生物化學(xué)與分子生物學(xué)作業(yè)參考答案

1、生物化學(xué)與分子生物學(xué)作業(yè)參考答案一、填充題1兩性，負(fù)，正； -1/Km，1/Vmax； 340nm； 賴氨酸，精氨酸，組氨酸； 變小，變?。?TPP； FAD； 糖原合成酶，糖原磷酸化酶； 肽鍵，酯酶。 NADP+； 果糖磷酸激酶，丙酮酸激酶SRP（信號(hào)肽識(shí)別顆粒），停泊。二、選擇題 A,B,E； C； B； B,C； D； A,C,D；A,B,E； C； C； D； C； D； A； C； C； B； B； C C； D； A； D； A,B,C； B錯(cuò)； 對(duì)； 對(duì)； 對(duì)； 錯(cuò)； 錯(cuò)；錯(cuò)； 對(duì)； 錯(cuò)； 對(duì)； 錯(cuò)； 對(duì)； 錯(cuò)； 錯(cuò)； 對(duì)； 錯(cuò)； 錯(cuò)； 錯(cuò)。錯(cuò)； 對(duì)； 錯(cuò)； 錯(cuò)； 對(duì)； 對(duì).四、

2、名詞解釋氨基酸、蛋白質(zhì)等分子既含有酸性基團(tuán)，又含有堿性基團(tuán)，在中性pH的水溶液中，羧基等酸性基團(tuán)脫去質(zhì)子帶負(fù)電荷，氨基等堿性基團(tuán)結(jié)合質(zhì)子帶正電荷，這種既有帶負(fù)電荷基團(tuán)，又有帶正電荷基團(tuán)的離子稱兼性離子或兩性離子，亦稱偶極離子（dipolar ion）米氏常數(shù)（Km值）是酶的一個(gè)重要參數(shù)。m值是酶反應(yīng)速度（v）達(dá)到最大反應(yīng)速度（Vmax）一半時(shí)底物的濃度（單位mol或mmol）。米氏常數(shù)是酶的特征常數(shù)，只與酶的性質(zhì)有關(guān)，不受底物濃度和酶濃度的影響。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）是擴(kuò)增樣品中的DNA量和富集眾多DNA分子中的一個(gè)特定的DNA序列的一種技術(shù)。在該反應(yīng)中，使用與目的DNA序列互補(bǔ)的寡核苷酸作

3、為引物，進(jìn)行多輪的DNA合成。其中包括DNA變性，引物退火和在Tap DNA聚合酶催化下的DNA合成。調(diào)節(jié)兩性離子（氨基酸、蛋白質(zhì)等）溶液的pH，使該兩性離子所帶的凈電荷為零，在電場(chǎng)中既不向正極，也不向負(fù)極移動(dòng)，此時(shí)，溶液的pH稱該兩性離子的等電點(diǎn)（pI）。不同結(jié)構(gòu)的兩性離子有不同的pI值。酶分子中直接與底物結(jié)合，并催化底物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的部位，稱為酶的活性中心。由若干個(gè)在一級(jí)結(jié)構(gòu)上相距很遠(yuǎn)，但在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近的氨基酸殘基集中在一起形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，該區(qū)域與底物相結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，對(duì)于結(jié)合酶來說，輔酶或輔基往往是活性中心的組成成分。不同的DNA片段之間，DNA片段與RNA片段

4、之間，如果彼此間的核苷酸排列順序互補(bǔ)，則可以復(fù)性形成雙螺旋結(jié)構(gòu)。這種按照互補(bǔ)堿基配對(duì)而使不同來源的兩條多核苷酸相互結(jié)合的過程稱為分子雜交。通常將DNA樣品經(jīng)內(nèi)切酶降解后，用瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行分離，在堿溶液中變性，后轉(zhuǎn)移到合適的膜上固定，再與放射性同位素標(biāo)記的變性探針雜交，數(shù)小時(shí)后洗滌，進(jìn)行放射自顯影，稱作Southern印跡雜交法。通常把加熱變性DNA使增色效應(yīng)達(dá)到最大增量一半時(shí)的的溫度稱為該DNA的熔點(diǎn)或熔解溫度，用Tm表示。位于mRNA分子AUG起始密碼子上游約813個(gè)核苷酸處，由46個(gè)核苷酸組成的富含嘌呤的序列，以-AG-GA-為核心。SD序列同16S rRNA近3-末端的序列互補(bǔ)，在核

5、糖體與mRNA的結(jié)合過程中起重要作用。指可影響自身基因表達(dá)活性的真核DNA序列。根據(jù)順式作用元件在基因中的位置、轉(zhuǎn)錄激活作用的性質(zhì)及發(fā)揮作用的方式，分為啟動(dòng)子、增強(qiáng)子及沉默子等。蛋白質(zhì)的三級(jí)結(jié)構(gòu)指肽鏈在二級(jí)結(jié)構(gòu)，超二級(jí)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)域（對(duì)分子較大，由多個(gè)結(jié)構(gòu)域的蛋白質(zhì)而言）基礎(chǔ)上形成的完整空間結(jié)構(gòu)，一個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)單位通常由一條肽鏈組成，但也有一些三級(jí)結(jié)構(gòu)單位是由經(jīng)二硫鍵連接的多條肽鏈組成的，如胰島素就是由兩條肽鏈折疊成的1個(gè)三級(jí)結(jié)構(gòu)單位。內(nèi)含子是指結(jié)構(gòu)基因中存在于外顯子之間的非編碼序列，也是基因中不表達(dá)的序列，屬插入序列。外顯子是指基因中編碼蛋白質(zhì)的序列。是未成熟的分泌性蛋白質(zhì)中可被細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)識(shí)別

6、的特征性氨基酸序列。有堿性N-末端區(qū)、疏水核心區(qū)及加工區(qū)三個(gè)區(qū)段。蛋白質(zhì)被轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞的一定部位后，信號(hào)肽即被切除。是一種能夠提高轉(zhuǎn)錄效率的順式調(diào)控元件，最早是在SV40病毒中發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)約200bp的一段DNA，可使旁側(cè)的基因轉(zhuǎn)錄提高100倍，其后在多種真核生物，甚至在原核生物中都發(fā)現(xiàn)了增強(qiáng)子。增強(qiáng)子通常占100200bp長(zhǎng)度，也和啟動(dòng)子一樣由若干組件構(gòu)成，基本核心組件常為812bp，可以單拷貝或多拷貝串連形式存在。五、分析和計(jì)算題維持蛋白質(zhì)溶液穩(wěn)定的因素有兩個(gè)：（1）水化膜：蛋白質(zhì)顆粒表面大多為親水基團(tuán)，可吸引水分子，使顆粒表面形成一層水化膜，從而阻斷蛋白質(zhì)顆粒的相互聚集，防止溶液中蛋白質(zhì)的沉淀

7、析出。（2）同種電荷：在pHpI的溶液中，蛋白質(zhì)帶有同種電荷。若pHpI，蛋白質(zhì)帶負(fù)電荷；若pHpI，蛋白質(zhì)帶正電荷。同種電荷相互排斥，阻止蛋白質(zhì)顆粒相互聚集而發(fā)生沉淀。沉淀蛋白質(zhì)的方法，常用的有：（1）鹽析法，在蛋白質(zhì)溶液加入大量的硫酸銨、硫酸鈉或氯化鈉等中性鹽，去除蛋白質(zhì)的水化膜，中和蛋白質(zhì)表面的電荷，使蛋白質(zhì)顆粒相互聚集，發(fā)生沉淀。用不同濃度的鹽可以沉淀不同的蛋白質(zhì)，稱分段鹽析。鹽析是對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行粗分離的常用方法。（2）有機(jī)溶劑沉淀法：使用丙酮沉淀時(shí)，必須在04低溫下進(jìn)行，丙酮用量一般10倍于蛋白質(zhì)溶液的體積，蛋白質(zhì)被丙酮沉淀時(shí)，應(yīng)立即分離，否則蛋白質(zhì)會(huì)變性。除了丙酮以外，也可用乙醇沉淀

8、。此外，還可用加重金屬鹽，加某些有機(jī)酸，加熱等方法使樣品中的蛋白質(zhì)變性沉淀。酶的專一性是指酶對(duì)催化的反應(yīng)和反應(yīng)物所具有的選擇性。根據(jù)對(duì)底物的選擇性，酶的專一性可以分為結(jié)構(gòu)專一性和立體異構(gòu)專一性。結(jié)構(gòu)專一性指每對(duì)底物的特征結(jié)構(gòu)化學(xué)鍵或功能團(tuán)等有選擇，例如肽酶只能水解肽鍵， 酯酶只作用酯鍵。立體異構(gòu)專一性指酶對(duì)底物的構(gòu)型有選擇。例如只作用于L構(gòu)型或只作用于順式構(gòu)型。根據(jù)過渡態(tài)互補(bǔ)假說，酶的專一性實(shí)質(zhì)上是酶與底物分子在結(jié)構(gòu)上互補(bǔ)。研究酶的專一性可以揭示酶的催化機(jī)理，獲得有關(guān)酶的結(jié)構(gòu)與功能信息，為酶的應(yīng)用、酶分子設(shè)計(jì)或分子修飾提供指導(dǎo)。在生物化工中運(yùn)用酶的專一性可以減少副反應(yīng)，特別是利用酶的立體異構(gòu)專

9、一性進(jìn)行不對(duì)稱合成或不對(duì)稱拆分。 非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)化成糖或糖原的過程稱為糖異生作用。糖異生過程的原料是一些非糖物質(zhì)如乳酸、丙酮酸、生糖氨基酸、甘油、脂肪酸等物質(zhì)。糖異生作用的生理意義：在空腹或饑餓狀態(tài)下，對(duì)維持血糖穩(wěn)定具有重要意義；在特殊生理?xiàng)l件下，加速乳酸、丙酮酸的利用以防止其堆積；糖異生作用節(jié)約了氨基酸在機(jī)體內(nèi)的分解消耗。（1）能提高蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性。亞基結(jié)合可以減少蛋白質(zhì)的表面積/體積比，使蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性增高。（2）提高遺傳物質(zhì)的經(jīng)濟(jì)性和有效性。編碼一個(gè)能裝配成同聚體的蛋白質(zhì)所需的基因長(zhǎng)度比編碼一個(gè)與同聚體相同相對(duì)分子質(zhì)量的超長(zhǎng)肽鏈所需的基因長(zhǎng)度要小得多（如煙草花葉病毒的外殼有2130多個(gè)亞基）

10、。（3）形成功能部位。不少寡聚蛋白的單體相互聚集可以形成新的功能部位。（4）形成協(xié)同效應(yīng)。寡聚蛋白與配體相互作用時(shí)，有可能形成類似血紅蛋白或別構(gòu)酶那樣的協(xié)同效應(yīng)，使其功能更加完善。有些寡聚蛋白的不同亞基可以執(zhí)行不同的功能，如一些酶的亞基可分為催化亞基和調(diào)節(jié)亞基。酶的活性中心往往是若干個(gè)在一級(jí)結(jié)構(gòu)上相距很遠(yuǎn)，但在空間結(jié)構(gòu)上彼此靠近的氨基酸殘基集中在一起形成具有一定空間結(jié)構(gòu)的區(qū)域，該區(qū)域與底物相結(jié)合并將底物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物，對(duì)于結(jié)合酶來說，輔酶或輔基往往是活性中心的組成成分。酶的活力中心通常包括兩部分：與底物結(jié)合的部位稱為結(jié)合中心，決定酶的專一性；促進(jìn)底物發(fā)生化學(xué)變化的部位稱為催化中心，它決定酶所催化反

11、應(yīng)的性質(zhì)以及催化的效率。有些酶的結(jié)合中心與催化中心是同一部分。對(duì)ES和EI的X-射線晶體分析、NMR分析、對(duì)特定基團(tuán)的化學(xué)修飾、使用特異性的抑制劑和對(duì)酶作用的動(dòng)力學(xué)研究等方法可用于研究酶的活性中心。（1）血糖的來源：食物淀粉的消化吸收，為血糖的主要來源；貯存的肝糖原分解，是空腹時(shí)血糖的主要來源；非糖物質(zhì)如甘油、乳酸、大多數(shù)氨基酸等通過糖異生轉(zhuǎn)變而來。（2）血糖的去路：糖的氧化分解供能，是糖的主要去路；在肝、肌肉等組織合成糖原，是糖的貯存形式；轉(zhuǎn)變?yōu)榉翘俏镔|(zhì)，如脂肪、非必需氨基酸等；轉(zhuǎn)變成其他糖類及衍生物如核糖、糖蛋白等；血糖過高時(shí)可由尿排出。（3）人體血糖水平的穩(wěn)定：主要靠胰島素、胰高血糖素、

12、腎上腺素等激素來調(diào)節(jié)。血糖水平低時(shí)，刺激胰高血糖素、腎上腺素的分泌，促進(jìn)糖原分解和糖異生作用、抑制葡萄糖的氧化分解，使血糖水平升高。當(dāng)血糖水平較高時(shí)，刺激胰島素分泌，促進(jìn)糖原合成、抑制糖異生作用，加快葡萄糖的氧化分解，從而使血糖水平下降。在絕大多數(shù)生物體內(nèi)，糖、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，都必須通過三羧酸循環(huán)進(jìn)行分解代謝，提供能量。所以它是糖、脂肪、蛋白質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)的共同分解途徑。另一方面三羧酸循環(huán)中的許多中間體如-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、蘋果酸、草酰乙酸等又是生物體進(jìn)行物質(zhì)合成的前體。所以三羧酸循環(huán)具有分解代謝和合成代謝的雙重作用。植物體內(nèi)，草酰乙酸的回補(bǔ)是通過以下四條途徑完成的

13、：a.通過丙酮酸羧化酶的作用，使丙酮酸和CO2結(jié)合生產(chǎn)草酰乙酸：丙酮酸 + CO2+ATP+H2O草酰乙酸 + ADP +Pi；b.通過蘋果酸酶的作用，使丙酮酸和CO2結(jié)合生產(chǎn)蘋果酸，蘋果酸再在蘋果酸脫氫酶作用下生成草酰乙酸：丙酮酸 + CO2+ NADPH蘋果酸 + NADP+， 蘋果酸 + NAD+草酰乙酸+ NADHH+；c.通過乙醛酸循環(huán)將2摩爾乙酰輔酶A生成1摩爾的琥珀酸，琥珀酸再轉(zhuǎn)變成蘋果酸，進(jìn)而再生成草酰乙酸；d.通過磷酸稀醇式丙酮酸羧化酶的作用，使磷酸稀醇式丙酮酸羧化酶和CO2直接生成草酰乙酸：磷酸稀醇式丙酮酸+ CO2+H2O草酰乙酸 + Pi（1）編碼該tRNA的DNA相對(duì)

14、分子質(zhì)量為66090=30.6nm；（2）編碼該蛋白質(zhì)的DNA相對(duì)分子質(zhì)量為10431043=106.1nm。（1）從染色體DNA中直接分離：主要針對(duì)原核生物。（2）化學(xué)合成法：由已知多肽的氨基酸序列，推得編碼這些氨基酸的核苷酸序列，利用DNA合成儀人工合成其基因。（3）從基因組DNA文庫(kù)中篩選分離組織或細(xì)胞的染色體DNA：利用限制性核酸內(nèi)切酶將染色體DNA切割成片段，與適當(dāng)?shù)目寺≥d體連接后轉(zhuǎn)入受體菌擴(kuò)增，即獲得基因組DNA文庫(kù)，用核酸探針將所需目的基因從基因文庫(kù)中“釣”取出來。（4）從cDNA文庫(kù)中篩選：提取mRNA，利用反轉(zhuǎn)錄酶合成與其互補(bǔ)的DNA（cDNA）分子，再?gòu)?fù)制成雙鏈cDNA片段

15、，與適當(dāng)載體連接后轉(zhuǎn)入受體菌，即獲得cDNA文庫(kù)，然后采用適當(dāng)方法從cDNA文庫(kù)中篩選出目的cDNA。（5）用PCR從基因組DNA或cDNA中擴(kuò)增目的基因。 乙酰-CoA羧化酶在脂肪酸合成中將乙酰-CoA轉(zhuǎn)化為丙二酸單酰-CoA，后者是脂肪酸合成的重要起始物之一，乙酰-CoA羧化酶催化的反應(yīng)是脂肪酸合成中的限速步驟，是脂肪酸合成調(diào)控的關(guān)鍵所在，在脊椎動(dòng)物中，脂肪酸合成的主要產(chǎn)物，軟脂酰-CoA使該酶的反饋抑制劑，當(dāng)線粒體乙酰-CoA的濃度增高，ATP也增高時(shí)，檸檬酸從線粒體釋放出來，轉(zhuǎn)化為細(xì)胞液乙酰CoA，同時(shí)成為乙酰-CoA羧化酶活化的別構(gòu)信號(hào)。乙酰-CoA羧化酶還受由胰高血糖素和腎上腺素皮

16、質(zhì)激素激發(fā)的磷酸化修飾的抑制。它的活化型為乙酰-CoA羧化酶的聚合物，當(dāng)磷酸化時(shí)這個(gè)聚合物解離成為單體，并失去活性?？梢哉f，乙酰-CoA羧化酶的活性取決于二者平衡的調(diào)控，檸檬酸把平衡引向聚合一側(cè)，也就是促進(jìn)脂肪酸合成，軟脂酰-CoA則把平衡引向單體一側(cè)，就是抑制脂肪酸合成，軟脂酰-CoA是脂肪酸合成的產(chǎn)物，它的作用可以稱為反饋抑制。蛋白質(zhì)合成后的靶向輸送原理，有幾種不同的學(xué)說，信號(hào)肽假說是目前被普遍接受的學(xué)說之一。分泌性蛋白質(zhì)的初級(jí)產(chǎn)物N-端多有信號(hào)肽結(jié)構(gòu)，信號(hào)肽一旦合成（蛋白質(zhì)合成未終止），即被胞漿的信號(hào)肽識(shí)別蛋白（SRP）結(jié)合，SRP與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜的內(nèi)側(cè)面的受體即對(duì)接蛋白（DP）結(jié)合，組成一個(gè)輸送系統(tǒng)，促使膜通道開放，信號(hào)肽帶動(dòng)合成中的蛋白質(zhì)沿通道穿過膜，信號(hào)肽在沿通道折回時(shí)被膜上的信號(hào)肽酶切除，蛋白質(zhì)在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體經(jīng)進(jìn)一步修飾（如糖基化）后，即可被分選到細(xì)胞的不同部位。同mRNA互補(bǔ)的DNA稱為cDNA。cDNA文庫(kù)是以某一細(xì)胞的總mRNA為模板，在無細(xì)胞系統(tǒng)中，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，首先合成互補(bǔ)DNA的第一鏈，破壞RNA模板后，再以第一鏈為模板合成第二鏈，得到雙鏈cDNA。選用適合的載體，與合成的cDNA重組，導(dǎo)入寄主細(xì)胞，經(jīng)篩選得到的cDNA克隆群稱為cDNA文庫(kù)。由于cDNA技術(shù)合成的是不含內(nèi)含子的功能基因，因此是克隆真核生物基因的一種通用方法。由于細(xì)胞內(nèi)的基因在表達(dá)