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文檔簡介
1、 生化資料-吳瑤 water蛋白質元素組成:碳、氫、氧、氮 、硫 ( C、H、O、N:16%、S )以及磷、 鐵、 銅、 鋅、碘、 硒?;窘M成單位:L-a-氨基酸(除甘氨酸)。 氨基酸的連接方式:肽腱。 氨基酸的通式:氨基酸結構特點:至少有一個氨基和一個羧基,且一個氨基和一個羧基必須連在同一個碳原子上最簡單:甘;最特殊:脯;含苯環:酪、苯、色;含羥基:絲、酪、蘇;酸性:天冬、谷;堿性:精、組、賴;含S:甲硫、半胱。谷胱甘肽(GSH): 由谷氨酸,半胱氨酸,甘氨酸組成。Y-酰胺鍵(不是肽鍵);巰基具有還原性生理功能:具有還原性(1)解毒 (2)輻射病及輻射防護 (3)保護肝臟 (4)抗過敏 (
2、5)改善某些疾病的 病程和癥狀 (6)養顏美容護膚 (7)增加視力及治療眼科疾病 (8)抗衰老作用蛋白質的一級結構:蛋白質多肽鏈中氨基酸殘基的排列順序。主要化學鍵是肽鍵,有的還包含二硫鍵。 蛋白質二級結構:指多肽鏈中主鏈原子的局部空間排布,不涉及側鏈部分的構象。如-螺旋、-折疊、-轉角和無規卷曲等。主要化學鍵:氫鍵 蛋白質三級結構:指多肽鏈在二級結構的基礎上,由于氨基酸殘基側鏈R基的相互作用進一步盤曲或折迭而形成的特定構象。也就是整條多肽鏈中所有原子或基團在三維空間的排布位置。主要靠次級鍵,包括氫鍵、鹽鍵、疏水鍵以及范德華力蛋白質四級結構:二條或二條以上具有獨立三級結構的多肽鏈組成的
3、蛋白質,其多肽鏈間通過次級鍵相互組合而形成的空間結構。主要靠 氫鍵、離子鍵蛋白質二級結構的基本形式:-螺旋、-折疊、-轉角、無規卷曲。-螺旋的結構特點:(1)以-碳原子為轉折點,以肽鍵平面為單位,盤曲成右手螺旋狀的結構。(2)螺旋上升一圈含3.6個氨基酸殘基,螺距0.54nm(3)氨基酸的側鏈伸向螺旋的外側。(4)螺旋的穩定是靠氫鍵。氫鍵方向與長軸平行。蛋白質一級結構與功能的關系:(1)蛋白質一級結構是空間結構的基礎, 蛋白質的一級結構決定蛋白質空間結構,進而決定蛋白質的生物學功能。(核糖核酸酶A、尿素的例子)(2)相似的一級結構有相同或相似的生物學功能,(3)一級結構關鍵部位的改變影響其生物
4、學活性。如:由于基因上遺傳信息的突變,血紅蛋白上亞基N端的第6位氨基酸殘基發生了改變,谷氨酸(Glu)纈氨酸(Val),轉變為鐮刀狀紅細胞。氨基酸的理化性質:(1)兩性解離及等電點(2)紫外吸收性質(最大紫外吸收峰280nm、酪氨酸、色氨酸)(3)茚三酮反應(生成藍紫色化合物)蛋白質的理化性質:(1)兩性電離及等電點(2)紫外吸收性質(最大紫外吸收峰280nm、酪氨酸、色氨酸)(3)呈色反應(茚三酮反應生成藍紫色化合物,雙縮脲反應(肽鍵)(4) 蛋白質的膠體性質(水化膜、電荷)(5)變性(溶解度降低、黏度增加)蛋白質的變性:天然蛋白質在某些物理或化學因素作用下,其特定的空間結構被破壞,從而導致
5、理化性質改變和生物學活性的喪失。變性主要是二硫鍵及非共價鍵的斷裂,并不涉及一級結構氨基酸序列的改變。核酸的分子組成:堿基(嘌呤堿,嘧啶堿) 戊糖(核糖,脫氧核糖) 磷酸核苷酸連接方式:以3,5 磷酸二酯鍵核酸的理化性質:(1)紫外吸收性質(最大吸收峰260nm、嘌呤和嘧啶都有共軛雙鍵)(2)DNA變性(3)變性的DNA可復性或形成雜交雙鏈RNA主要分為核糖體RNA(rRNA)、信使RNA(mRNA)、轉運RNA(tRNA)RNA結構特點:(1)主要存在于細胞質中,少量存于細胞核中;(2)單鏈分子,堿基組成不遵守Chargaff規則;(3)與DNA在堿基組成上的主要區別是RNA分子中U代替了T。
6、此外,一些RNA 含有少量稀有堿基;(4)RNA中的戊糖為核糖,含有游離的C2-OH。mRNA結構特點 (1) 5-末端的帽結構: m7Gppp帽結合蛋白(CBPs) 促進核糖體與mRNA的結合,加速翻譯的起始速度,增強mRNA的穩定性 (2) 3-末端的尾結構: poly-A結合蛋白(PABP)參與mRNA從核內向胞質的轉移,增強mRNA的穩定性 (3)mRNA的堿基序列決定蛋白質的堿基序列mRNA的功能:將核內DNA的堿基順序(遺傳信息)按堿基互補原則抄錄并轉送到胞質的核糖體上,用以決定蛋白質合成的氨基酸順序。rRNA的功能:不能單獨行使功能,必須與蛋白質結合形成核糖體,作為蛋白質合成的場
7、所。tRNA結構特點(1)含有稀有堿基 (2)二級結構為三葉草形,三級結構為倒L形 (3)3´末端為 CCA-OH 可連接氨基酸(4)反密碼子能識別mRNA的密碼子tRNA的功能:(1)參與轉運氨基酸,解譯mRNA的密碼(2)可作為反轉錄的引物DNA雙螺旋結構模型要點: (1)兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈繞同一中心軸,形成右手螺旋的結構。(2)磷酸-戊糖骨架位于外側,兩條鏈上的堿基以A=T、G=C相連,構成堿基平面,位于螺旋內側。(3)螺距為3.54nm,旋轉一周為10.5個堿基對。螺旋直徑為2.37nm。(4)major groove minor groove(5)氫鍵:維持雙螺旋橫
8、向穩定(6)堿基堆砌力:維持縱向穩定DNA變性:在某些因素的作用下,雙鏈間氫鍵斷裂,雙螺旋結構解開,形成無規則線團狀分子的過程。從而引起核酸理化性質和生物學功能的改變。DNA的復性:變性的DNA在適當的條件下,兩條彼此分開的DNA單鏈重新締合成為雙螺旋結構的過程。它是變性的逆過程。Tm(DNA的解鏈溫度或熔解溫度):在解鏈過程中,紫外光吸收值達到最大值的一半時的溫度增色效應:核酸變性時,由于更多的共軛雙鍵得以暴露,在260nm處的吸光值增加減色效應:DNA復性時,其溶液OD260降低的現象核酸雜交:兩條來源不同的單鏈核酸,由于部分堿基互補,在適宜的條件下,如經退火處理可以形成雜交雙鏈結構。酶:
9、是活細胞產生的,對其底物有高度特異性和高度催化效能的有機物,包括蛋白質和核酸。酶促反應的特點:(1)高效性;(2)特異性;(3)可調節性;(4)不穩定性。酶的活性中心或活性部位:是酶分子中能與底物特異地結合并催化底物轉變為產物的具有特定三維結構的區域。 必需基團 :酶分子中氨基酸殘基側鏈的化學基團中,一些與酶活性密切相關的化學基團。 包括:結合基團、催化基團單純酶:僅含有蛋白質的酶結合酶:由蛋白質部分和非蛋白質部分共同組成的酶影響酶促反應的因素:底物濃度、酶濃度、pH、溫度、激活劑、抑制劑米氏常數Km值等于酶促反應速度為最大反應速度一半時的底物濃度,單位是mol/L。Km的意義:1、Km是反應
10、速度為最大值的一半時的底物濃度。2、不同的酶具有不同的Km值,它是酶的一個重要的特征常數。一般只與酶的性質有關,而與酶的濃度無關。3、如果一種酶有幾種底物,則對于每一種底物各有一個特定的Km值。其中Km值最小的底物一般稱為該酶的最適底物或天然底物。Km可表示酶對底物親和力的大小。Km越大,表明親和力越小4、Km值一般在10-610-2 mol/L之間。米氏方程:不可逆性抑制:抑制劑通常以共價鍵與酶活性中心的必需基團相結合,使酶失活。此類抑制劑不能用透析、超濾等方法予以去除。如:有機磷化合物使膽堿酯酶失活,用阿托品和解磷定解毒;重金屬離子及砷化合物;用二巰基丙醇解可逆性抑制:抑制劑通常以非共價鍵
11、與酶或酶-底物復合物可逆性結合,使酶的活性降低或消失;抑制劑可用透析、超濾等方法可逆性抑制類型 (1)競爭性抑制 (2)非競爭性抑制 (3)反競爭性抑制 競爭性抑制:抑制劑與底物的結構相似,能與底物競爭酶的活性中心,從而阻礙酶與底物形成中間產物 特點:I與S結構類似,競爭酶的活性中心;抑制程度取決于抑制劑與酶的相對親和力及底物濃度;Vmax不變,Km增大非競爭性抑制:有些抑制劑與酶活性中心外的必需基團相結合,不影響酶與底物的結合,酶和底物的結合也不影響酶與抑制劑的結合。底物和抑制劑之間無競爭關系。但酶-底物-抑制劑復合物(ESI)不能進一步釋放出產物。 特點:抑制劑與酶活性中心外的必需基團結合
12、,底物與抑制劑之間無競爭關系;抑制程度取決于抑制劑的濃度;Vmax降低,表觀Km不變反競爭性抑制:抑制劑僅與酶和底物形成的中間產物(ES)結合,使中間產物ES的量下降。這樣,既減少從中間產物轉化為產物的量,也同時減少從中間產物解離出游離酶和底物的量。 特點:抑制劑只與酶底物復合物結合;抑制程度取決與抑制劑的濃度及底物的濃度;表觀Vmax降低,表觀Km降低酶原:有些酶在細胞內合成或初分泌時只是酶的無活性前體,此前體物質稱為酶原。酶原激活的原理:酶原(在特定條件下)- 一個或幾個特定的肽鍵斷裂,水解掉一個或幾個短肽 - 分子構象發生改變 - 形成或暴露出酶的
13、活性中心酶原激活的生理意義: 避免細胞產生的酶對細胞進行自身消化 使酶在特定的部位和環境中發揮作用 可視為酶的儲存形式。 同工酶:是指催化相同的化學反應,而酶蛋白的分子結構、理化性質以及免疫學性質不同的一組酶。DNA復制的主要特征:半保留復制、半不連續復制、雙向復制半保留復制:(1)DNA生物合成時,母鏈DNA局部解開形成兩股單鏈,各自作為模板按堿基配對規律,合成與模板互補的子鏈。(2)子代細胞的DNA,一股單鏈從親代完整地接受過來,另一股單鏈則完全重新合成。兩個子細胞的DNA都和親代DNA堿基序列一致。半不連續復制:領頭鏈、后隨鏈(岡崎片段)雙向復制:DNA合成時從一個單獨的復制起始點上形成
14、兩個復制叉,然后相背而行,這種復制方式稱為雙向復制。原核:單起點雙向復制;真核:多起點雙向復制(復制子)DNA復制保真性至少要依賴三種機制:遵守嚴格的堿基配對規律、聚合酶在復制延長時對堿基的選擇功能、復制出錯時有即時校對功能。原核DNA復制(叉式)的過程,參與的酶及蛋白因子:一、復制的起始:DNA解鏈成復制叉,合成引物,形成引發體。 DnaA:辨認復制起始點;DnaB(解旋酶):解開DNA雙鏈;DnaC:協助DnaB;SSB:穩定已解開的單鏈DNA;拓撲異構酶:超螺旋的轉型(正負);DnaG(引物酶):合成引物(提供3-OH末端);二、復制的延長:指在DNA-pol催化下,dNTP以dNMP的
15、方式逐個加入引物或延長中的子鏈的3端,其化學本質是磷酸二酯鍵的不斷生成。 DNA-pol :原核生物復制延長中真正起催化作用的酶三、復制的終止:原核生物基因是環狀DNA,雙向復制的復制片段在復制的終止點處匯合。(切除引物、填補空缺、連接切口) RNA水解酶:水解引物;DNA-pol:填補空隙;DNA連接酶:連接缺口真核細胞DNA聚合酶DNA-pol a 起始引發,有引物酶活性DNA-pol b 參與低保真度的復制DNA-pol g 在線粒體DNA復制中起催化作用DNA-pol d 延長子鏈的主要酶,有解螺旋酶活性DNA-pol e 在復制過程中起校讀、修復和填補缺口的作用。移框突變(移碼突變)
16、:指缺失或插入(核苷酸)的突變,引起三聯密碼的閱讀方式改變,造成蛋白質氨基酸的組成和排列順序發生改變。逆轉錄:指遺傳信息從RNA流向DNA,是以RNA為模板,在逆轉錄酶(依賴RNA的DNA聚合酶)的作用下生成DNA的過程。是一種特殊的復制方式。(tRNA為引物)逆轉錄酶:(1)RNA指導的DNA聚合酶活性、RNase H活性(水解RNA)、DNA指導的DNA聚合酶活性真核生物線粒體DNA復制方式:D-環復制DNA損傷修復的四種類型:直接修復、切除修復、重組修復、跨越損傷修復(SOS修復:精確度差 原核中:由RecA蛋白和LexA阻遏物的相互作用引發)不對稱轉錄:在DNA分子雙鏈上,按堿基配對規
17、律能指導轉錄生成RNA的一股鏈作為模板指導轉錄,另一股鏈則不轉錄,這種模板選擇性稱之為不對稱轉錄。 (模板鏈、編碼鏈、轉錄方向)原核生物的RNA聚合酶組成:四亞基五聚體蛋白質 a2bb sa決定哪些基因被轉錄b催化聚合反應b結合DNA模板,雙螺旋解鏈s辨認起始點全酶:(a2bb s) 細胞內的轉錄起始核心酶:(a2bb)轉錄延長階段僅需要核心酶 真核生物mRNA的轉錄后加工:核內不均一RNA 加工修飾為成熟mRNA 1. 加帽 :5¢端形成 帽子結構(m7GPPP)2. 加尾 :3¢端加上多聚腺苷酸尾巴3. 剪接 :中間非編碼序列的切除、拼接斷裂基因: 真核生物結構基因,由
18、若干個編碼區和非編碼區互相間隔但又連續鑲嵌而成,去除非編碼區再連接后,可翻譯出由連續氨基酸組成的完整蛋白質,這些基因稱為斷裂基因。外顯子:在斷裂基因及其初級轉錄產物上出現,并表達為成熟RNA的核酸序列。內含子:隔斷基因的線性表達而在剪接過程中被除去的核酸序列原核生物轉錄終止的兩種方式:依賴(Rho )因子的轉錄終止非依賴(Rho)因子的轉錄終止Rho因子( 因子 ): Rho因子結合在新生的RNA鏈上,由5端向3端的方向移動。 Rho因子有ATP酶的活性和解螺旋酶的活性非依賴(Rho)因子的轉錄終止:莖環結構、多聚U 復制與轉錄的異同:(1)都以DNA為模板(2)都需要依賴DNA的聚合酶(3)
19、聚合過程都是核苷酸之間生成磷酸二酯鍵(4)都從5至3方向延伸新鏈(5)都遵從堿基配對規律 復制轉錄模板兩股鏈均復制模板鏈轉錄(不對稱轉錄)原料dNTPNTP酶DNA聚合酶RNA聚合酶產物子代雙鏈DNA(半保留復制)mRNA、tRNA、rRNA配對AT、GCAU、TA、GC引物需要不需要核酶:具有酶促活性的RNA稱為核酶。其功能主要是切割RNA,其底物都是RNA分子。從功能上講也屬于核酸內切酶,而且具有一定的序列特異性。最簡單的核酶二級結構錘頭結構。作用:1、RNA成熟過程的加工修飾;2、針對病毒或腫瘤基因的藥物mRNA,tRNA,rRNA的作用:mRNA將核內DNA的堿基順序(遺傳信
20、息)按堿基互補原則抄錄并轉送到胞質的核糖體上,用以決定蛋白質合成的氨基酸順序。tRNA(1)參與轉運氨基酸,解譯mRNA的密碼(2)可作為反轉錄的引物rRNA不能單獨行使功能,必須與蛋白質結合形成核糖體,作為蛋白質合成的場所。遺傳密碼的特點:方向性,連續性,簡并性,擺動性,通用性簡并性:64個密碼子中有61個編碼氨基酸,而氨基酸只有20種,因此有的氨基酸可由多個密碼子編碼,這種現象稱為簡并性擺動性:轉運氨基酸的tRNA的反密碼需要通過堿基互補與mRNA上的遺傳密碼反向配對結合,但反密碼與密碼間不嚴格遵守堿基配對規律,稱為擺動性。(反密碼子的第1位堿基與密碼子的第3位堿基)起始密碼:AUG ;終
21、止密碼:UAA,UAG,UGA開放閱讀框架:從mRNA 5端起始密碼子AUG到3端終止密碼子之間的核苷酸序列,各個三聯體密碼連續排列編碼一個蛋白質多肽鏈,稱為開放閱讀框架(ORF)。S-D序列:位于原核生物mRNA起始密碼子AUG的上游413個核苷酸之前有富含嘌呤堿基的一段保守序列,通常以AGGAGG為核心。氨基酸的活化:氨基酸+tRNA+ATP+氨基酰tRNA合成酶氨基酰-tRNA+AMP+PPi (消耗2分子ATP) 氨基酰tRNA合成酶功能:(1)既能識別特異的氨基酸,又能辨認應該結合該種氨基酸的tRNA分子 (2)校對功能肽鏈合成的起始需要特殊的起始氨基酰-tRNA:真核:Met-tR
22、NAiMet 原核:fMet-tRNAfMet以原核生物為例,說明蛋白質生物合成的過程(包括各種酶和蛋白質因子):一、肽鏈合成起始:指mRNA和起始氨基酰-tRNA分別與核蛋白體結合而形成翻譯起始復合物。 1.核糖體大小亞基分離:(IF3:促進大小亞基分離) 2.核糖體小亞基結合于mRNA的起始密碼子附近 3. fMet-tRNAfMet結合在核糖體P位: (IF1占據核糖體A位,防止A位結合其他tRNA;IF2(結合了GTP):促進起始氨基酰-tRNA與小亞基結合) 4.核糖體大小亞基結合形成起始復合物:(結合于IF2的GTP水解釋放能量使3種IF釋放)二、肽鏈合成延長:根據mRNA上密碼子
23、的排列順序,依次添加氨基酸,從N端向C端延伸肽鏈,直到合成終止的過程。包括進位、成肽、轉位(核糖體循環)三個過程。進位需要延長因子EF-T,成肽需要轉肽酶的參與,轉位需要轉位酶和EF-G。 (蛋白質合成過程中,每生成1個肽鍵,平均消耗4個高能磷酸鍵)三、肽鏈合成終止:當mRNA上終止密碼出現后,多肽鏈合成停止,肽鏈從肽酰-tRNA中釋出,mRNA、核蛋白體等分離,這些過程稱為肽鏈合成終止。需要釋放因子和水解酶參與。 (多聚核糖體)翻譯后的加工:主要包括1.多肽鏈折疊為天然的三維結構 2.肽鏈一級結構的修飾3.高級結構修飾 1. 多肽鏈折疊為天然的三維結構 一般認為,多肽鏈自身氨基酸順序儲存著蛋
24、白質折疊的信息,即一級結構是空間構象的基礎。 細胞中大多數天然蛋白質折疊都不是自動完成,而需要其他酶、蛋白輔助。 幾種有促進蛋白折疊功能的大分子: (1) 分子伴侶 (2) 蛋白二硫鍵異構酶 (PDI)(3) 肽-脯氨酰順反異構酶 (PPI)2.肽鏈一級結構的修飾 (一) 肽鏈N端的修飾 (二)肽鏈中肽鍵水解產生多種功能肽 (三)肽鏈中氨基酸殘基的化學修飾增加蛋白質功能多樣性3.高級結構修飾 亞基聚合形成復合物(非共價鍵連接、輔基) 蛋白質合成后靶向輸送: (信號序列:決定蛋白質靶向輸送的特征性序列,存在于新生肽鏈的N-端或其他部位,可被細胞轉運系統識別并引導蛋白質轉移到細胞內外特定部位)(1
25、) 分泌型蛋白在內質網加工轉運(信號肽)(2) 定位于內質網的蛋白質C-端含有滯留信號序列(3) 大部分線粒體蛋白質在細胞液合成后靶向輸入線粒體 (4) 質膜蛋白質由囊泡靶向轉運至細胞膜(5) 細胞核蛋白質由核輸入因子運載經核孔入核 基因表達:基因經過轉錄、翻譯,產生具有特異生物學功能的蛋白質分子的過程。操縱子:指包含結構基因、操縱基因以及啟動基因的一些相鄰基因組成的DNA片段,其中結構基因的表達受到操縱基因的調控。是原核基因轉錄調控的基本單位。啟動子:DNA-pol識別、結合、并開始轉錄的一段DNA序列,原核生物啟動子序列按功能的不同分為三個部位:起始部位、識別部位、結合部位順式作用元件:是
26、指可影響自身基因表達活性的DNA序列。按功能特性分為:啟動子、增強子和沉默子。反式作用因子:是指與順式作用元件結合,調節轉錄活性的蛋白質。原核生物乳糖操縱子的結構:PI、I、P、O、Z、Y、A三個結構基因(Z、Y、A),分別編碼-半乳糖苷酶、通透酶和乙?;D移酶一個操縱序列O、一個啟動序列P及一個調節基因I基因表達調控的過程:乳糖操縱子受到阻遏蛋白和CAP的雙重調節(1)阻遏蛋白的負性調節:沒有乳糖存在時:I序列在PI啟動序列作用下表達的阻遏蛋白與O序列結合,阻礙RNA聚合酶與P序列結合,抑制轉錄啟動。有乳糖存在時:乳糖催化成半乳糖,作為一種誘導劑分子結合阻遏蛋白,使蛋白質構象變化,導致阻遏蛋
27、白與O序列解離,發生轉錄。(2)CAP的正性調節:無葡萄糖,cAMP濃度高,cAMP與CAP結合,這時CAP結合在啟動序列附近的CAP位點,刺激RNA轉錄活性;有葡萄糖,cAMP濃度低,cAMP和CAP結合受阻,lac操縱子表達下降。(3)協同調節:當阻遏蛋白封閉轉錄時,CAP對該系統不能發揮作用;如無CAP存在,即使沒有阻遏蛋白與操縱序列結合,操縱子仍無轉錄活性。單純乳糖存在時,細菌利用乳糖作碳源;若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時,細菌首先利用葡萄糖。(有葡萄糖,無乳糖:無轉錄;有葡萄糖,有乳糖:很少的轉錄;無葡萄糖,有乳糖:大量轉錄)大腸桿菌為什么在葡萄糖和乳糖共存的情況下,首先利用葡萄
28、糖,然后再利用乳糖?乳糖存在時,由-半乳糖苷酶催化成半乳糖,半乳糖與I序列表達的阻遏蛋白結合,使蛋白質結構變化,導致阻遏蛋白與O序列解離,發生轉錄。葡萄糖濃度較低時,cAMP濃度較高,cAMP與CAP結合,這時CAP結合CAP位點,刺激RNA的轉錄活性。因此,葡萄糖濃度低,乳糖濃度高時,轉錄表達更好地進行。單純乳糖存在時,細菌利用乳糖作碳源;若有葡萄糖或葡萄糖/乳糖共同存在時,細菌首先利用葡萄糖才是最節能的,這時,葡萄糖通過降低cAMP濃度,阻礙cAMP與CAP結合而抑制lac操縱子轉錄,使細菌只能利用葡萄糖。第一信使:由細胞分泌的調節靶細胞生命活動的化學物質統稱為細胞間信息物質。又稱作細胞間
29、信息物質。按化學組成可分為:蛋白質和肽類(胰島素、生長因子、細胞因子等);氨基酸及其衍生物(甲狀腺素、腎上腺素等);類固醇激素(腎上腺皮質激素,性激素等);脂肪酸衍生物(前列腺素);某些氣體分子(NO、CO)按其特點及作用方式分為五類:神經遞質(突觸分泌信號);內分泌激素(內分泌信號);局部化學介質(旁分泌信號);氣體信號: NO、CO;自分泌信號第二信使:在細胞內傳遞信息的小分子物質,如:Ca2+、DAG、IP3、Cer、cAMP、cGMP、花生四烯酸及其代謝產物等。第三信使:負責細胞核內外信息傳遞的物質,又稱為DNA結合蛋白,是一類可與靶基因特異序列結合的核蛋白,能調節基因的轉錄。如立早基
30、因(多數為原癌基因,如c-fos、c-jun )的編碼蛋白質。受體(receptor):是細胞膜上或細胞內能特異識別并結合生物活性分子的成分,它能把識別和接受的信號正確無誤地放大并傳遞到細胞內部,進而引起生物學效應。一般是蛋白質,個別是糖脂。 受體:膜受體、胞內受體配體 :能與受體呈特異性結合的生物活性分子。 細胞間化學信號是一類最常見的配體。 水溶性化學信號:細胞因子、趨化因子、生物活性肽、氨基酸及其衍生物、核苷酸 脂溶性化學信號:類固醇激素、甲狀腺激素、前列腺激素、維生素A、D、脂類和氣體細胞內信號轉導分子:第二信使、酶、調節蛋白 ATP+ACcAMP+PDE(磷酸二酯酶)AMP,cAMP
31、PKA GTP+GCcGMP+PDE(磷酸二酯酶)GMP,cGMPPKG PIP2+PLCIP3+DAG,IP3Ca2+PKC,DAGPKG PIP2+PI3kPIP3,PIP3PKB Ca2+PKC/鈣調蛋白 NO/CO/H2S 酶:(1)催化小分子信使生成和轉化的酶 (2)蛋白激酶(蛋白酪氨酸激酶、蛋白蘇/絲氨酸激酶) MAPK的級聯激活機制G蛋白(鳥苷酸結合蛋白):一類與GTP/GDP相結合,位于細胞膜胞液面的外周蛋白,由a b g三個亞基組成。有兩種構象:非活化型(三聚體與GDP結合);活化型(a亞基與GTP結合)。特性離子通道受體G-蛋白偶聯受體單次跨膜受體配體神經遞質神經遞質、激素
32、、趨化因子、外源刺激(味,光)生長因子細胞因子結構寡聚體形成的孔道單體具有或不具有催化活性的單體跨膜區段數目4個7個1個功能離子通道激活G蛋白激活蛋白酪氨酸激酶細胞應答去極化與超極化去極化與超極化,調節蛋白質功能和表達水平調節蛋白質的功能和表達水平,調節細胞分化和增殖 通過G蛋白轉導的信息傳遞途徑有:1、cAMP-PKA通路:胰高血糖素、腎上腺素、促腎上腺皮質激素2、IP3/DAG-PKC通路:促甲狀腺素釋放激素、去甲腎上腺素、抗利尿素3、Ca2+/鈣調蛋白依賴的蛋白激酶通路:血管緊張素簡述:胰高血糖素的膜受體激素的信號轉導過程 胰高血糖素-膜受體-G蛋白-腺苷酸環化酶-cAMP-PKA-酶或
33、功能蛋白-生物效應以表皮生長因子為例,說明作用于膜受體激素的信號轉導過程配體RPTK 二聚化 SH2-Grb2-SH3 Pro-Sos Ras Raf(MAPKKK)MEK (MAPKK) ERK(MAPK) 進入細胞核轉錄因子基因表達 基因工程基本過程:分分離出目的基因。選載體的選擇與構建。接利用連接酶將目的基因與載體DNA共價連接形成重組DNA分子。轉重組DNA分子轉化宿主細胞。篩篩選和鑒定含有重組DNA分子的宿主細胞(陽性克?。?。目的基因:指準備導入受體細胞內的,以研究或應用為目的所需要的外源基因 目的基因的來源:1.基因組DNA文庫 2.cDNA文庫 3.聚合酶鏈式反應 4.人工化學合
34、成基因載體:是作為基因導入細胞的工具。條件:l 能自主復制;l 具有一個以上的遺傳標記物,便于重組體的篩選和鑒定;l 有克隆位點(外源DNA插入點),常具有多個單一酶切位點,稱為多克隆位點;l 分子量小,以容納較大的外源DNA。l 在細胞內穩定性高,以便確保重組體穩定傳代哪些DNA可作為基因載體:質粒、噬菌體、病毒DNA重組技術:應用酶學的方法,在體外將各種來源的遺傳物質DNA與載體DNA接合成一具有自我復制能力的重組DNA分子復制子,繼而通過轉化或轉染宿主細胞,篩選出含有目的基因的轉化子細胞,再進行擴增提取獲得大量同一DNA分子,也稱分子克隆或重組DNA 技術 。限制性核酸內切酶:能識別DN
35、A的特異序列,并在識別位點或其周圍切割雙鏈DNA的一類核酸內切酶。分為三類:、。常用的是類酶,類酶識別位點的特點:呈二元旋轉對稱。這種特殊的結構順序稱為回文結構。主要來源原核生物?;匚慕Y構:又稱反向重復序列,是指在兩條核苷酸鏈中,從53方向的核苷酸序列是完全一致的。基因組DNA文庫:以DNA片段的形式貯存著某一生物的全部基因組DNA(包括所有的編碼區和非編碼區)信息。(片段克隆到噬菌體載體中)cDNA文庫:包含某一組織細胞在一定條件下所表達的全部mRNA經逆轉錄而合成的cDNA序列的克隆全體。已cDNA片段的形式貯存著該組織細胞的基因表達信息。PCR:是一種在體外對特定DNA片段進行高效擴增的
36、技術,原理類似于體內的DNA復制。高效、快速、特異癌基因:是基因組內正常存在的基因,其編碼產物通常作為正調控信號,促進細胞的增殖和生長,其突變或表達異常是細胞癌變的重要原因。原癌基因:存在于生物正常細胞基因組中與細胞增殖相關的正常基因,是維持機體正常生命活動所必須的。當原癌基因的結構或調控區發生變異,基因產物增多或活性增強時,使細胞過度增殖,從而形成腫瘤抑癌基因:抑制細胞過度生長、增殖,從而遏制腫瘤形成的基因。癌基因活化的機制:(1)獲得強啟動子或增強子 (2)染色體易位 (3)基因擴增 (4)點突變抑癌基因與原癌基因在生物學上的差異:在功能上,原癌基因起正調控作用,而抑癌基因起負調控作用;在
37、遺傳方式上,原癌基因是顯性的,而抑癌基因在細胞水平上是隱性的;在突變發生的細胞類型上,抑癌基因突變可以發生在體細胞中,也可能發生在生殖細胞中并通過生殖細胞得到遺傳。原癌基因突變只發生在體細胞中生長因子:一類由細胞分泌的、類似于激素的信號分子,主要為多肽類,通過受體跨膜信號轉導途徑調節細胞的生長和分化,與多種生理及病理狀態有關。生長因子作用機制:通過受體介導的細胞信號轉導而實現乙酰CoA的來源和去路:來 源去 路1. 糖的有氧氧化2. 脂酸氧化分解3. 酮體氧化分解4. 氨基酸分解代謝1. 進入三羧酸循環2. 合成脂酸3. 合成酮體 4. 合成膽固醇 細胞內酶活性調節的兩種方式:(1)快速調節:
38、改變酶的活性。包括酶的變構調節和酶的化學修飾(2)緩慢調節:改變沒得含量。酶的變構調節:小分子化合物與酶分子活性中心外的某一部位特異結合,引起酶蛋白分子構象變化,從而改變酶的活性。酶的化學修飾:酶蛋白肽鏈上某些殘疾在酶的催化下發生可逆的共價修飾,從而改變酶的活性。激素的分類:(記住一種) (1)膜受體激素:胰島素、生長激素、促性腺激素、促甲狀腺激素、甲狀旁腺素、生長因子等蛋白類、肽類激素,以及腎上腺素等兒茶酚胺類激素。 (2)胞內受體激素:類固醇激素、甲狀腺素、前列腺激素、視黃素等。NPN: 非蛋白質類含氮化合物主要有尿素、肌酸、肌酸酐、尿酸、膽紅素和氨等,它們中的氮總稱為非蛋白氮(non-protein nitrogen, NPN)2,3-二磷酸甘油酸旁路2, 3-BPG的功能: 調節血紅蛋白(Hb)運氧的功能,降低Hb與氧的親和力。作為紅細胞內的儲能形式。血漿蛋白質的功能:(1)維持血漿膠體滲透壓;(2)維持血漿正常的pH;(3)運輸作用;(4)免疫作用;(5)催化作用;(6)營養作用;(7)凝血、抗凝血和纖
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