内膜系统与蛋白质分选(一)答案
一、选择题1、是2、C 3、C
二、填空题
1、1.所有膜结构中 2.内质网膜上
2、1. -氨基己糖脂酶A 2.神经节苷脂
3、1.多 2.基本相同
4、1.铁氧还蛋白 2.cytb6/f复合体
5、1.受体2.转运蛋白 3.酶
6、1.角蛋白 2.结蛋白 3.波形蛋白
7、1.质子泵 2.多种载体蛋白 3.高度糖基化
8、1.尔高基体的反面管网结构 2.前溶酶体 3.细胞质 4.前溶酶体
9、外在
10、1.粗面内质网 2.驻留信号（KDEL或HDEL）
11、1.N-乙酰葡萄糖胺 2.N-乙酰半乳糖胺
12、1.mRNA的长度 2.基本相同
13、Q循环
14、1.所有膜结构中 2.内质网膜上
15、层粘连蛋白
16、1.胞质中的pH 2.胞质中的自由Ca2+浓度
17、1.P- 2.V-
18、1.信号序列（导肽） 2.分子伴娘（热休克蛋白）
三、是非题（正确的写“是”，错误的写“否”）
1、否
2、否
3、否
4、是
5、是
6、否
7、否
8、否
9、否10、否
11、是12、是13、是14、否15、否16、是17、是18、否19、否
四、名词解释
1、经内吞作用把转运物质从细胞一侧摄入后，再经外排作用从细胞另一侧输出的跨细胞运输方式。
2、专一性抗体或外源凝集素可与细胞表面的膜蛋白抗原或膜表面糖蛋白和糖脂上的特异糖残基结合，从而诱导膜蛋白分子或膜表面的糖蛋白和糖脂分子相互交联，使之在细胞表面的分布均匀逐渐向某一区域集中，变为成簇分布，然后便聚集成斑，产生该过程的现象称为成斑现象。
3、生物膜中嵌入蛋白质外围约一个分子厚度不能运动的脂质分子，对膜蛋白的流动性具有阻滞作用。
4、细胞合成和分泌的各种物质反过来又通过与细胞表面受体的作用，调节自身的生长和分化，即细胞对其自身分泌的物质起反应的现象。
5、蛋白质的氨基酸残基与糖链的共价结合，主要包括N-连接糖基化和O-连接糖基化等类型。其功能可能与细胞识别、多肽折叠与稳定性有关。
6、有关激素与质膜受体作用机理的假说。主要内容是：激素分子与膜受体结合形成复合体后便在膜上进行侧向移动，一旦与腺苷酸环化酶相遇耦联，就能导致其构象变化而被激活。一旦激素稀释或解离，受体和腺苷酸环化酶又经移动而回到非耦联状态。
7、几个甚至几十个核糖体串连在一条mRNA分子上，同时进行肽链的合成，这种多个核糖体与mRNA的聚合物称为多核糖体。
其生物学意义是高效地进行肽链合成，对mRNA的利用及其浓度调控
更为经济有效。
8、蛋白质合成在细胞质基质中完成后再转移到线粒体、叶绿体，过氧化物酶体等细胞器中的转移方式。
蛋白分子的导肽序列（信号序列）起决定性作用，这一过程涉及蛋白
的去折叠和再折叠，某些伴娘分子协助完成。
9、就是受体与酶或离子通道的作用要通过与GTP结合的调节蛋白的耦联，在细胞内产生第二信使，从而将外界信号跨膜传递到细胞内。
五、问答题
1、本小题5分)
新生肽链形成正确的有生物学功能的三级结构的过程称为折叠；某些多肽（1种或数
种）进一步形成具有生物学功能的寡聚体的过程称为组装。（1分）
主要发生部位：细胞质基质、粗面内质网腔、线粒体等细胞器与结构。（2分）
可能机制：一级结构及分子伴娘等的协助。（2分）2、(本小题5分)
1.病毒侵染植株后通过胞间连丝在体内扩散，其扩散速度低于茎尖分生
组织的生长速度。（3分）
2.选用无病毒侵染的茎尖分生组织，进行组织培养，所获得的再生植株
无病毒存在。（2分）3、(本小题5分)
1.正常组织里，细胞间靠纤连蛋白等多种糖蛋白粘连起来。（1分）
2.细胞癌变后随即产生一种蛋白质，此种蛋白质能激活分解纤连蛋白的
酶，从而使纤连蛋白网络断裂，癌细胞失去约束而自由扩散和迁移。（4分）4、(本小题10分)
化学渗透假说的主要论点是质子动力势推动ATP形成，有两个实验可
以证明：1. (1)制备亚线粒体粒子；(2)制造人工质子梯度；(3)提供氧化
还原供体和受体。（5分）
2.牛心肌细胞线粒体的A TPase和细菌视紫质组装到脂质体的实验。（5分）5、(本小题11分)
1.物质运输与信息传递；（3分）
2.很多重要的代谢反应进行的场所；
（3分）3.细胞骨架的锚定及其他作用；（2分）4.蛋白的修饰、加工、选择
性降解等功能。（2分）
6、(本小题5分)
1.连接处相邻两细胞的质膜紧靠一起，中间无间隙。（1分）
2.由特殊的跨膜蛋白组成的焊接线网络而成。（2分）
3.具有封闭作用，隔离作用及支持作用。
7、(本小题11分)
核糖体上具有一系列与蛋白质合成有关的结合位点与催化位点，如：
1.与mRNA的结合位点；（2分）
2.A位点，P位点和E位点；（3分）
3.肽酰tRNA从A→P位点转移有关的转移酶结合位点；（2分）
4.肽酰
转移的催化位点等。
8、(本小题11分)
1.可溶性的酶?M6P途径：溶酶体酶在rER合成，N-连接糖基化修饰
→高尔基体：cis面膜囊形成M6P→trans面膜囊和TGN膜（有M6P受体）：
溶酶体酶与其它蛋白分离→出芽方式→溶酶体；（8分）
2.膜结合酶：rER合成酶蛋白→高尔基体加工、分选（缺少M6P标志）→结合在溶酶体膜上；（1分）
3.其它发生途径。
9、(本小题5分)
1.结构与组成：由3条长的鞭毛蛋白分子链紧密地螺旋排列，形成一条
长的管状结构。基部有基粒，插入质膜下，结构与真核细胞的基体不同。（3分）
2.运动特点：鞭毛运动时没有ATP酶催化，仅靠质膜内外H+浓度驱动
鞭毛运动，其运动方式常常是不规则的。（2分）10、(本小题10分)
1.光反应包括原初反应、电子传递和光合磷酸化；（2分）
2.原初反应是反应阶段的核心，在此反应过程中捕获光能并转变为极为
不稳定的化学能，贮存在原初电子受体上；（2分）
3.电子传递是原初反应形成的高能电子沿一系列电子载体传递的过程，
在此过程中形成NADPH和质子动力势；（2分）
4.光合磷酸化是利用电子传递过程中形成的质子梯度，在ATPase作用
下形成ATP的过程；（2分）
5.光反应的实质是将光能转化为不稳定的化学能，贮存在NADPH和
ATP两种化合物中，它们将分别充当光合作用暗反应的能量和还原剂。（2分）六、实验技术题
( 本大题11分)
1.用差速离心和密度梯度离心技术分离动物细胞，如肝细胞的高尔基体和胞质溶胶组分。（3分）
2.用差速离心和密度梯度离心技术分离植物细胞的高尔基体和胞质溶胶组分。（3分）
3.分别将动、植物细胞中分离的高尔基体与动、植物细胞中分离的胞质溶胶交叉组合温育（加入ATP），然后观察高尔基体出芽情况，并做出判断。（4分）( 本大题10分)
1.制备亚线粒体粒子；（2分）
2.置亚线粒体粒子于一定pH的介质中（人工跨膜质子梯度）提供氧化
还原供体和受体；（2分）
3.检测pH变化和A TP的有无，如pH变化且产生ATP，则证明存在
NADH链；（2分）
4.用生化方法去除F1颗粒，测定ATP量是否增加；（2分）
5.再将F1颗粒重新结合到亚线粒体粒子上，则产生ATP，从而证明F1
在内膜基质侧。（2分）
细胞内膜系统与蛋白质分选(二)
一．填空题。
1．内质网，高尔基体，溶酶体，分泌泡。
2．70S,80S.
3．向细胞外分泌的蛋白，膜蛋白，需要与其他细胞组分严格隔离的蛋白，需要进行复杂修饰的蛋白。
4．出芽。转运到高尔基体，溶酶体和细胞质膜上；凭借一种水溶性脂转换蛋白（PEP）在膜之间转移磷脂。
5．糖基化，羟基化，酰基化，二硫键的形式。
6．蛋白质N端的信号肽，信号识别颗粒，内质网膜上的信号识别颗粒的受体。
7．6种多肽，一个75S。
8．蛋白质加工，核糖体颗粒，蛋白质。
9．细胞壁。
10．一层单位膜，生理。
11．核蛋白。叶绿体蛋白，线粒体蛋白和细胞质基质蛋白。
12．mRNA,氨酰基，肽酰基，脱酰基，转移酶（EF-G）,转移酶。
13．80S,60S,40S,28S,5S,5.8S和18S.
14．cis面网状结构，中间膜囊，反面膜囊和反面（trans）管网结构。
15．N——乙酰葡萄糖胺磷酸转移酶（N——acetylglucosamine phosphotransferae GlcNAc—p--transferase）和磷酸葡萄糖苷酶（phosphoglycosidase）.
16. 酰基转移酶，磷酸酶，胆碱磷酸转移酶。
二．是非题：
1v,2x,3v,4v,5v,6x,7v,8x,9x,10x,11v,12v,13v,14x,15v,16x,17v,18x,19v,20x
三．选择题。
1a，2c，3d，4b，5b，6a，7a
四．名词解释；
1．Acylation：
酰基化是一种蛋白质修饰过程，最常见的一类是把软脂酸共价地连接在内质网中合成的某些跨膜蛋白的暴露在细胞质中的结构域。另一类是将脂肪酸共价地结合到蛋白质的特定位点上，为细胞癌变做前期准备，如src癌基因。
2．Microsome：
微粒体结构实际是细胞匀浆和超速离心过程中，由破碎的内质网形成的近似球形的囊泡结构，它包括内质网膜和核糖体两种基本组分，是一种人工产物。3．Phospholipid translocator or flipase ：
磷脂转位因子可帮助将磷脂由细胞质基质一面转向内质网腔面的速度提高100000倍。4．Sarcopiasmic reticulum：
肌质网是肌细胞中特化的光面内质网，肌质网膜上的Ca2+——ATPase将细胞肌质的Ca2+ 汞入肌质网腔中，储存起来，受到神经冲动刺激后，Ca2+释放出来，肌肉收缩。5．GERL 结构
与高尔基（G）密切相关，但是内质网（ER）的一部分，参与溶酶体（L）的形成的，具有CMP酶标志的结构，
6．CGN 结构
cis—Golgi network，高尔基体顺面的网状结构。
7．TGN结构：
trans Golgi network，高尔基体反面的管状结构。
8．Sorting signal:
分选信号是高尔基体中将蛋白质进行哪一种修饰和分类的物质，如M6P是溶解酶体的分选信号。
9．Constitutive secretion pathway
固有性分泌途径是通过分泌泡不断地把膜脂和膜蛋白运送到细胞表面，以补充和更新细胞质膜。它通过default pathway方式来完成蛋白的转运过程，即蛋白沿着粗面内质网——分泌泡——细胞表面这一途径完成其转运过程。
10．Regulated secretion pathway:
调节性分泌途径是指分泌泡成熟后暂时储存在细胞质中，在外来信号刺激下，分泌泡向细胞外释放。
11．Heterogenous organelles
异质性细胞器指在形态大小，甚至其内含物都有较大差异的一种细胞器。如溶酶体，微体。
12．Autophagolysosome:
自噬溶酶体是初级溶酶体与细胞内的自噬泡，废弃大分子和细胞器融合形成的复合体。13．Heterophagolysosome:
异噬溶酶体是初级溶酶体与异噬泡，胞饮泡，吞噬泡融合形成的复合体。
14．Signal patch:
信号区指从内质网转入高尔基体的溶酶体酶中能被磷酸转移酶识别的依赖本身构象或三级结构的区域。
15．Microbody:
微体指由单层膜围绕的内含一种或几种氧化酶类的细胞器，常有结晶存在。为异质性细胞器。包括过氧化物酶体和乙醛酸循环体，两者结构相同，但生理功能差异很大。16．Cotranslocation;
共转移指多肽链边合成边转移至内质网腔中的方式。
17．Post translocation:
后转移指蛋白质在细胞质中合成以后再转移到线粒体，叶绿体，微体等细胞器的方式。
这种转移方式在蛋白质跨膜过程中不仅需要ATP使多肽去折叠，还需要分子伴娘的帮助（如Hsp 70）使其能正确折叠成为有功能的蛋白。
18．Docking protein(DP)
停泊蛋白是位于内质网膜细胞质面上的信号识别颗粒（SRP）的受体，能与SRP结合，推动肽链的继续合成。DP有两部分组成：暴露于细胞质的亲水部，分子量为60000；
嵌入膜内的疏水部分，分子量为12000，DP与SRP结合以后，暂时中止的多肽合成又恢复进行。
19．Ribozyme:
核酶是起催化作用的一种RNA分子，其化学本质是核糖核酸，是RNA所具有的催化性质。它仅在化学本质上不同于传统的“蛋白质酶”，而在催化功能及其特点上和蛋白质催化剂没什么不同。常见的译名有“核糖酶”，“RNA催化剂”“酶性RNA”，“核糖核酸质酶”等。RNA催化性质的发现是80年代分子生物学中的重大发现，因此Cech 与Altman获得1989年诺贝尔化学奖。
20．Antigenic determinant:
抗原决定簇是抗原分子中能决定匆匆抗原刺激产生抗体和致敏淋巴细胞的基团。抗原进入机体后能刺激机体产生特异性抗体或致敏淋巴细胞，从结构上看，决定这个特异反应性质的是整个抗原分子上的一小部分，即抗原决定蔟。
21．Glyoxysome:
乙醛酸循环体是高等植物细胞内的一种微体。再植物细胞的脂肪代谢中具有重要作用。它含有乙醛酸循环的关键性酶——异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶，还含有脂肪B——氧化的酶系，可使脂类转变成糖供植物组织利用。细胞中储藏的脂肪在乙醛酸循环体酶作用下，经B——氧化分解成乙酰辅酶A，由乙酰辅酶A经乙醛酸循环由异柠檬酸裂解为乙醛酸和琥珀酸，琥珀酸进入线粒体参加三羧酸循环代谢途径，最后形成乙糖。葡萄糖异生作用的主要途径也是在乙醛酸循环内进行的，这种微体在油料种子萌发时出现较多。目前认为，这种微体来自内质网。
22．Lysosome:
溶酶体是单层膜围成的内含高浓度的各种酸性水解酶的异质性细胞器。分为初级——，次级——和残余小体。功能为：1）正常消化和防御作用。2）自体吞噬作用，以度暂时“危机”。3）细胞的自溶作用，以保证个体的正常发育。
蛋白质序列、性质、功能和结构分析 基于网络的蛋白质序列检索与核酸类似，从NCBI或利用SRS系统从EMBL 检索。 1、疏水性分析 ExPASy的ProtScale程序（https://www.doczj.com/doc/e214334642.html,/cgi-bin/protscale.pl）可用来计算蛋白质的疏水性图谱。输入的数据可为蛋白质序列或SWISS-PROT数据库的序列接受号。也可用BioEdit、DNAMAN等软件进行分析。 2、跨膜区分析 蛋白质跨膜区域分析的网络资源有： TMPRED：https://www.doczj.com/doc/e214334642.html,/software/TMPRED_form.html PHDhtm: http:www.embl-heidelberg.de/Services/sander/predictprotein/predictpro tein.html MEMSAT: ftp://https://www.doczj.com/doc/e214334642.html, 3、前导肽和蛋白质定位 一般认为，蛋白质定位的信息存在于该蛋白自身结构中，并且通过与膜上特殊受体的相互作用得以表达。这就是信号肽假说的基础。这一假说认为，穿膜蛋白质是由mRNA编码的。在起始密码子后，有一段疏水性氨基酸序列的RNA片段，这个氨基酸序列就称为信号序列（signal sequence）。 蛋白质序列的信号肽分析可联网到http://genome.cbs.dtu.dk /services/SignalP/或其二版网址 http://genome.cbs.dtu.dk/services/SignalP-2.0/。该服务器也提供利用 e-mail进行批量蛋白质序列信号肽分析的方案 （http://genome.cbs.dtu.dk/services /SignalP/mailserver.html），e-mail 地址为signalp@ genome.cbs.dtu.dk。 蛋白质序列中含有的信号肽序列将有助于它们向细胞内特定区域的移动，如前导肽和面向特定细胞器的靶向肽。在线粒体蛋白质的跨膜运输过程中，通过线粒体膜的蛋白质在转运之前大多数以前体形式存在，它由成熟蛋白质和N端延伸出的一段前导肽或引肽（leader peptide）共同组成。迄今有40多种线粒体蛋白质前导肽的一级结构被阐明，它们约含有20~80个氨基酸残基，当前体蛋白跨膜时，前导肽被一种或两种多肽酶所水解转变成成熟蛋白质，同时失去继续跨膜能力。前导肽一般具有如下性质：①带正电荷的碱性氨基酸（特别是精氨酸）含量较丰富，它们分散于不带电荷的氨基酸序列中间；②缺失带负电荷的酸性
蛋白质分选信号及其识别机制 1. 蛋白质分选信号 1.1 核定位序列 1.2 导肽 2. 机制 2.1 共翻译转运途径 2.2 翻译后转运 2.2.1 线粒体基质蛋白的转运 2.2.2 线粒体膜定位蛋白 2.2.3 叶绿体外膜蛋白的定位 2.2.4 翻译后转运——蛋白质的入核转运 组长评分： 李思雨20126278 A 顾朝剑20126257 B 蒲擎宇20124302 B 王欢20126279 B 康莎莎20126268 C [1] Alimjan Idiris, Hideki Tohda1, Hiromichi Kumagai. Engineering of protein secretion in yeast: strategies and impact on protein production[J]. Applied Microbiology and Biotechnology,6 February 2010 [2]Chloroplast outer membrane protein targeting and insertion[J].TRENDS in Plant Sciencee V ol.10 No.9 September 2005. [3]周鸣,李小玲,李桂源,等. 蛋白质入核转运的机制和研究进展[J].中国生物化学与分子生物学报.22(10): 780~ 786 [4]王克夷.肤链的翻译后加工[J].生命的化学学报,1995年15卷第2期. [5]覃晓琳,刘朝奇,郑兰英.信号肽对酵母外源蛋白质分泌效率的影响[J].生物技术,2010,20(3)
第七章真核细胞内膜系统、蛋白质分选与膜泡运输- 测试题（满分：70） 一、选择题（共25小题，1～20题每题1分，21～25题每题2分） 1、下列关于信号肽，最正确的一项是（） A. 是C端的一段氨基酸序列 C. 具有信号作用，但不被切除 B. 是N端的一段氨基酸序列 D. 跨膜运输后要被切除 2、细胞质基质中合成，到内质网上继续合成的蛋白的定位序列为（） A. 信号肽 C. 转运肽 B. 导肽 D. 信号斑 3、参与蛋白质合成与运输的一组细胞器是（） A. 核糖体、内质网、高尔基体 C. 细胞核、微管、内质网 B. 线粒体、内质网、溶酶体 D. 细胞核、内质网、溶酶体 4、台-萨氏病是一种与溶酶体有关的遗传缺陷病，主要是（）缺乏而不能水解神经节苷脂GM2。 A. 磷酸二酯酶 C. β-氨基己糖酯酶A B. N-乙酰氨基转移酶 D. 腺苷酸环化酶 5、指导蛋白质转运到线粒体上的氨基酸序列被称为（） A. 导肽 C. 转运肽 B. 信号肽 D. 新生肽 6、溶酶体的H+ 浓度比细胞质基质中高（） A. 5倍 C. 50倍 B. 10倍 D. 100倍以上 7、下面（）不是在粗面内质网上合成的 A. 抗体 C. 胶原蛋白 B. 溶酶体膜蛋白 D. 核糖体蛋白 8、下列细胞器中的膜蛋白在粗面内质网上合成的为（） A. 叶绿体 C. 过氧化物酶体 B. 线粒体 D. 溶酶体 9、具运输和分拣内吞物质的细胞器是（） A. 有被小体 C. 胞内体 B. 滑面内质网 D. 溶酶体 10、下列（）是特化的内质网 A. 肌质网 C. 乙醛酸循环体 B. 脂质体 D. 残余小体 11、真核细胞中下列（）细胞器或细胞结构上不可能有核糖体存在 A. 内质网 C. 细胞核膜 B. 细胞质基质 D. 细胞质膜 12、下列细胞器中，有极性的是（） A. 溶酶体 C. 线粒体 B. 微体 D. 高尔基体 13、蛋白质的糖基化及其加工、修饰和寡糖链的合成是发生在高尔基体的（） A. 顺面管网状结构 C. 反面管网状结构 B. 中间膜囊 D. 反面囊泡 14、合成后的磷脂被（）转运至过氧化物酶体的膜上 A. 磷脂转位因子 C. 膜泡
第九章内膜系统与蛋白质分选和膜运输 2009-07-24 18:10 1. 如何理解膜结合细胞器在细胞内是按功能、分层次分布的? 答: 从功能上看, 细胞内膜结合细胞器的分布是功能越重要越靠近中央; 从层次看, 上游的靠内, 下游的靠外。如细胞核位于细胞的中央,它是细胞中最重要的细胞器,有两层膜结构。细胞核的外膜与内质网的膜是联系在一起的, 细胞核的外膜是粗面内质网的一部分。粗面内质网的功能是参与蛋白质合成, 其作用仅次于细胞核, 所以内质网位于细胞核的外侧。高尔基体在内质网的外侧,接受来自内质网的蛋白质和脂肪,然后对它们进行修饰和分选,它所完成的是内质网的下游工作。溶酶体是含有水解酶的囊泡,它是由高尔基体分泌而来。内体是由内吞作用产生的具有分选作用的细胞器,它能向溶酶体传递从细胞外摄取的物质, 这种细胞器一般位于细胞质的外侧。另外还有线粒体、过氧化物酶体等分布在细胞的不同部位。如果是植物细胞还有叶绿体和中央大液泡, 它们是按功能定位。 2. 内膜系统的动态特性是如何形成的? 答: 造成内膜系统的动态特性主要是由细胞中三种不同的生化活动引起的: ①蛋白质和脂的合成活动: 在动物细胞中主要涉及分泌性蛋白的合成和脂的合成和加工。脂的合成在光面内质网,而分泌蛋白的合成起始于粗面内质网,完成于高尔基体。②分泌活动: ③内吞活动(endocytosis pathway),是分泌的相反过程, 细胞将细胞外的物质吞进内体和溶酶体。 3. 请说明内膜系统的形成对于细胞的生命活动具有哪些重要的意义? 答: 至少有六方面的意义: ①首先是内膜系统中各细胞器膜结构的合成和装配是统一进行的，这不仅提高了合成的效率，更重要的是保证了膜结构的一致性，特别是保证了膜蛋白在这些膜结构中方向的一致性。②内膜系统在细胞内形成了一些特定的功能区域和微环境，如酶系统的隔离与衔接, 细胞内不同区域形成pH值差异, 离子浓度的维持, 扩散屏障和膜电位的建立等等，以便在蛋白质、脂类、糖类的合成代谢、加工修饰、浓缩过程中完成其特定的功能。③内膜系统通过小泡分泌的方式完成膜的流动和特定功能蛋白的定向运输，这不仅保证了内膜系统中各细胞器的膜结构的更新，更重要的是保证了一些具有杀伤性的酶类在运输过程中的安全，并能准确迅速到达作用部位。④细胞内的许多酶反应是在膜上进行的,内膜系统的形成,使这些酶反应互不干扰。⑤扩大了表面积,提高了表面积与体积的比值。⑥区室的形成,相对提高了重要分子的浓度,提高了反应效率。 4. 为什么说蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动之一? 答: 这是因为在细胞生命周期的各个阶段都需要不断补充和更新蛋白质(或酶); 细胞中的线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器都是通过已存在细胞器的分裂增殖的，新形成的细胞器的生长需要大量的蛋白质。细胞本身也是通过分裂增殖的,新形成的细胞为了增大体积，需要不断地补充蛋白。即使是不进行分裂的细胞，由于细胞内蛋白质的寿命限制和降解，也需要不断地补充蛋白质，取代细胞器中丧失功能的蛋白,所以蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动之一。 5. 在蛋白质的合成与分泌的研究中分别使用了同位素示踪技术、分离技术和突变体研究技术, 说明这些技术的研究结果各说明了什么问题? 答: 同位素示踪技术确定了分泌的路线, 从内质网开始经高尔基体运向细胞外;分离技术确定了参与合成和分泌的主要细胞器的作用:内质网是参与蛋白质合成
细胞中蛋白质合成分选、定位的机制 一．蛋白质合成 定义：在核糖体的作用下，mRNA携带的遗传信息翻译成蛋白质。 蛋白质合成（多肽链合成）的基本过程： 1.氨基酸激活。a.将氨基酸的羧基激活成易于形成肽键的形式。b.每一个新氨基酸和 mRNA编码信息之间建立联系。从而使氨基酸和特定tRNA结合。 2.起始。 mRNA+核糖体小亚基+起始氨酰基-tRNA +核糖体大亚单位=起始复 合物 3.肽链延长。 tRNA和mRNA对应的密码子配对携带有一个氨基酸的tRNA 被安放到核糖体上此氨基酸和前一个氨基酸共价键合，肽链延长。该阶段的核心是形成肽键，将单个氨基酸连接成多肽链。 4.合成终止，肽链释放。 mRNA上的终止密码子即是终止信号，当携带新生肽链的 核糖体抵达终止密码子，多肽链合成终止，核糖体大小亚基分离，多肽链从核糖体上释放出来。 5.折叠和翻译后加工。包括多肽链的折叠剪接、化学修饰、空间组装。 二．蛋白质分选定位 定义：蛋白质从起始合成部位转运到其发挥功能发挥部位的过程。绝大多数蛋白质都是由核基因编码，或在游离核糖体上合成，或在糙面内质网膜结合核糖体上合成。但是蛋白质发挥结构或功能作用的部位几乎遍布细胞的各个区间或组分，所以需要不同的机制以确保蛋白质分选，转运至细胞的特定部位。 1.核基因编码的蛋白质的分选途径： ①.后翻译转运途径 在细胞质基质游离核糖体上完成多肽链合成，然后转运至膜围绕的细胞器，如线粒体、叶绿体、过氧化物酶体及细胞核，或者成为细胞质的可溶性驻留蛋白和骨架蛋白。 ②.共翻译转运途径 蛋白质合成在游离核糖体上起始之后，由信号肽及其和之结合的SRP引导转移至糙面内质网，然后新生肽链边合成边转入糙面内质网腔或定位在ER膜上，经转运膜泡
第七章内膜系统与蛋白质分选 名词： 膜结合细胞器：指细胞质中所有具有膜结构的细胞器。包括细胞核、内质网、高尔基体、溶酶体、分泌泡、线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等。由于它们都是封闭的膜结构，内部都有一定的空间，所以又称为膜结合区室。通过形成膜结合细胞器，使细胞的功能定位在一定的细胞结构并组成相互协作的系统。 内膜系统: 内膜系统是指内质网、高尔基体、溶酶体和液泡(包括内体和分泌泡)等四类膜结合细胞器, 因为它们的膜是相互流动的，处于动态平衡，在功能上也是相互协同的。广义上的内膜系统概念也包括线粒体、叶绿体、过氧化物酶体、细胞核等细胞内所有膜结合的细胞器。 小泡运输（膜泡运输）：细胞内部内膜系统各个部分之间的物质传递常常通过膜泡运输方式进行。膜泡运输是一种高度有组织的定向运输，各类运输泡之所能够被准确地运到靶细胞器，主要是因为细胞器的胞质面具有特殊的膜标志蛋白。许多膜标志蛋白存在于不止一种细胞器，可见不同的膜标志蛋白组合，决定膜的表面识别特征。胞内膜泡运输沿微管或微丝运行，动力来自马达蛋白 内质网：内质网是细胞内的一个精细的膜系统。是交织分布于细胞质中的膜的管道系统。两膜间是扁平的腔、囊或池。内质网分两类，一类是膜上附着核糖体颗粒的叫粗糙型内质网，另一类是膜上光滑的，没有核糖体附在上面，叫光滑型内质网。粗糙型内质网的功能是合成蛋白质大分子，并把它从细胞输送出去或在细胞内转运到其他部位。光滑型内质网的功能与糖类和脂类的合成、解毒、同化作用有关，并且还具有运输蛋白质的功能。 溶酶体:溶酶体（lysosomes）真核细胞中的一种细胞器；为单层膜包被的囊状结构，直径约0.025～0.8微米；内含多种水解酶，专司分解各种外源和内源的大分子物质。 高尔基体:是真核细胞中内膜系统的组成之一，它由扁平膜囊（saccules）、大囊泡（vacuoles）、小囊泡（vesicles）三个基本成分组成。 信号斑:信号斑是由几段信号肽形成的一个三维结构的表面, 这几段信号肽聚集在一起形成一个斑点被磷酸转移酶识别。信号斑是溶酶体酶的特征性信号。 信号识别颗粒:在真核生物细胞质中一种小分子RNA和六种蛋白的复合体，此复合体能识别核糖体上新生肽末端的信号，顺序并与之结合，使肽合成停止，同时它又可和ER膜上的停泊蛋白识别和结合，从而将mRNA上的核糖体，带到膜上。SRP上有三个结合位点：信号肽识别结合位点，SRP受体蛋白结合位点，翻译暂停结构域。 细胞分泌:动物细胞和植物细胞将在粗面内质网上合成而又非内质网组成部分的蛋白和脂通过小泡运输的方式经过高尔基体的进一步加工和分选运送到细胞内相应结构、细胞质膜以及细胞外的过程称为细胞的分泌。 调节型分泌途径:调节型分泌（regulated secretory pathway)小泡形成的方式可能与溶酶体相似, 分泌蛋白在高尔基体反面网络中通过分选信号与相应的受体结合,
生物芯片北京国家工程研究中心 湖南中药现代化药物筛选分中心 暨湖南涵春生物有限公司 常用数据库名录 1、蛋白质数据库 PPI - JCB 蛋白质与蛋白质相互作用网络 ?Swiss-Prot - 蛋白质序列注释数据库 ?Kabat - 免疫蛋白质序列数据库 ?PMD - 蛋白质突变数据库 ?InterPro - 蛋白质结构域和功能位点 ?PROSITE - 蛋白质位点和模型 ?BLOCKS - 生物序列分析数据库 ?Pfam - 蛋白质家族数据库 [镜像： St. Louis (USA), Sanger Institute, UK, Karolinska Institutet (Sweden)] ?PRINTS - 蛋白质 Motif 数据库 ?ProDom - 蛋白质结构域数据库 (自动产生) ?PROTOMAP - Swiss-Prot蛋白质自动分类系统 ?SBASE - SBASE 结构域预测数据库 ?SMART - 模式结构研究工具 ?STRING - 相互作用的蛋白质和基因的研究工具
?TIGRFAMs - TIGR 蛋白质家族数据库 ?BIND - 生物分子相互作用数据库 ?DIP - 蛋白质相互作用数据库 ?MINT - 分子相互作用数据库 ?HPRD - 人类蛋白质查询数据库 ?IntAct - EBI 蛋白质相互作用数据库 ?GRID - 相互作用综合数据库 ?PPI - JCB 蛋白质与蛋白质相互作用网络 2、蛋白质三级结构数据库 ?PDB - 蛋白质数据银行 ?BioMagResBank - 蛋白质、氨基酸和核苷酸的核磁共振数据库?SWISS-MODEL Repository - 自动产生蛋白质模型的数据库 ?ModBase - 蛋白质结构模型数据库 ?CATH - 蛋白质结构分类数据库 ?SCOP - 蛋白质结构分类 [镜像: USA | Israel | Singapore | Australia] ?Molecules To Go - PDB数据库查询 ?BMM Domain Server - 生物分子模型数据库 ?ReLiBase - 受体/配体复合物数据库 [镜像： USA] ?TOPS - 蛋白质拓扑图 ?CCDC - 剑桥晶体数据中心 (剑桥结构数据库 (CSD))
第九章内膜系统与蛋白质分选和膜运输 教学目的 1、掌握信号肽假说和蛋白质转运的机制。 2、掌握高尔基体参与细胞分泌活动的作用。 3、掌握细胞内蛋白质的分选。 教学内容 本章从以下6个方面讨论了细胞质质基质与内膜系统: 1．细胞质膜系统及其研究方法 2．内质网 3．高尔基复合体 4．溶酶体 5．细胞的分泌与内吞作用 6．小泡运输的分子机理 计划学时及安排 本章计划6学时。 教学重点和难点 真核细胞在进化上一个显著特点就是形成了发达的细胞质膜系统，将细胞内环境分割成许多功能不同的区室。内膜系统是指内质网、高尔基体、溶酶体和液泡(包括内体和分泌泡)等四类膜结合细胞器，因为它们的膜是相互流动的，处于动态平衡，在功能上也是相互协同的，其中包括膜运输系统。 本章是细胞生物学的重点章，包括六个方面的内容，其中内质网及信号肽假说、小泡运输的分子机理是本章的关键内容。 1．内质网是内膜系统中的重要膜结合细胞器，主要分清光面内质网和粗面内质网在功能上的差异。对于粗面内质网，重点是信号肽假说和蛋白质转运的机制。 2．高尔基复合体是内膜系统中参与蛋白质加工与分选的细胞器，要求了解和掌握高尔基体参与细胞分泌活动的作用，即将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装，然后分门别类地运送到细胞的特定部位或分泌到细胞外。理解高尔基体在细胞内物质运输中所起的交通枢纽作用。 3．关于溶酶体，要求掌握溶酶体膜的稳定性、溶酶体的类型及特点、溶酶体的功能、溶酶体的生物发生。 4．细胞内蛋白质的分选是本章的核心内容之一，重点学习和掌握运输小泡的类型和分选信号、披网格蛋白小泡形成的机理、COP-被膜小泡形成的机理、小泡的定向运输、停靠和融合机理。 通过本章的学习要充分了解细胞内部结构的动态关系，蛋白质合成和分选的机制和“流水”作业的模式，从中获得启发。
蛋白质结构预测和序列分析软件蛋白质数据库及蛋白质序列分析 第一节、蛋白质数据库介绍 一、蛋白质一级数据库 1、 SWISS-PROT 数据库 SWISS-PROT和PIR是国际上二个主要的蛋白质序列数据 库，目前这二个数据库在EMBL和GenBank数据库上均建 立了镜像 (mirror) 站点。 SWISS-PROT数据库包括了从EMBL翻译而来的蛋白质序 列，这些序列经过检验和注释。该数据库主要由日内瓦大 学医学生物化学系和欧洲生物信息学研究所(EBI)合作维 护。SWISS-PROT的序列数量呈直线增长。 2、TrEMBL数据库： SWISS-PROT的数据存在一个滞后问题，即 进行注释需要时间。一大批含有开放阅读 了解决这一问题，TrEMBL(Translated E 白质数据库，它包括了所有EMBL库中的 质序列数据源，但这势必导致其注释质量 3、PIR数据库： PIR数据库的数据最初是由美国国家生物医学研究基金 会（National Biomedical Research Foundation, NBRF） 收集的蛋白质序列，主要翻译自GenBank的DNA序列。 1988年，美国的NBRF、日本的JIPID（the Japanese International Protein Sequence Database日本国家蛋 白质信息数据库）、德国的MIPS（Munich Information Centre for Protein Sequences摹尼黑蛋白质序列信息 中心）合作，共同收集和维护PIR数据库。PIR根据注释 程度(质量)分为4个等级。 4、 ExPASy数据库： 目前，瑞士生物信息学研究所（Swiss I 质分析专家系统（Expert protein anal 据库。 网址：https://www.doczj.com/doc/e214334642.html, 我国的北京大学生物信息中心(www.cbi.
题目：1.用自己的语言复述课堂列出的四组关于信号肽的实验，分析其产物为何有所不同；根据这些实验结果构建的信号肽学说要点有哪些？ 2.请整理线粒体、质体、内膜系统、膜泡系统、细胞核等章节有关蛋白分选内容，详细描述细胞内蛋白分选机制。 1. 共四组实验，在第一组（对照组）中加入含编码信号序列的mRNA，第二组中加入含编码信号序列的mRNA和SRP，第三组中加入含编码信号序列的mRNA和SRP，DP，第四组中加入含编码信号序列的mRNA和SRP，DP，微粒体。 实验结果：第一组产生含信号肽的完整多肽，第二组合成70～100氨基酸残基后，肽链停止延伸，第三组产生含信号肽的完整多肽，第四组信号肽切除，多肽链进入微粒体中。 产物不同的原因： 组2：SRP 有Alu和S 两个结构域，它们同RNA 相互连接。其中Alu结构域由SRP9 和SRP14 组成，结合到7S RNA的5'端和3'端序列。SRP 能识别并结合在游离核糖体上新合成蛋白质的信号肽。当它与信号肽结合后，多肽合成就暂时中止，所以会只形成70~100氨基酸残基。 组3：DP与SRP结合后，解除了SRP 对核糖体肽链合成的抑制，新生链继续合成延长。 组3：微粒体中含有内质网和核糖体，加入之后，多肽链会进入其中被加工，信号肽则被信号肽酶水解。
信号肽学说要点： 分泌蛋白先在游离核糖体上开始合成-----当其N端的信号肽延伸出核糖体后，被胞质中的SRP识别并结合-----rER膜上的SR识别并结合SRP----信号肽的疏水核心与膜结合-----新形成的多肽链进入内质网----信号肽被信号肽酶水解-------新生肽链通过蛋白转运子进入内质网腔中--------核糖体移到mRNA的终止密码子，蛋白质合成结束，核糖体重新处于游离状态。 2． 线粒体： 线粒体中有1000 多种蛋白质，它本身的DNA 及核糖体只能合成其中少数蛋白质，其余的线粒体蛋白质都是由核DNA编码的，在胞质游离核糖体上合成后运输到线粒体中 由线粒体的核糖体合成的蛋白，以共翻译运输（co-translational transport）的方式插入到线粒体内膜， 在细胞质核糖体上合成的蛋白，以翻译后运输（post-translational transport）的方式转运到线粒体中。 （1）在胞质核糖体上合成的蛋白质，大都以前体形式存在。多由N端的一段导肽和成熟形式的蛋白质组成。（2）蛋白质通过膜时，在外膜上有专一性不很强的受体参与作用。（3）蛋白质通过膜需要水解ATP和利用质子动势的能量过程。（4）导肽引导蛋白质前体，在受体及转运子的作用下，通过内、外膜的接触点，运输到线粒体的基质中。（5）导肽对所牵引的蛋白质无特异性。（6）蛋白质运送时需要一些分子伴侣使蛋白进行折叠状态与解折叠状态的转变。（7）前体蛋白运入线粒体后，需要蛋白酶切除导肽，再折叠成成熟蛋白。 线粒体膜上存在前体蛋白转运子，外膜上的TOM、SAM，内膜上TIM23、TIM22、
蛋白质序列数据库 我们可以根据基因组序列预测新基因，预测编码区域，并推测其产物（即蛋白质）的序列。因此，随着基因组序列的不断增长，蛋白质序列也在不断增加。 PIR 历史上，蛋白质数据库的出现先于核酸数据库。在1960年左右，Dayhoff和其同事们搜集了当时所有已知的氨基酸序列，编著了《蛋白质序列与结构图册》。从这本图册中的数据，演化为后来的蛋白质信息资源数据库PIR（Protein Information Resource）。 PIR是由美国生物医学基金会NBRF（National Biomedical Research Foundation）于1984年建立的，其目的是帮助研究者鉴别和解释蛋白质序列信息，研究分子进化、功能基因组，进行生物信息学分析。它是一个全面的、经过注释的、非冗余的蛋白质序列数据库。所有序列数据都经过整理，超过99%的序列已按蛋白质家族分类，一半以上还按蛋白质超家族进行了分类。PIR提供一个蛋白质序列数据库、相关数据库和辅助工具的集成系统，用户可以迅速查找、比较蛋白质序列，得到与蛋白质相关的众多信息。目前，PIR已经成为一个集成的生物信息数据源，支持基因组研究和蛋白质组研究。至2004年，PIR 有近30万个蛋白质的登录数据项，包括来自不同生物体的蛋白质序列。 除了蛋白质序列数据之外，PIR还包含以下信息： （1）蛋白质名称、蛋白质的分类、蛋白质的来源； （2）关于原始数据的参考文献； （3）蛋白质功能和蛋白质的一般特征，包括基因表达、翻译后处理、活化等； （4）序列中相关的位点、功能区域。 对于数据库中的每一个登录项，有与其它数据库的交叉索引，包括到GenBank、EMBL、DDBJ、GDB、MELINE等数据库的索引。PIR中一个具体的登录项如图4.4所示。
细胞内蛋白质的分选和运输 蛋白质在细胞质基质中合成后，按其氨基酸序列中分选信号(sorting signal)的有无以 及分选信号的性质被选择性地送到细胞的不同部位，这一过程称为蛋白质分选(protein sorting)和蛋白质靶向运输(protein targeting)。另外，细胞外的蛋白质经胞吞作用进入 细胞内部，也经历分选和靶向运输过程。细胞中每一种蛋白质只有到达正确的位置才能行使 其功能，如 RNA和DNA聚合酶必须送到细胞核中才能参与核酸的合成；酸性水解酶必须送 到溶酶体才能进行大分子的降解作用。因此，细胞内蛋白质的分选和运输对于维持细胞的结 构与功能、完成各种细胞生命活动都是非常重要的。 细胞内蛋白质的分选信号以及运输途径和方式 号肽通常引导蛋白质从细胞质基质进入内质网、线粒体和细胞核，同时也引导蛋白质从 细胞核送回到细胞质基质以及从高尔基体送回到内质网；信号斑则引导一些其他分选过程， 如在内质网合成的溶酶体酶蛋白上存在一种信号斑，在高尔基体的CGN中可被N-乙酰氨基 葡萄糖磷酸转移酶所识别，从而使溶酶体酶蛋白上形成新的分选信号M-6-P，进一步在TGN 中被M-6-P受体识别,并分选进入运输小泡最终送到溶酶体（详见第十章）。 每一种信号序列引导蛋白质到达细胞内一个特定的目的地（表10-1）。要运送到内质网 的蛋白质，在其N-末端有一段信号肽，其中间部分有5-10个疏水氨基酸。带有这种信号肽 的蛋白质，都会被运送到内质网，并进一步被运送到高尔基体，其中一部分蛋白质在C-末 端还带有一个由4个氨基酸组成的信号肽，它们在高尔基体的CGN部位被识别并被送回内质 网，是内质网驻留蛋白质；要运送到线粒体的蛋白质，在其N-末端带有一种信号肽，其信 号序列中带阳电荷的氨基酸和疏水氨基酸呈交替排列；要运送到过氧化物酶体的蛋白质，在 其C-末端有一种由三个特征性氨基酸组成的信号肽；要运送到细胞核的蛋白质，其信号肽 中有一串带阳电荷的氨基酸，这一信号序列可位于蛋白质的任何部位。 表10-1 几种典型的信号序列 （引自Alberts等，2002） ________________________________________________________________________ 信号序列的功能信号序列 _________________________________________________________________________ 输入到细胞核 -Pro-Pro-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val- 从细胞核输出 -Leu-Ala-Leu-Lys-Leu-Ala-Gly-Leu-Asp-Ile- N-Met-Leu-Ser-Leu-Arg-Gln-Ser-Ile-Arg-Phe-Phe-Lys- 输入到线粒体+H 3 Pro-Ala-Thr-Arg-Thr-Leu-Cys-Ser-Ser-Arg-Tyr-Leu-Leu- 输入到过氧化物酶体 -Ser-Lys-Leu-COO- N-Met-Met-Ser-Phe-Val-Ser-Leu-Leu-Leu-Val-Gly-Ile- 输入到内质网+H 3 Leu-Phe-Trp-Ala-Thr-Glu-Ala-Glu-Gln-Leu-Thr-Lys-Cys- Glu-Val-Phe-Gln- 回输到内质网 -Lys-Asp-Glu-Leu-COO- _________________________________________________________________________ 一、细胞内蛋白质运输的途径
第六章 蛋白质的功能域、结构及其药物设计 随着人类基因组全序列测定的完成，预示着基因组研究从结构基因组(Structural Genomics)进入了功能基因组(Functional Genomics)研究时代。研究基因组功能当然首先要研究基因表达的模式。当前研究这一问题可以基于核酸技术，也可以基于蛋白质技术，即直接研究基因的表达产物。测定一个有机体的基因组所表达的全部蛋白质的设想是由Williams于1994年正式提出的，而“蛋白质组”(proteome)一词是Wilkins于1995年首次提出。蛋白质组是指由一个细胞或组织的基因组所表达的全部相应的蛋白质。蛋白质组与基因组相对应，均是一个整体概念，但是两者又有根本的不同：一个有机体只有一个确定的基因组，组成该有机体的所有不同细胞都共享有一个基因组；但是，基因组内各个基因表达的条件、时间和部位等不同，因而它们的表达产物(蛋白质)也随条件、时间和部位的不同而有所不同。因此，蛋白质组又是一个动态的概念。由于以上原因，再加上由于基因剪接，蛋白质翻译后修饰和蛋白质剪接，基因遗传信息的表达规律更趋复杂，不再是经典的一个基因一个蛋白的对应关系，而是一个基因可以表达的蛋白质数目大于一。由此可见，蛋白质组研究是一项复杂而艰巨的任务。 蛋白质结构与功能的研究已有相当长的历史，由于其复杂性，对其结构与功能的预测不论是方法论还是基础理论方面均较复杂。统计学方法曾被成功地应用于蛋白质二级结构预测中，如Chou和Fasman提出的经验参数法便是最突出的例子。 该方法统计分析了各种氨基酸的二级结构分布特征，得出相应参数(P а,P β 和P t )并 用于预测。本章将简要介绍蛋白质结构与功能预测的生物信息学途径。 第一节 蛋白质功能预测 一、根据序列预测功能的一般过程 如果序列重叠群(contig)包含有蛋白质编码区，则接下来的分析任务是确定表达产物——蛋白质的功能。蛋白质的许多特性可直接从序列上分析获得，如疏水性，它可以用于预测序列是否跨膜螺旋(transmenbrane helix)或是前导序列(leader sequence)。但是，总的来说，我们根据序列预测蛋白质功能的唯一方法是通过数据库搜寻，比较该蛋白是否与已知功能的蛋白质相似。有2条主要途径可以进行上述的比较分析： ①比较未知蛋白序列与已知蛋白质序列的相似性； ②查找未知蛋白中是否包含与特定蛋白质家族或功能域有关的亚序列或保守区段。 图6.1给出了根据序列预测蛋白质功能的大致过程。由于涉及数条技术路线，所得出的分析结果并不会总是相一致。一般来说，数据库相似性搜索获得的结果最为可靠，而来自PROSITE的结果相对不可靠。
类别类别 14-3-3 proteins 14-3-3蛋白ABC transport membrane comp. ABC转运膜蛋白 dehydrogenases 醇脱氢酶 ADP-ribosylation factors ADP糖基化因子 Alcohol α-晶体蛋白Aldehyde dehydrogenases 醛脱氢酶 Alpha-crystallins/HSP-20 Alpha-2-macroglobulins α-2巨球蛋白 Alpha-mannosidases α-甘露糖苷酶 V型转转氨酶 V class Aminotransferases 转氨酶 Aminotransferases AA-tRNA synthetases class II II类AA-tRNA合成酶AraC family HTH proteins 阿糖家族螺旋-转角-螺 旋蛋白 Arginases 精氨酸酶 Arrestins (视紫红质)抑制蛋白Asparaginase / glutaminase 门冬酰氨酶/谷氨酰胺酶ATP synthase c subunit ATP合酶C亚基Avidin 抗生素蛋白Band 4.1 family proteins 4.1条带家族蛋白 domain 溴基结构域 Beta-lactamases β-内酰氨酶 Bromo BTG1 family BTG1家族 C1q domain C1q结构域 domain C型凝集素 C2 domain C2结构域 C-type lectin type-B 羧酸脂酶 Cadherins Carboxylesterases domain CBS结构域Cathelicidins CBS Chaperonins cpn10/cpn60 分子伴侣 Chalcone/stilbene synthases 查耳酮1.2-而苯乙烯合 酶 Chaperonins TCP1 family 分子伴侣TCP1家族 Chitinases 几丁质酶 Chromo domain Claudins Clostridium cellul. repeat. Clusterin Coiled coil domains 无规卷曲结构域Cold shock domain 冷激结构域Crystallins beta/gamma β/γ晶体蛋白 CTF/NF-I CCAAT转录因子/核因 子 proteins 表皮蛋白 CUB domain CUB结构域 Cuticle P450 细胞色素P450 Cytochrome c oxidase 细胞色素C氧化酶 Cytochromes Cytosolic fatty acid bind. 细胞质脂肪酸结合蛋白DEAD-box hef1licases Dead-box解旋酶 I 脱氧核糖核酸酶I Death domain 死亡结构域 Deoxyribonuclease family DnaJ家族Dichloromethane dehalogenase 二氯甲脱卤素酶 DnaJ DNA/RNA non-spec. Nucleases DNA/RNA非特异性核 EF-hand calcium-binding EF-手型钙结合蛋白 酶 1 伸展因子I factor EGF-like domain, Ca++ EGF样结构域 Elongation Enoyl-CoA hydratase 乙烯辅酶 Ependymins Fatty acid desaturases 脂肪酸去饱和酶 Fibrinogens 纤维蛋白原Fibronectin type III 纤连蛋白III型Fimbrial usher proteins FKBP-type Ppiase Follistatin domain Forkhead-associated domain 双头结构域GltP family of transporters 转运蛋白 synthetase 谷氨酰胺合成酶Glucanases 葡聚糖酶 Glutamine Glycerol-3-P dehydr. FAD 甘油脱氢酶黄素腺嘌呤 Glycoprotease family 糖蛋白家族 二核苷酸 hydrolases 糖基水解酶Glycoprotein hormones 糖蛋白激素 Glycosyl Glycosyl transferases (Euk.) 糖基转移酶 G-proteins G蛋白 family Grp家族 G-protein coupled receptors G蛋白偶合受体 grpE
内膜系统与蛋白质分选和膜运输试题 1. 如何理解膜结合细胞器在细胞内是按功能、分层次分布的? 答: 从功能上看, 细胞内膜结合细胞器的分布是功能越重要越靠近中央; 从层次看, 上游的靠内, 下游的靠外。如细胞核位于细胞的中央,它是细胞中最重要的细胞器,有两层膜结构。细胞核的外膜与内质网的膜是联系在一起的, 细胞核的外膜是粗面内质网的一部分。粗面内质网的功能是参与蛋白质合成, 其作用仅次于细胞核, 所以内质网位于细胞核的外侧。高尔基体在内质网的外侧,接受来自内质网的蛋白质和脂肪,然后对它们进行修饰和分选,它所完成的是内质网的下游工作。溶酶体是含有水解酶的囊泡,它是由高尔基体分泌而来。内体是由内吞作用产生的具有分选作用的细胞器,它能向溶酶体传递从细胞外摄取的物质, 这种细胞器一般位于细胞质的外侧。另外还有线粒体、过氧化物酶体等分布在细胞的不同部位。如果是植物细胞还有叶绿体和中央大液泡, 它们是按功能定位。 2. 内膜系统的动态特性是如何形成的? 答: 造成内膜系统的动态特性主要是由细胞中三种不同的生化活动引起的: ①蛋白质和脂的合成活动: 在动物细胞中主要涉及分泌性蛋白的合成和脂的合成和加工。脂的合成在光面内质网,而分泌蛋白的合成起始于粗面内质网,完成于高尔基体。②分泌活动: ③内吞活动(endocytosis pathway),是分泌的相反过程, 细胞将细胞外的物质吞进内体和溶酶体。 3. 请说明内膜系统的形成对于细胞的生命活动具有哪些重要的意义?
答: 至少有六方面的意义: ①首先是内膜系统中各细胞器膜结构的合成和装配是统一进行的，这不仅提高了合成的效率，更重要的是保证了膜结构的一致性，特别是保证了膜蛋白在这些膜结构中方向的一致性。②内膜系统在细胞内形成了一些特定的功能区域和微环境，如酶系统的隔离与衔接, 细胞内不同区域形成pH值差异, 离子浓度的维持, 扩散屏障和膜电位的建立等等，以便在蛋白质、脂类、糖类的合成代谢、加工修饰、浓缩过程中完成其特定的功能。③内膜系统通过小泡分泌的方式完成膜的流动和特定功能蛋白的定向运输，这不仅保证了内膜系统中各细胞器的膜结构的更新，更重要的是保证了一些具有杀伤性的酶类在运输过程中的安全，并能准确迅速到达作用部位。 ④细胞内的许多酶反应是在膜上进行的,内膜系统的形成,使这些酶反应互不干扰。⑤扩大了表面积,提高了表面积与体积的比值。⑥区室的形成,相对提高了重要分子的浓度,提高了反应效率。 4. 为什么说蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动之一? 答: 这是因为在细胞生命周期的各个阶段都需要不断补充和更新蛋白质(或酶); 细胞中的线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器都是通过已存在细胞器的分裂增殖的，新形成的细胞器的生长需要大量的蛋白质。细胞本身也是通过分裂增殖的,新形成的细胞为了增大体积，需要不断地补充蛋白。即使是不进行分裂的细胞，由于细胞内蛋白质的寿命限制和降解，也需要不断地补充蛋白质，取代细胞器中丧失功能的蛋白,所以蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动
蛋白质结构预测网址 物理性质预测： Compute PI/MW Peptidemass TGREASE SAPS 基于组成的蛋白质识别预测 AACompIdent PROPSEARCH 二级结构和折叠类预测 nnpredict Predictprotein SSPRED 特殊结构或结构预测 COILS MacStripe 与核酸序列一样，蛋白质序列的检索往往是进行相关分析的第一步，由于数据库和网络技校术的发展，蛋白序列的检索是十分方便，将蛋白质序列数据库下载到本地检索和通过国际互联网进行检索均是可行的。 由NCBI检索蛋白质序列 可联网到：“”进行检索。 利用SRS系统从EMBL检索蛋白质序列 联网到：”，可利用EMBL的SRS系统进行蛋白质序列的检索。 通过EMAIL进行序列检索 当网络不是很畅通时或并不急于得到较多数量的蛋白质序列时，可采用EMAIL方式进行序列检索。 蛋白质基本性质分析 蛋白质序列的基本性质分析是蛋白质序列分析的基本方面，一般包括蛋白质的氨基酸组成，分子质量，等电点，亲水性，和疏水性、信号肽，跨膜区及结构功能域的分析等到。蛋白质的很多功能特征可直接由分析其序列而获得。例如，疏水性图谱可通知来预测跨膜螺旋。同时，也有很多短片段被细胞用来将目的蛋白质向特定细胞器进行转移的靶标（其中最典型的例子是在羧基端含有KDEL序列特征的蛋白质将被引向内质网。WEB中有很多此类资源用于帮助预测蛋白质的功能。 疏水性分析 位于ExPASy的ProtScale程序（）可被用来计算蛋白质的疏水性图谱。该网站充许用户计算蛋白质的50余种不同属性，并为每一种氨基酸输出相应的分值。输入的数据可为蛋白质序列或SWISSPROT数据库的序列接受号。需要调整的只是计算窗口的大小（n）该参数用于估计每种氨基酸残基的平均显示尺度。 进行蛋白质的亲/疏水性分析时，也可用一些windows下的软件如， bioedit,dnamana等。 跨膜区分析 有多种预测跨膜螺旋的方法，最简单的是直接，观察以20个氨基酸为单位的疏水性氨基酸残基的分布区域，但同时还有多种更加复杂的、精确的算法能够预测跨膜螺旋的具体位置和它们的膜向性。这些技术主要是基于对已知跨膜螺旋的研究而得到的。自然存在的跨膜螺旋Tmbase 数据库，可通过匿名FTP获得()，参见表一
1）如何理解膜结合细胞器在细胞内是按功能、分层次分布的? 答：从功能上看, 细胞内膜结合细胞器的分布是功能越重要越靠近中央; 从层次看, 上游的靠内, 下游的靠外。如细胞核位于细胞的中央,它是细胞中最重要的细胞器,有两层膜结构。细胞核的外膜与内质网的膜是联系在一起的, 细胞核的外膜是粗面内质网的一部分。 粗面内质网的功能是参与蛋白质合成, 其作用仅次于细胞核, 所以内质网位于细胞核的外侧。高尔基体在内质网的外侧,接受来自内质网的蛋白质和脂肪,然后对它们进行修饰和分选,它所完成的是内质网的下游工作。溶酶体是含有水解酶的囊泡,它是由高尔基体分泌而来。内体是由内吞作用产生的具有分选作用的细胞器,它能向溶酶体传递从细胞外摄取的物质, 这种细胞器一般位于细胞质的外侧。另外还有线粒体、过氧化物酶体等分布在细胞的不同部位。如果是植物细胞还有叶绿体和中央大液泡, 它们是按功能定位。2）内膜系统的动态特性是如何形成的? 答：造成内膜系统的动态特性主要是由细胞中三种不同的生化活动引起的: ①蛋白质和脂的合成活动: 在动物细胞中主要涉及分泌性蛋白的合成和脂的合成和加工。脂的合成在光面内质网,而分泌蛋白的合成起始于粗面内质网,完成于高尔基体。②分泌活动: ③内吞活动(endocytosis pathway),是分泌的相反过程, 细胞将细胞外的物质吞进内体和溶酶体 3）请说明内膜系统的形成对于细胞的生命活动具有哪些重要的意义? 答：至少有六方面的意义: ①首先是内膜系统中各细胞器膜结构的合成和装配是统一进行的，这不仅提高了合成的效率，更重要的是保证了膜结构的一致性，特别是保证了膜蛋白在这些膜结构中方向的一致性。②内膜系统在细胞内形成了一些特定的功能区域和微环境，如酶系统的隔离与衔接, 细胞内不同区域形成pH值差异, 离子浓度的维持, 扩散屏障和膜电位的建立等等，以便在蛋白质、脂类、糖类的合成代谢、加工修饰、浓缩过程中完成其特定的功能。③内膜系统通过小泡分泌的方式完成膜的流动和特定功能蛋白的定向运输，这不仅保证了内膜系统中各细胞器的膜结构的更新，更重要的是保证了一些具有杀伤性的酶类在运输过程中的安全，并能准确迅速到达作用部位。④细胞内的许多酶反应是在膜上进行的,内膜系统的形成,使这些酶反应互不干扰。⑤扩大了表面积,提高了表面积与体积的比值。 ⑥区室的形成,相对提高了重要分子的浓度,提高了反应效率 4. 为什么说蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动之一? 答：这是因为在细胞生命周期的各个阶段都需要不断补充和更新蛋白质(或酶); 细胞中的线粒体、叶绿体和过氧化物酶体等细胞器都是通过已存在细胞器的分裂增殖的，新形成的细胞器的生长需要大量的蛋白质。细胞本身也是通过分裂增殖的,新形成的细胞为了增大体积，需要不断地补充蛋白。即使是不进行分裂的细胞，由于细胞内蛋白质的寿命限制和降解，也需要不断地补充蛋白质，取代细胞器中丧失功能的蛋白,所以蛋白质的合成和分选运输是细胞中最重要的生命活动之一。 5. 在蛋白质的合成与分泌的研究中分别使用了同位素示踪技术、分离技术和突变体研究技术, 说明这些技术的研究结果各说明了什么问题? 答: 同位素示踪技术确定了分泌的路线, 从内质网开始经高尔基体运 向细胞外;分离技术确定了参与合成和分泌的主要细胞器的作用:内质 网是参与蛋白质合成和转运的, 高尔基体不仅是中转站, 而且具有加