南开大学细胞生物学4道大题

1、、线粒体蛋白的运送和装配(1)核基因编码的蛋白质向线粒体跨膜运输要以前体形式通过后转移运输到线粒体内。前体蛋白由成熟的形式的蛋白质和N端的一段成为导肽的序列共同组成。导肽决定运动的方向，它对被运送的蛋白质并无特异性的要求。含导肽的前体蛋白在跨膜运送时，首先被线粒体表面的受体识别，同时还需要位于外膜上的GIP蛋白的参与，它能促进线粒体前体蛋白从内外膜的接触点通过内膜。内膜两侧的膜电位对前体蛋白进入内膜起着启动作用。(2)前体蛋白在跨膜运送之前需要解折叠为松散的结构，以利跨膜运送。前体蛋白在通过内膜之后，其导肽即被基质中的线粒体导肽水解酶与导肽水解激活酶水解，并同时重新卷曲折叠为成熟的蛋白质分子。

2、(3)跨膜转运的蛋白质在解折叠与重折叠的过程中都需要某些被称为分子伴侣的分子参与。分子伴侣具有解折叠酶的功能，并能识别蛋白质折叠之后暴露出的疏水面并与之结合，防止相互作用产生凝聚或错误折叠。Hsp在运送通过内膜的过程中还需要消耗能量。(4)跨膜转运过程是单向进行的，Hsp70可与进入线粒体腔的导肽交联，一旦前体蛋白进入线粒体腔，立即有一分子Hsp70结合上去，这样就防止了前导肽退回到细胞质，随着导肽进一步伸入线粒体腔，肽链会结合更多的Hsp70分子。Hsp70分子可拖拽肽链进入线粒体腔。转运后，在Hsp60的帮助下，前体蛋白进入正确折叠，最后由导肽酶切除引导序列，成为成熟的线粒体基质蛋白。(5

3、)蛋白质进入线粒体的部位是由导肽所含信息所决定的。但是，并非所有线粒体蛋白质合成时都含有导肽，这些蛋白的靶向信息很可能蕴藏于这些分子内的氨基酸序列中。二、核孔复合体主动运输过程(1)核孔复合体主动运输的选择表现在以下三个方面：a.对运输颗粒大小的限制。其有效直径的大小是可被调节的，b.通过核孔复合体的主动运输是一个信号识别与载体介导的过程，需消耗ATP,并表现出胞核动力学特征，c.通过核孔复合体的主动运输具有双向性，即核输入和核输出。它既能把复制、转录、染色体构建和核糖体蛋白等运输到核内；t同时又能将翻译所需的RNA、装配好和核糖体亚单位从核内送到细胞质。(2)亲核蛋白上带有的一段特殊的氨基酸

4、序列，这些特殊短肽保证了亲核蛋白质能通过核孔复合体被转运到细胞核内.这段具有“定向”，“定位”作同的序列被称为核定位信号。(3)亲核蛋白通过核孔复合体的过程式分部进行的，根据整个过程对能量的需求可以粗略的分为两步：结合(不需能)和转移(需能)。(4)1.亲核蛋白首先结合到核孔复合体的胞质面。亲核蛋白通过NLS识别importin%，与可溶性NLS受体importin%/importinB异二聚体结合，形成转运复合物；2.在importinB的介导下，转运复合物和核孔复合物的胞质纤维结合；3.转运复合物通过改变构象的核孔复合体从胞质面被运送到核质面；4.转运复合物在核质面与Ran-GTP结合，并

5、导致复合物解离，亲核蛋白释放；5.受体的亚基与结合的Ran返回胞质，在胞质内Ran-GTP水解为Ran-GDP并与importinB解离，Ran-GDRM回核内再转换成Ran-GTP。三、染色体在纺锤体作用下的运动机理(1)在有丝分裂前期，随着纺锤体的形成，一些微管迅速捕获染色体，并与染色体一侧的动粒结合，形成动粒微管。而另一侧的动粒也与另一极星体发出的微管迅速结合。至少有数种蛋白质与上述过程有关。其中首要的两组蛋白称为Mad蛋白和Bub蛋白。Mad2蛋白和Bub蛋白可以使动粒敏化，促使微管与动粒接触。(2)当染色体的两个动粒都与纺锤体微管结合后，前期纺锤体的装配才算完成。此时染色体并不完全分

6、布于赤道板上。随后，在动粒微管的牵拉和星体的外推的共同作用下，纺锤体赤道直径逐渐收缩，两极距离拉长，染色体逐渐向赤道方向运动。最终将染色体排列在赤道板上。(3)当染色体排列到赤道板上时，细胞周期转向后期，同源染色体分离并逐渐向两极移动。这个过程分为后期A和后期B。(4)后期A:ATP水解驱动染色体向两极移动，促使动粒端微管的去组装。随着动粒端的微管去组装，动粒倾向于向两极滑行以恢复“袖筒”壁与微管的结合，拉着染色体向两极运动。(5)后期B:染色单体接近两极，极性微管游离端在ATP提供能量的情况下微管蛋白结合，使极性微管加长，形成较宽的极性微管重叠区。KRPs(移动素类蛋白质)与极性微管重叠区的

7、微管结合并在来自两极的极性微管间搭桥。KRPs向微观正极行走，促使微管在重叠区相互滑动，使重叠区逐渐变得狭窄，两极之间的距离逐渐变长。同时，胞质动力蛋白在星体微管和细胞膜之间搭桥，并使星体微管向负极运动，进一步将两极间的距离拉长。四、细胞凋亡的过程与途径(1)过程：1.细胞质缓慢收缩染色质包装和分离，细胞质凝集；2 .核片段化发芽、起泡细胞裂成小片成为凋亡小体；3 .吞噬细胞吞噬掉调亡小体。(2)Caspas陵族：I.Caspas除族存在于哺乳动物中2 .Caspase®解靶蛋白位点是天冬氨酸残基后的肽键3 .Caspase自身以非活化的Procaspas旃在，它的活化依赖于其他的C

8、aspase在它的天冬氨酸位点或自身活化。4 .Caspase28、9、10参与细胞凋亡的起始；参与细胞凋亡执行的则是Caspase36、7。其中Caspase第口7,它们降解PARP、DFF-45（DNAfragmentationfactor45）,导致DNA修复的抑制并启动DNA的降解。而Caspase6的底物是laminA和keratin18,它们的降解导致核纤层和细胞骨架的崩解。（3）两条途径：（一）外部途径：1. FasL（CD95）、TNF（肿瘤坏死因子）结合并启动Fas、TNFR+FADD（连接器蛋白）+Procaspase28、10=死亡诱导信号复合物；2. procaspas洞性活化，产生具活性的Caspase28、10;3. Caspase28、10异性活化死亡执行者Caspase37;4. Caspase37作用于靶蛋白。（二）内部途径（线粒体途径）：1 .具活性的Caspase8乍用于Bid使之断裂，Bid片段与线粒体外膜上的Bcl-2和Bax结合形成复合物，使线粒体中的细胞色素c泄露到细胞质中；或者没有血清营养因子，营养因子受体不能被活化，导致Bad蛋白不能被磷酸化，从而可以和Bcl-2结合，导致膜通道打开，使线粒体中