研究生生化复习(答案全)

1、KeyTerms1）Domain:结构域：多肽链在二级结构或超二级结构的基础上形成三级结构的局部折叠区，它是相对独立的紧密球状实体。2）Peptidebond：肽键：一个氨基酸的α-羧基和另一个氨基酸的α-氨基脱水形成的酰胺键称为肽键。3）DNA"melting"：DNA变性是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链，从而使核酸的天然构象和性质发生改变。DNA分子受热变性时，分子结构从高度有序的状态转变为比较无序状态的过程，即从双链DNA转变为单链的过程。4）Km：米氏常数，它的值是当酶反应速率达到最大反应速率一半时的底物浓度，单位是mol/L。5）Telomerase：端粒酶是一种含有RNA链的逆转录酶，它以所含RNA为模板来合成DNA端粒结构。6）Proteinrenaturation:蛋白质的复性：当变性因素出去后，变性蛋白质又可重新回复到天然构象，这一现象称为蛋白质的复性。蛋白质的变性：天然蛋白质分子受到某些物理或化学因素影响时，生物活性丧失，溶解度降低，不对称性增高以及其他的物理化学常数发生改变，这种过程称为蛋白质的变性。7）Immobilizedenzyme固化酶(固定化酶):是指经过一定改造后被限制在一定的空间内，能模拟体内酶的作用方式，并可反复连续地进行有效催化反应的酶。8）Activesite（活性位点）：酶中含有底物结合部位和参与催化底物转化为产物的氨基酸残基部分。活性部位通常位于蛋白质的结构域或亚基之间的裂隙或是蛋白质的凹陷部位，通常都是由在三维空间上靠的很近的一些氨基酸残基组成。9）Allostericeffect（别构效应）：当底物或效应物和酶分子上的相应部位结合后，会引起酶分子构象改变从而影响酶的催化活性，这种效应称为别构效应。10）Chaperone(伴侣蛋白)：与一种新合成的多肽链形成复合物并协助它正确折叠成具有生物构象功能的蛋白质，伴侣蛋白可以防止不正确折叠中间体的形成和没有组装的蛋白亚基的不正确聚集，协助多肽跨膜转运以及大的多亚基蛋白质的组装和解体。11）peptideunit(肽单位)：肽键及其两端的α-C共6个原子处于同一平面上，组成了肽单位。12）DNAdenaturetion：在核酸双螺旋区的氢键断裂，变成单链，并不涉及共价键的断裂。13）Sangerreaction(桑格反应)：在弱碱性溶液中，氨基酸的α-氨基很容易与2，4-二硝基氟苯作用，生成稳定的黄色2，4-二硝基苯氨基酸。该反应由F.Sanger首先发现，所以此反应又称桑格反应（Sangerreaction），2，4－二硝基氟苯被称为Sanger试剂。14）isoenzyme(同工酶)：是指催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异的一组酶。15）DNAgyrase(DNA促旋酶)：是一种类型=2\*ROMANII的拓扑异构酶，它可连续引入负超螺旋到同一个双链闭环DNA分子中去，反应需要由ATP供给能量。16）ProteinSuper-secondarystructure(蛋白质超二级结构)：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。17）semiconservativereplication(半保留复制)：每个子代分子的一条链来自亲代DNA，另一条链则是新合成的，这种方式称为半保留复制。18)Tm(DNA溶解温度)：通常把加热变性使DNA的双螺旋结构失去一半时的温度。19)AminoacidpI(氨基酸等电点)：在某一PH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势和程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的PH称为该氨基酸的等电点。20)Ribozyme(核酶)：具有催化活性的RNA，即化学本质是核糖核酸(RNA)，却具有酶的催化功能。2、QuestionandAnswer1）Indicatewhethereachofthefollowingstatementsaboutprokaryotictranslationistrue(T)orfalse(F).下列关于原核转录的陈述中哪些是正确的哪些是错误的？T（1）Anaminoacyl-tRNAsynthetasecatalyzesformationofanesterbond.一个氨酰tRNA的合成酶可以催化酯键的形成过程F（2）AnmRNAmoleculecannotbeusedtodirectproteinsynthesisuntilithasbeencompletelytranscribed.一个mRNA分子在没有完全被转录之前不能够参与蛋白质的直接合成过程F（3）ThepositioningoffMet-tRNAontheAsitedefinesthereadingframe.fMet-tRNA的A位点可以定义阅读框架T（4）Incomingaminoacyl-tRNAarefirstboundtotheAsite.一个进入的氨酰tRNA首先绑定在A位点T（5）Formationofthe70Sinitiationcomplexrequiresaninputofenergy.70s启动复合子需要一个输入的能量F（6）Thecarboxylgroupoftheaminoacidontheaminoacyl-tRNAistransferredtotheaminogroupofapeptidyl-tRNA..在氨酰tRNA上的氨基酸的羧基端被转移到了肽酰tRNA的按极端T（7）ReleasefactorscausethepeptidyltransferaseactivityoftheribosometouseH2Oasasubstrate.释放因子可以引发核糖体上肽酰转移酶的活性，用H2O作为作用底物3．QuestionandAnswer1）Prepareatablethatliststhenamesandcomparesthefunctionsoftheprecursors,enzymes,andotherproteinsneededtomaketheleadingversuslaggingstrandsduringDNAreplicationinE.coli.（准备一个表格，列出在大肠杆菌DNA复制的过程中，合成领头链和滞后链所需要的前体细胞、酶和其他的蛋白质的名字和功能对比）答案一前导链滞后链前体dATP、dGTP、dCTP、dTTpATP、GTP、CTP、TTP、dATP、dGTP、dCTP、dTTp酶DNA旋转酶、解旋酶、单链DNA结合蛋白（SSQ）、DNA聚合酶III、拓扑异构酶、焦磷酸酶DNA旋转酶、解旋酶、单链DNA结合蛋白（SSQ）、DNA聚合酶III、拓扑异构酶、焦磷酸酶、引物酶、DNA聚合酶I、DNA连接酶及NAD+前体细胞、酶功能解旋酶沿着DNA移动和使用来自ATP的能量，解开DNA的双链拓扑异构酶在螺旋结构或超螺旋中释放拓扑链单链DNA结合蛋白（SSQ）绑定和稳定分开的DNA链引发酶（dnaG）产生一个短的DNA引物多体DNA聚合酶III在细胞中存在的数目不多，是促进DNA链延长的主要酶。DNA聚合酶I除去RNA引物，用一段DNA序列代替它DNA连接酶密封缺口2）Proteindegradationismediatedbyspecializedsystemsinallcells，suchasubiquitin.Explain.（蛋白质降解是专业系统在所有的细胞的中介,以泛肽为例进行说明。）答:在细胞质内有两个最重要的蛋白质降解系统：溶酶体系统和泛肽系统。溶酶体系统包括多种在酸性PH下活化的小分子量蛋白酶，因此又称为酸性系统，主要水解长寿命蛋白质和外来蛋白；泛肽系统则在pH=7.2的胞液中起作用，因此又称为碱性系统，主要水解短寿命蛋白和反常蛋白。泛肽与选择性降解蛋白质的相接：第一步：泛肽的羧基在ATP水解的推动下，以巯基与E1（泛肽活化酶）相接。第二步：活化了的泛肽立即与E2（泛肽携带蛋白）的巯基相连接。第三步：在E3的催化下，泛肽与宣告无用的蛋白质之一赖氨酸的ɛ-氨基相接。3）DescribethreepropertiescommontothereactionscatalyzedbyDNApolymerase,RNApolymerase（描述DNA聚合酶、RNA聚合酶催化反应的三个共同属性）.答：1）这二种酶都是从5'一3'方向合成核酸；2）都使用模板，并以3'一5'方向指导核酸的合成；3）都是使用生长链的末端3'一OH对核苷三磷酸的α一磷酸基团发动亲核进攻，并释放焦磷酸4）Whatistheapproximatemolecularweightofaproteinwith682aminoacidresiduesinasinglepolypeptidechain?（一含682个氨基酸残基的单个多肽链的大致分子量是多少?）答：一般来说粗略计算蛋白质的相对分子质量直接用氨基酸残基的数量乘以110就好。因为110道尔顿是20种氨基酸相对分子质量的平均值。682X110=75020D=75KD，一般蛋白知道它是多少KD就好。5）QuantitativeAssayforLactateDehydrogenaseThemuscleenzymelactatedehydrogenasecatalyzesthereactionNADHandNAD+arethereducedandoxidizedforms,respectively,ofthecoenzymeNAD.SolutionsofNADH,butnotNAD+,absorblightat340nm.ThispropertyisusedtodeterminetheconcentrationofNADHinsolutionbymeasuringspectrophotometricallytheamountoflightabsorbedat340nmbythesolution.ExplainhowthesepropertiesofNADHcanbeusedtodesignaquantitativeassayforlactatedehydrogenase.(在乳酸脱氢酶的定量测定过程中，肌酶乳酸脱氢酶催化NADH和NAD+的氧化或者还原反应，辅酶NAD，即NADH的溶液，不是NAD+，能在340nm处吸光，由于这个性能，用分光光度仪测定340nm处的吸光值，能够测定NADH溶液的浓度，解释如何用NADH的这种性能来设计乳酸脱氢酶的定量测定过程。)答：乳酸脱氢酶（Lactatedehydrogenase简称LDH，7，L—乳酸：NAD+氧化还原酶）广泛存在于动物、植物及微生物细胞内，是糖代谢酵解途径的关键之一，可催化下列可逆反应。LDH可溶于水或稀盐酸溶液，因而可用它们制备组织匀浆，经浸泡、离心，其上清部分是含LDH的组织提取液。组织中LDH含量测定方法很多，其中紫外分光光度法更为简单、快速。鉴于NADH,NAD+在340nm及260nm处有各自的最大吸收峰，因此以NAD+为辅酶的各种脱氢酶类都可以通过340nm光吸收值的改变，定量测定酶的含量。本实验测定LDH活力，基质液中含丙酮酸及NADH，在一定条件下，加入一定量的酶液，观察NADH在反应过程中340nm处吸光减少值，减少越多，则LDH活力越高。6）KeepingtheSweetTasteofCornThesweettasteoffreshlypickedcorn(maize)isduetothehighlevelofsugarinthekernels.Store-boughtcorn(severaldaysafterpicking)isnotassweet,becauseabout50%ofthefreesugarisconvertedtostarchwithinonedayofpicking.Topreservethesweetnessoffreshcorn,thehuskedearscanbeimmersedinboilingwaterforafewminutes(“blanched”)thencooledincoldwater.Cornprocessedinthiswayandstoredinafreezermaintainsitssweetness.Whatisthebiochemicalbasisforthisprocedure?(保持玉米的甜度，保持刚摘的玉米的甜度是由于玉米仁中含有高水平的糖分，商店里买到的玉米不是很甜，那是因为在采摘后的一天后玉米种50%的游离糖转化为淀粉，想要保持新鲜玉米甜度的话，将糙米放入开水中浸泡，然后拿出来用冷水冷却，玉米可以用这种方法处理并保存在冰箱里可以保持其甜度，说说这一过程中生物化学机理是什么？)答：50%的游离糖在玉米采后一天内转化成了淀粉，是因为淀粉合成酶的作用使游离糖转变成了淀粉。这种用开水（高温）浸泡玉米棒的方法主要目的是为了使淀粉合成酶（蛋白质）变性失去活性，然后迅速用冷水冷却是为了不让淀粉合成酶复性，即不让其恢复活性。从而有效地阻止了游离糖向淀粉转化。7）Sickle-cellhemoglobinhasaValresidueatposition6oftheβ-globinchain,insteadoftheGluresiduefoundinnormalhemoglobinA.CanyoupredictwhatchangetookplaceintheDNAcodonforglutamatetoaccountforreplacementoftheGluresiduebyVal?(镰状细胞血红蛋白的β球蛋白链的第六个位点含有一个缬酸残基，与在正常血红蛋A中发现的谷氨酸残基不一样，能否设想一下在DN编码谷氨酸时，缬氨酸是如何替代谷氨酸的？)答案一：在正常的血红蛋白分子中是谷氨酸，在病态的血红蛋白分子中却被缬氨酸所代替。由于控制合成血红蛋白分子的DNA碱基序列发生了改变A-T变成了T-A，谷氨酸（GAA）被缬氨酸（GUA）替换，最终导致了镰刀形细胞贫血症的发生。答案二：已知谷氨酸的密码子之一为GAA，缬氨酸的密码子之一为GUA,由于控制合成血红蛋白分子的DNA碱基序列发生了改变A-T变成了T-A，谷氨酸（GAA）被缬氨酸（GUA）替换，最终导致了镰刀形细胞贫血症的发生。8）StructuralandFunctionalRelationshipsinFibrousProteinsWilliamAstburydiscoveredthatthex-raypatternofwoolshowsarepeatingstructuralunitspacedabout5.2Åalongthelengthofthewoolfiber.Whenhesteamedandstretchedthewool,thex-raypatternshowedanewrepeatingstructuralunitataspacingof7.0Å.Steamingandstretchingthewoolandthenlettingitshrinkgaveanx-raypatternconsistentwiththeoriginalspacingofabout5.2A.Althoughtheseobservationsprovidedimportantcluestothemolecularstructureofwool,Astburywasunabletointerpretthematthetime.(9points)(a)Givenourcurrentunderstandingofthestructureofwool,interpretAstbury’sobservations.（b）Whenwoolsweatersorsocksarewashedinhotwaterorheatedinadryer,theyshrink.Silk,ontheotherhand,doesnotshrinkunderthesameconditions.Explain.(纤维蛋白的结构和功能之间的联系，williamAstbury发现羊毛经过x光照射后羊毛纤维显现出一个重复的单元间距大约为5.2A的结构，当他蒸热和拉长羊毛进行x光照射后发现了一个重复的单元间距为7.0A的结构。让羊毛皱缩后又进行了一次x光照射，发现又恢复到原始的单元间距为5.2A的结构，虽然这些观察对羊毛的分子结构提供了重要的线索，但是Astbury在那个时候没有能够给出一个解释。根据我们目前对羊毛结构的理解，解释一下Astbury观察到的现象。当用热水洗或者用干燥器烘烤羊毛毛衣和袜子的时候他们会变皱，但是丝绸用相同条件处理后并不会有相同的现象，这是为什么？)答案一：羊毛纤维多肽链的主要结构单位是连续的α-螺旋圈，其螺距为5.4A。当处于热水（或蒸汽）环境下，使纤维伸展为具有β-折叠构象的多肽链。在β-折叠构象中相邻R基团之间的距离是7.0A。当干燥后，多肽链重新由β折叠转化为α螺旋构象，所以羊毛收缩了。而丝制品中的主要成分是丝心蛋白，它主要是由呈现β折叠构象的多肽链组成的，丝中的β-折叠含有一些小的、包装紧密的氨基酸侧链，所以比羊毛中的α-螺旋更稳定，水洗和干燥其构象基本不变。答案二：（1）羊毛纤维多肽的主要结构为α-螺旋,其每圈距离为5.4Å。用蒸汽处理拉长了此纤维,的β-,后者其相邻R基团的间距大约为7.0Å。随着多肽链重新采取α-,（2）,加工后的羊毛的多肽链从伸展的β-构象转变为天然α-螺旋构象。丝绸的β-折叠片其氨基酸侧链小、装配密实,,因此不发生收缩。9）Proteindegradationismediatedbyspecializedsystemsinallcells，suchasubiquitin.Explain.(蛋白质的降解是由细胞当中的一个系统化的过程所介导的，比如泛素，解释。)答：被选定降解的蛋白质先加以标记，即以共价键与泛肽连接