细胞通讯习题答案

.细胞通讯1cell signaling的概念细胞信号转导指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。强调信号的产生与细胞间的传送。内容：信号的合成，分泌与传递。Cell transduction ：信号转导，强调信号的接收与接收后信号转换的方式和结果，内容：信号的识别、信号的转移、信号的转换。2.知道什么是G蛋白偶联受体，酪氨酸激酶受体G蛋白偶联受体（G-protein linked receptor）：是最大的一类细胞表面受体，它们介导许多细胞外信号的转导，包括激素、局部介质和神经递质。配体与受体结合后激活相邻的G蛋白，被激活的G蛋白又可激活或抑制一种产生特异第二信使的酶、或离子通道，引起膜电位的变化。由于这种受体参与的信号转导作用要与GTP结合的调节蛋白相偶联，因此将它称为G蛋白偶联受体。这类蛋白结构上很相似:都是一条多肽链，并且有7次a螺旋跨膜区。酪氨酸激酶偶联受体（tyrosine kinase-linked receptor）：是缺少细胞内催化活性的酶联受体，受体与酪氨酸激酶是两种不同的蛋白，与此类受体结合的信号分子有促红细胞生成素、干扰素等。此类受体的细胞内结构域虽然没有催化活性，但仍同酶直接相关。配体与受体结合，使两个受体单体形成二聚体。然后每一个受体单体结合一个酪氨酸蛋白激酶，并将之激活。虽然这种受体本身没有酶的结构域，但实际效果与具有酶结构与的受体是一样的。3.知道什么是G蛋白，单体和多体分别参与细胞哪几个过程G蛋白，即GTP结合蛋白（GTP binding protein），它能与GTP或GDP结合，故此得名，又叫鸟苷酸结合调节蛋白（guanine nucleotide-binding regulatory protein）。从组成上看，有单体G蛋白（一条；）和多亚基G蛋白（多条多肽链组成）。G蛋白参与细胞的多种生命活动，如细胞通讯、核糖体与内质网的结合、小泡运输，微管组装、蛋白质合成等。多体：转导激素对腺苷酸环化酶的激活和抑制（PKA系统的信号转导）（糖原分解，调节基因表达），对cGMP磷酸二酯酶的活性调节、对磷酸酶C的调节，对细胞内Ca2+浓度的调节。4.知道什么是第二信使第二信使（second messenger）：细胞可通过两个途径将细胞外的激素类信号转换成细胞内信号，然后通过级联放大作用，引起细胞的应答。这种由表面受体转换而来的细胞信号通常称为第二信使，而将细胞外的信号称为第一信使：至少有两个特征：1.是第一信使同其膜受体结合后最早在细胞膜内侧或胞浆中出现的仅在细胞内部起作用的信号分子 2.能启动或调节细胞内稍晚出现的信号应答细胞内有5个重要的第二信使：cAMP 、cGMP、二酰甘油（diacylglycerol，DAG）、肌醇三磷酸（inosositol trisphosphate，IP3），Ca2+等5.知道细胞内ca离子浓度的调节课本P204页6.知道磷脂酰肌醇信号传导(phosphatidylinositol signal pathway)当中的两种不同途径： 分解形成二酰甘油和IP3在这一信号转导图景中，膜受体与其相应的第一信使分子结合后，激活膜上的GqG蛋白的一种），然后由Gq白激活磷脂酶Cp（phospholipase Cp，PLCp），将膜上的磷脂酰肌醇二磷酸（phosphatidylinositol biphosphate ,PIP2）分解为两个细胞内的第二信使：二酰甘油（DAG）和肌醇三磷酸（IP3）。IP3动员细胞内钙库释放Ca2+到细胞质中与钙调蛋白结合，随后参与一系列的反应；而DAG在Ca2+的协同下激活蛋白激酶C（protein kinase C，PKC），然后通过蛋白激酶C引起级联反映，进行细胞的应答，该通路也称IP3、DAG、Ca2+信号通路，或称PKA系统。7.知道磷酸化在信号传导当中的磷酸化和去磷酸化的作用磷酸化和去磷酸化是信号转导中最简便而有十分快速的反应方式，一般通过磷酸化而激活蛋白，去磷酸化而使蛋白失活。10.蛋白质的分选和运输1. 知道什么共翻译转移和翻译后转移共翻译转运(co-translational translocation)膜结合核糖体上合成的蛋白质, 在它们进行翻译的同时就开始了转运,主要是通过定位信号,一边翻译,一边进入内质网, 然后再进行进一步的加工和转移。由于这种转运定位是在蛋白质翻译的同时进行的,故称为共翻译转运。在膜结合核糖体上合成的蛋白质通过信号肽,经过连续的膜系统转运分选才能到达最终的目的地,这一过程又称为蛋白质分选,或蛋白质运输(protein trafficking)翻译后转运(post-translational translocation) 游离核糖体上合成的蛋白质必须等蛋白质完全合成并释放到胞质溶胶后才能被转运,所以将这种转运方式称为翻译后转运。通过这种方式转运的蛋白质包括线粒体、叶绿体和细胞核的部分蛋白,以及过氧化物酶体的全部蛋白等。在游离核糖体上合成的蛋白质中有相当一部分直接存在于胞质溶胶中, 包括细胞骨架蛋白、各种反应体系的酶或蛋白等。2. 内质网和核膜外膜结构上的连续性外核膜面向细胞质基质, 常附有核糖体, 有些部位与内质网相连, 因此在形态和性质上与内质网相似。实际上, 外核膜可以看成是内质网膜的一个特化区。另外，细胞骨架成分，包括微管、肌动蛋白纤维和中间纤维常常与外核膜相连，起着固定细胞核并维持细胞核的适当形态的作用。3. 知道什么是信号肽信号呢序列通常为1560个氨基酸长度，位于新生肽的N端，信号肽序列完成指导蛋白质运输任务之后常常要陪切除，信号肽属于序号序列的一种，主要内膜系统的蛋白质运输。4. 知道核糖体和线粒体外膜是如何结合的：就是知道翻译它开始的过程那么以及怎么样信号肽介导核糖体结合到内质网外膜上去（课本270）答案：无论是在游离核糖体合成的蛋白质还是在膜结合合成的蛋白质，它们的转运都是由信号引导的，这种信号引导的，这种信号一般存在于蛋白质的N端，这就是蛋白质的定位信号，而定位信号也是基因中的编码序列。线粒体转运肽是新生蛋白N-端一段大约2080个氨基酸的肽链, 通常带正电荷的碱性氨基酸(特别是精氨酸和赖氨酸)含量较为丰富, 如果它们被不带电荷的氨基酸取代就不起引导作用，说明这些氨基酸对于蛋白质的定位具有重要作用。这些氨基酸分散于不带电荷的氨基酸序列之间。转运肽序列中不含有或基本不含有带负电荷的酸性氨基酸，并且有形成两性螺旋的倾向。转运肽的这种特征性的结构有利于穿过线粒体的双层膜。不同的转运肽之间没有同源性，说明导肽的序列与识别的特异性有关，而与二级或高级结构无太大关系。导肽运送蛋白质时具有以下特点:需要受体; 需要能量; 需要分子伴侣; 要电化学梯度驱动; 要信号肽酶切除信号肽; 通过接触点进入;非折叠形式运输。5. 高尔基体的结构和极性：什么是顺势面，什么是反式面结构：由平行的排列的扁平膜囊、液泡（vacuole）和小泡（vesicle）等3种膜状结构所组成。它有两个面：形成面（内侧）和成熟面（外侧），来自内质网的蛋白质和脂从形成面逐渐向成熟面转运。高二集体虽然是由膜囊构成的复合体，但是不同的膜囊有不同的功能，执行功能时又是“流水式”操作，上一道工序完成了，才能进行下一道工序，这就是高尔基体的极性。顺势面（cis face）：靠近内质网的一面是由一些管状囊泡形成的网络结构。由于内侧面使网络结构。由于内侧面是网络结构，所以又称高尔基内侧网络结构（cis Golgi network，CGN）从功能上看，CGN被认为是初级分选站（primary sorting station），负责对从ER转运来的蛋白质进行鉴别，决定哪些需要退回，那些可以进入下一站。反式面（trans face）：高尔基外侧网络（trans Golgi network，TGN），是高尔基体最外侧的管状和小泡状结构组成的网络。它是高尔基的组成部分，并且是最后的区室。蛋白质的分选信号在此被特异的受体接受，进行分拣、集中、形成不同的分泌小泡。被运送到不同的地点。因此他是高尔基体最后的口岸。6. 知道什么叫做滞留信号，KDEL信号序列答：内质网的结构和功能蛋白羧基端的一个四肽序列: Lys-Asp-Glu-Leu-COO-，即KDEL信号序列。这段序列在高尔基体的膜受有相应的受体, 一旦进入高尔基体就会被高尔基体上的受体结合, 形成回流小泡被运回内质网, 所以将该序列称为内质网滞留信号。如Bip就带有KDEL信号, 它是内质网中的分子伴侣,如果从Bip上除去这种信号, Bip蛋白就会分泌出来; 如果将KDEL信号加到别的分泌蛋白上, 这种蛋白也就变成了滞留在内质网中的蛋白质。7. 糖基化发生的位点：在内质网和高尔基体当中N-连接糖基化(N-linked glycosylation)新合成蛋白进行糖基化修饰的一种方式。糖通过与蛋白质的天冬氨酸的自由NH2基连接，所以将这种糖基化称为N-连接的糖基化。这一过程在在内质网中进行的。糖基化的第一步是将一个14糖的核心寡聚糖添加到新形成多肽链的天冬酰胺上，其氨基酸的特征序列是Asn-X-Ser/Thr(X代表任何一种氨基酸),天冬酰胺作为受体。O-连接的糖基化(O-linked glycosylation)O-连接的糖基化是将糖链转移到多肽链的丝氨酸、苏氨酸或羟赖氨酸的羟基的氧原子上。O-连接的糖基化是由不同的糖基转移酶催化的, 每次加上一个单糖。同复杂的N-连接的糖基化一样, 最后一步是加上唾液酸残基,这一反应发生在高尔基体反面膜囊和TGN中。8. 知道溶酶体蛋白质的定位信号：甘露糖-6-磷酸（M6P），课本381溶酶体的酶类在内质网上起始合成， 跨膜进入内质网的腔， 在顺面高尔基体带上甘露糖6-磷酸标记，溶酶体酶的M6P分选途径的两个关键是：M6P标记和M6P受体蛋白。M6受体蛋白（M6P receptor protein）M6P受体蛋白是反面高尔基网络上的膜整合蛋白， 能够识别溶酶体水解酶上的M6P信号并与之结合， 从而将溶酶体的酶蛋白分选出来。M6P受体蛋白主要存在于高尔基体的反面网络，但在一些动物细胞的质膜中发现有很多M6P受体蛋白的存在， 这是细胞的一种保护机制， 可防止溶酶体的酶不正确地分泌到细胞外。9. 小泡运输：什么是胞吞，什么胞吐胞吐作用(exocytosis)运输小泡通过与细胞质膜的融合将内容物释放到细胞外基质的过程称为胞吐作用, 膜融合是通过融合蛋白的帮助完成的。在组成型分泌活动中，胞吐作用是自发进行的，但是在调节型的细胞中，胞吐作用必需有信号的触发。触发的信号可以是神经递质、激素或Ca2+离子等，在胞吐过程中也需要GTP和ATP等。向分泌细胞注射Ca2+离子可以促进胞吐作用。胞吐作用的结果一方面将分泌物释放到细胞外，另一方面小泡的膜融入质膜, 使质膜得以补充。胞吞：细胞一方面不断将内部合成的功能分子和代谢废物通过胞吐作用运送到细胞外，又通过内吞作用将细胞外的营养物质等摄取到细胞内，以维持正常的代谢活动。细胞的胞吞有两种类型：一种是吞噬细胞完成的对有害物质的吞噬，另外一种是通过细胞膜受体介导的对细胞外营养物质的內吞。10. 知道小泡的膜结合特点：1白质是永远不和细胞质接触的2膜蛋白总是面向胞质面在运输过程中，蛋白质和细胞内容物都不会有任何损失和变化11. 胞吞：受体或网格蛋白介导的胞吞一种特殊类型的内吞作用，主要是用于摄取特殊的生物大分子。大约有50种以上的不同蛋白，包括激素、生长因子、淋巴因子和一些营养物都是通过这种方式进入细胞。被吞入的物质首先同细胞质膜的受体蛋白结合, 同受体结合的物质称为配体(ligand)。配体即是经受体介导被内吞的特异性大分子。它们的性质以及被细胞内吞后的作用各不相同。在受体介导的内吞过程中, 配体-受体复合物在质膜的一个特殊的区域,即被膜小窝(coated pit)中进行浓缩, 然后逐渐形成被膜小泡。包裹在小泡外面的外被是一种纤维蛋白的聚合体,即网格蛋白。脱离了质膜的被膜小泡的外被很快解聚,成为无被小泡,即初级内体。12. 知道几种主要的蛋白，在小泡上的结构和位置答案：课本399网格蛋白(clathrin)网格蛋白(clathrin)是一种进化上高度保守的蛋白质，由分子量为180kDa的重链和分子量为3540kDa的轻链组成二聚体, 三个二聚体形成包被的基本结构单位-三联体骨架(triskelion), 称为三腿蛋白(three-legged protein)。有两种类型的轻链:链和链, 二者的氨基酸有60%是相同的, 但还不知道它们在功能上有什么差别。许多三腿复合物再组装成六边形或五边形网格结构,即包被亚基,然后由这些网格蛋白亚基组装成披网格蛋白小泡。衔接蛋白(adaptin, AP) 参与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结构域相互作用, 起衔接作用。有两种类型衔接蛋白, AP1参与反面高尔基体的披网格蛋白小泡的组装, AP2则参与从细胞质膜形成的披网格