子本身 还有哪些化学因子对血红蛋白的氧结合能力发生影响 怎样影 响 血红蛋白与氧的结合受许多因素的影响 尤其是组织和红细胞重大 H CO2 BPG 等 并具有一定的生理意义 增加的 CO2压力或 H 浓度都能降低血红 蛋白对氧的亲和力 使血红蛋白的氧合曲线右移 促进氧的释放 而高浓度的氧 可促使血红蛋白分子释放 H 和 CO2这种现象称波尔效应 生理效应 当血液流经 组织时 组织中较高的 H 和 CO2浓度有利于血红蛋白释放更多的氧 并结合起到 缓冲血液 pH 和 CO2运输的双重作用 当血液流经肺部时 由于氧分压增高 促进 H 和 CO2释放并有利于血红蛋白与氧结合 BPG 由于在血红蛋白分子中形成盐键 是血红蛋白分子构象稳定 与氧的亲和力下降 氧合曲线右移 BPG 是红细胞中 大量存在的糖代谢的中间产物 它能与血红蛋白形成 Hb BPG 复合物 当氧与血红 蛋白结合时 BPG 即被排出 在肺部由于氧分压较高 BPG 的存在不会对血红蛋 白结合氧的饱和度产生显著的影响 在组织中氧分压较低 红细胞中的 BPG 则有 助于氧从血红蛋白中释放出来 2 基于 RNA 新功能 认为也将它看作反式作用因子 你认为与蛋白质反式作用因子 有何不同 3 某个酶符合米氏动力学 在反应体系中加入抑制剂后 最大反应速度下降了 75 而 Km 没有改变 问 这是何种形式的抑制作用 抑制抑制剂浓度为 2 0 x10 4mol L 求 Ki 这是非竞争性抑制作用 速度方程 V Vmax S 1 I Ki Km S 没加抑制剂的 速度方程 V Vmax S Km S 在非竞争性抑制剂存在条件下 相对活性 a Vi Vo 抑制强度 i 1 a 1 1 1 I Ki 75 得 Ki 6 6X10 5mol L 4 某种类固醇激素提升了细胞 cAMP 水平 请推测其可能的作用机制 三 论述题 1 回忆你所学过的生物化学知识 请归纳 核苷酸 的生物学作用 2 你如何理解 Fats burn in the flame of carbohydrates 这句话的生物化学含义尤指 动物体内 3 组学 在现代生物学 农业和医学研究中正日益显示出巨大的生命力合应用前 景 举三种组学并介绍它们的研究内容 基因组学 蛋白组学 糖组学 代谢组学 2007 动物生物化学试题动物生物化学试题 一 名词解释 1 结构域 在蛋白质结构中 一条多肽链上常常存在一些紧密的 相对对立的区域 称结构域 Domain 是在二级结构或超二级结构的基础上形成的特定的区域 参 与蛋白质结构的装配 并与蛋白质的许多功能有密切关系 2 蛋白质的分子缔合 蛋白质分子常常在各层次上结合 从而成为复杂的 更具功能的分子结构形式 这种现象为蛋白质分子缔合 Association 包括亚基缔合 相同分子的缔合 不 同分子缔合 及分子自装配 3 酶反应的初速度 指在反应初始阶段 底物浓度基本维持不变时的反应速度 4 生物膜的协调转运系统 在一些哺乳动物细胞中 葡萄糖及中性氨基酸等物质的逆浓度梯度转运 经 常伴有 Na 顺浓度梯度转运 这种有另一种物质伴随转运称协同转运 cotransport 这种转运系统不直接以 ATP 为能源 而以间接方式利用 ATP 在 协调转运中 两种物质转运方向相同称同向协同转运 symport 相反称反向协 同转运 Antiport Na 葡萄糖协同转运系统 一个 Na 结合在对外开放的载体 蛋白上 Na 结合大大增加了载体对所转运物质的亲和力 促进了葡萄糖分子的结 合 载体发生构象改变 载体向内开放 Na 顺化学梯度进入细胞 进入细胞的 Na 被 Na K 泵泵出 Na 梯度得以维持 失去 Na 后 葡萄糖分子释放进入细胞 失去葡糖糖分子的载体恢复到原来的构象 5 干扰 RNA 二 问答题 1 现代生物化学认为 蛋白质是一个动态系统 构象运动时蛋白质的重要性质之一 请解释什么是蛋白质的构象运动 与其功能有什么关系 结合实例说明 蛋白质分子在执行生物功能时 整体分都是处在主动的不断运动中 这种运 动在 10 12s 至 1s 以上的一个很宽的时间范围内都存在 蛋白质是一个动态系统 除了分子中的原子围绕它们的平衡位置的波幅很小的热振动外 其构象运动主要 包括氨基酸残基侧链 肽链片段 结构域或亚基三种水平上的运动 其中最后一 种运动属于大范围的 速度较慢的分子构象运动 蛋白质发挥特定的生物学功能 是由于它具有一个独特的 精巧的空间构象 既能保持相对稳定的结构 又能随 不同程度的环境变化发生构象运动 结构的稳定性和可变性是具有生物活性的蛋 白质分子发挥功能必要的两个方面 例如 血红蛋白是由四个亚基构成的四聚体 四聚体与氧开始结合时亲和力 远低与肌红蛋白 分子中的 亚基对氧的亲和力比 亚基大 能首先与第一个氧 分子结合 这可导致 亚基构象发生变化 并进而是相邻的 亚基构象发生改变 增加了 亚基对氧的亲和力 呈现 S 形结合曲线 而肌红蛋白仅有一条肽链 没 有其他亚基的影响 与氧的亲和力较大 能迅速与氧结合 在很低的氧分压下即 接近饱和 这种变构作用有重要的生理意义 它与氧协同结合 与它的氧输送功 能十分适应 在肺部氧分压较高时 血红蛋白与氧结合迅速接近饱和 在组织氧 分压较低时 可迅速释放出近一半的氧 同样条件下肌红蛋白仅能释放 10 的结 合氧 因此 血红蛋白比肌红蛋白更有效的运输氧气进入组织中 2 实验者从动物的组织中提取到了某种酶 并且发现 将酶溶液进行透析或者将酶 溶液加热都会使酶的活性降低甚至丧失 试解释这些现象 加热由于温度升高使分子内振动增强 破坏维持空间构象的次级键 有时是 蛋白质中的二硫键断裂并发生二硫键交换反应 使得酶的活性中心遭到破坏 使 活性降低 透析溶液的 pH 离子浓度 等不合适可能导致酶分子变性 引起活性 降低甚至丧失 3 有三种物质 丙氨酸 乙酸和丙酸 1 其中哪些能在动物体内转变成葡萄糖 2 分别说明其生理意义 3 写出其中一种物质转变成葡萄糖或糖原的大致代 谢途径 丙氨酸 4 关于核糖体 1 图示核糖体的功能位点 2 分别说明他们的作用 3 你怎样 使试验证明核糖体中的核酸与蛋白因子之间存在的相互作用 mRNA 结合位点 位于 30s 亚基头部 在 S1 蛋白的作用下 30s 亚基与 mRNA S1 蛋白可防止 mRNA 形成链内碱基对 此位点同时也是 IF3 的结合位点 P 位点 大部分位于 30s 亚基 小部分位于 50s 亚基 能够与起始 tRNA 复合物 结合 A 位点 靠近 P 位点 主要位于 50s 亚基上 转肽酶活性位点 位于 P 位点与 A 位点的连接处 靠近 tRNA 的接受臂 与 P 位上的氨酰基或肽基转移到 A 位形成肽键 5SrRNA 位点 在 50s 亚基上 靠近转肽酶位点 可能与 tRNA 的进入有关 EF Tu 位点 位于大亚基内 靠近 30s 亚基 与氨基酰 tRNA 结合有关 转位因子 EF G 结合位点 在大亚基上靠近与小亚基的界面上 与 A 位上的肽 基 tRNA 移到 P 位有关 5 可诱导的转录因子的活性可受到一种或多种方式的调节 目前对类固醇激素受体 作为一类重要的可诱导的转录因子有比较深入的认识 简述你所了解的相关知识 肾上腺分泌的三十多种类固醇 其中最主要的两组是糖皮质激素和盐皮质激 素 糖皮质激素与其受体的相互作用有一定的了解 类固醇激素能经简答扩散穿 过细胞膜进入细胞核 在细胞内与其受体结合 当激素与受体结合后 受体蛋白 质便转变成活性形式 对非特异 DNA 结合的亲和力也提高了 10 倍 因此激素 受 体复合物总是位于细胞核内 激活的受体识别其特异共有序列即糖皮质激素应答 元件 Glucocorrticoid response element GRE GRE 总是位于应答糖皮质激素的基 因附近的增强子内 当类固醇受体复合物与增强子结合时 激活附近 的启动子 是启动子开始转录 类固醇激素受体有对立的 DNA 结合和激素集合结构域 各种类固醇受体 DNA 结合域的中心结构很相近 各种受体的 N 末端区同源性低 该区含转录所需的另 一些区域 C 末端与激素结合 不同激素受体 C 末端区不同 从而决定了不同激 素有不同的活性 如果将糖皮质激素受体 C 末端删除 保留的蛋白质具有组成型 活性 即不需要类固醇激素就要活性 这表明 类固醇激素的缺乏 其受体的类 固醇结合域阻止受体识别 GRE 从而起内在负调控物的作用 加入类固醇激素能 消除其抑制作用 是受体能与 GRE 结合 激活转录 而雌激素受体的结构域间的 关系与此不同 具有激活活性 不是阻抑活性 每种受体识别的应答元件很保守 这些应答元件有明显的特点 每个共有序列都含有两个短的重复序列 每个重复 序列也可称为半位点 各种受体的应答元件也可能是反向或者正向重复序列 受体超家族可分为 糖皮质激素受体 GR 盐皮质激素 Mineralcorticoid 受体 MR 雄激素受体 AR 孕酮受体 PR 它们都以相同亚基组成二聚体 所识别的元件的半位点有共有序列 TGTTCT 半位点反向重复排列 位点间间隔决 定其识别元件的类型 第二类 甲状腺素受体 T3R 维生素 D 受体 VDR 视 黄酸受体 RAR 及 9 顺 视黄酸受体 RXR 除 RXR 外由不同两个亚基构成二聚 体 所识别的元件的半位点序列是 TGACCT 半位点是直接重复排列 识别特异性 由半位点间间隔序列长度决定 1bp 对应 RXR 2bp 对应 VDR 3bp 对应 T3R 4bp 对应 RAR 6 说明 Ca2 在细胞信号转导系统中的作用 2006 年试题年试题 一 名词解释 1 Lineweaver Burk plot 2 Telomerase 端粒酶 3 PrP c 4 Ampholyte 5 Recognition helix 螺旋 转折 螺旋基序 两段螺旋被一个 转角分开 其中一段为 识别螺旋 直接与暴露在 DNA 大沟中碱基对接触结合 识别和结合的作用力包括 氢键 离子键 范德华力等 识别螺旋只有几圈 圈数有三种情况 1 圈螺旋 与 DNA 大沟垂直 2 圈螺旋以广泛的角度与 DNA 大沟结合 3 圈螺旋 与 DNA 大沟 平行 其氨基酸残基可分三类 与 DNA 碱基接触的残基 主要是极性氨基酸 与 DNA 主链磷酸集团接触的残基 大多为碱性氨基酸 与蛋白质其他部分接触的残 基 多为疏水性氨基酸残基 二 问答题 1 结构分析显示 腺苷酸环化酶与 DNA 聚合酶有很高的同源性 从它们的催化反应 性质你能提供进一步证据吗 AC 是一种跨膜糖蛋白 其激活或抑制需要 GTP 和镁离子的存在 由五部分组成 Rs Ri C Gs Gi 2 把正在 37 条件下培养细菌转移到 25 培养 你认为细菌质膜中脂肪酸组成将会 发生怎样的变化 请予解释 3 有人向动物注射用生长激素受体的胞外部分制备的抗体 发现也具有生长激素是 效应 为什么 生长激素受体的胞外部分制备的抗体与动物体中的生长激素能形成抗原抗体复合 物 使机体中生长激素水平下降 刺激脑垂体分泌大量的生长激素 4 下表记录了某酶的分离纯化过程 请填写表格中的空格 并对结果进行分析评价 纯化过程总蛋白 mg 总活性 单位 比活性 单位 mg 纯度得率 粗提物200004 000 0002001100 硫酸铵沉淀50003 000 000600 DEAE 纤维素层析15001 000 000666 分子筛层析500750 0001500 亲和层析45675 0001500 5 Tm