生物化学与分子生物学自问自答

  • Published on 2023-11-27
  • Modified on 2023-11-27
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蛋白质的结构与功能

  1. 维持蛋白质一级结构的化学键是肽键、二硫键；维持蛋白质二级结构的主要化学键是氢键；维持蛋白质四级结构的化学键是氢键、离子键。

脂质代谢

  1. 在葡萄糖供应不足或利用障碍时，酮体是脑组织主要的能源物质。

蛋白质消化吸收和氨基酸代谢

  1. 泛素-蛋白酶体途径主要降解什么蛋白质？异常蛋白质、短寿蛋白质
  2. L-谷氨酸氧化脱氨基的关键酶及其辅酶？L-谷氨酸脱氢酶，NAD+ 或 NADP+
  3. 连接尿素循环和三羧酸循环的两个枢纽物质？天冬氨酸、延胡索酸（草酰乙酸可能不算“枢纽”）
  4. 合成 1 分子尿素消耗多少能量？2 个耗能步骤，都是消耗 2 个高能磷酸键，共消耗 4 ATP（或 3 ATP，4 个高能磷酸键）
  5. 鸟氨酸循环的关键酶？氨基甲酰磷酸合成酶-Ⅰ（CPS-Ⅰ）、精氨酸代琥珀酸合成酶
  6. 尿素合成和嘧啶核苷酸从头合成的原料？氨、天冬氨酸、CO2；谷氨酰胺、天冬氨酸、CO2
  7. ？脱羧 → γ-氨基丁酸。谷氨酸
  8. 多胺类物质及原料？L-鸟氨酸脱羧 → 腐胺 → 亚精胺（精脒）→ 精胺
  9. N5-CH3-FH4 转甲基酶的辅酶？VitB12
  10. 肌酸合成的原料？甘氨酸为骨架，精氨酸提供脒基，SAM（来源于甲硫氨酸）提供甲基
  11. 半胱氨酸可以转变为什么物质（四种）？胱氨酸、活性硫酸根（3′-磷酸腺苷-5′-磷酰硫酸，PAPS）、牛磺酸、丙酮酸
  12. 苯丙氨酸羟化酶和酪氨酸羟化酶的辅酶？四氢生物蝶呤
  13. 苯丙氨酸和酪氨酸可以转变为哪两种能量物质？延胡索酸、乙酰乙酸
  14. 色氨酸可以转变为哪两种能量物质？丙酮酸、乙酰乙酰 CoA

核苷酸代谢

  1. 嘌呤从头合成，谷氨酰胺、天冬氨酸的作用分别是？提供酰胺氮，提供氨基
  2. 嘌呤从头合成，提供甲酰基的是？四氢叶酸（N10-甲酰 FH4）
  3. 嘌呤从头合成的关键酶？PRPP 合成酶、酰胺转移酶
  4. 莱施-奈恩综合征（Lesch-Nyhan）综合征（自毁容貌症）缺乏什么酶？HGPRT 完全缺失
  5. 嘧啶从头合成的关键酶及负反馈抑制剂？氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅱ（哺乳动物），抑制剂为 UMP；天冬氨酸氨基甲酰基转移酶（细菌）抑制剂为 CTP
  6. PRPP 合成酶的负反馈调节？嘌呤、嘧啶核苷酸合成均需要 PRPP，因此 PRPP 同时受嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的反馈抑制
  7. 5-FU、FdUMP 类似什么，及作用？5-FU 类似胸腺嘧啶，无活性；FdUMP 类似 dUMP，是胸苷酸合酶的抑制剂
  8. 阿糖胞苷的作用机制？类似 CDP，抑制核糖核苷酸还原酶（CDP → dCDP）
  9. 嘧啶核苷酸的代谢产物？
    • 胞嘧啶（C）→ 尿嘧啶（U）→ 二氢尿嘧啶（DHU，稀有碱基）→ β-丙氨酸（+ CO2 + NH3）→ 乙酰 CoA → 三羧酸循环
    • 胸腺嘧啶（T） → β-氨基异丁酸（+ CO2 + NH3）→ 琥珀酰 CoA → 三羧酸循环/糖异生

代谢的整合和调节

  1. 胆固醇合成的位置？内质网 + 细胞质

DNA 的合成与损伤修复

  1. 碱基切除修复需要哪些酶（四个）？DNA 糖苷酶、无碱基位点核酸内切酶、DNA 聚合酶、DNA 连接酶

RNA 合成

  1. RNA 合成时两条的 DNA 单链的名称（各三个）？模板链/反义链/Watson 链，编码链/有义链/Crick 链
  2. 原核 RNA pol 的五个亚基的功能？
    1. α 亚基：决定哪些基因被转录
    2. β′ 亚基：结合 DNA 模板（开链）
    3. β 亚基：与转录全过程有关（催化）
    4. ω 亚基：σ 募集；β’ 折叠和稳定性
    5. σ 亚基：辨认转录起始点，转录起始后脱落
  3. 真核生物三种 RNA 聚合酶合成的 RNA 类型？
    • RNA pol Ⅰ：45S rRNA
    • RNA pol Ⅱ：hnRNA，调控性非编码 RNA：lncRNA、miRNA 和 piRNA
    • RNA pol Ⅲ：tRNA，5S rRNA，核小 RNA（snRNA，属于核酶）
  4. 真核生物 TFⅡD 识别的序列为 TATA/Hognest 盒
  5. 真核生物的转录终止：
    • 真核生物的转录终止和转录后修饰密切相关。
    • 在可读框的下游，常有一组共同序列 AATAAA 序列，再下游还有相当多的 GT 序列，这些序列称为转录终止的修饰点。
    • 转录越过修饰点后，前体 mRNA 在修饰点处被核酸内切酶切断，随即加入 poly（A）尾及 5′ 帽子结构。下游的 RNA 虽继续转录，但很快被 RNA 酶降解。
    • 加帽、加尾、转录终止、剪接修饰的顺序：加帽 → 转录终止 → 加尾 → 剪接修饰
  6. 原核生物转录起始：
    • RNA pol 对转录起始的识别序列是 -35 区，序列为 TTGACA
    • 与 DNA 形成相对稳定的 RNA pol-DNA 复合物并开链的部位是 -10 区，序列为 TATAAT，又称 Pribnow 盒
  7. 真核 RNA 转录后修饰：
    • mRNA：
      • mRNA 剪接：
        • 实质为两次转酯反应
        • 内含子形成 RNA 套索结构
        • 剪接接口或边界序列为 5′-GU……AG-OH-3′
        • 剪接体是内含子剪接场所，由 5 种核小 RNA 和 100 种以上的蛋白质构成
        • 可变剪接增加生物蛋白质多样性的机制之一。
      • mRNA 编辑又称mRNA 分化加工
      • 参与可变剪接的是 前体 mRNA，参与 mRNA 编辑的是 成熟 mRNA
    • 45S rRNA → 18S、5.8S 及 28S rRNA
    • tRNA：
      • 5’-端切除：RNase P；3’-端切除：RNase Z、RNase D。RNase P 属于核酶。
      • tRNA 3’-端需要加尾（✓），5’-端需要加帽（✗），需要剪接切除内含子（✓）
      • 内含子一般都位于前体 tRNA 分子的反密码子环
  8. 真核生物通用转录因子的作用：
    • 结合 DNA：
      1. TFⅡD：含 TBP 亚基，结合启动子的 TATA 盒 DNA 序列
      2. TFⅡB：结合 TF Ⅱ D，稳定 TFⅡD-DNA 复合物
        • 介导 RNA pol Ⅱ 的募集
      3. TFⅡA：辅助和加强 TBP 与 DNA 的结合（非必需）
    • 酶活性：
      1. TFⅡH：解旋酶（打开双链）和 ATPase 酶活性；作为蛋白激酶参与 CTD（羧基末端结构域）磷酸化，激活 RNA pol Ⅱ
      2. TFⅡF：结合 RNA pol Ⅱ 并随其进入转录延长阶段，防止其与 DNA 的接触
      3. TFⅡE：募集 TFⅡH 并调节其激酶和解螺旋酶活性
        • 结合单链 DNA，稳定解链状态

蛋白质的合成

  1. 色氨酸、甲硫氨酸只有一个密码子
  2. 密码子的摆动性：tRNA 的反密码子的第 位碱基与 mRNA 密码子的第 位碱基
  3. 氨酰-tRNA 合成酶决定氨基酸与 tRNA 的特异性结合
  4. 原核生物翻译起始复合物的形成：
    • IF3 的作用：稳定大、小亚基的分离状态，避免大小亚基过早结合
    • IF2 的作用：fMet-tRNAfMet 与结合了 GTP 的 IF2 一起，识别并结合对应于小亚基 P 位的 AUG 处
    • IF1 的作用：A 位被 IF1 占据，不与任何氨酰-tRNA 结合
    • S-D 序列的作用：将核糖体小亚基准确定位于 mRNA
  5. 肽链延长的三个步骤及所需的关键蛋白质/核酶？进位（注册）：EF-Tu；成肽：肽酰转移酶；转位：EF-G（转位酶）
  6. 在蛋白质合成过程中，每生成 1 个肽键，至少需消耗 4 个高能磷酸键。
  7. RF3 的作用？具有 GTPase 活性，当新生肽链从核糖体释放后，促进 RF1 或 RF2 与核糖体分离
  8. 常进行甲基化的三种氨基酸残基？赖氨酸、组氨酸、天冬氨酸
  9. 白喉毒素糖基化修饰 eEF2。

基因表达调控

  1. 乳酸操纵子三种结构基因编码的蛋白质？Z：β-半乳糖苷酶；Y：通透酶；A：乙酰基转移酶
  2. 葡萄糖缺乏时，cAMP 浓度增高。
  3. Lac 操纵子诱导剂包括别乳糖、异丙基硫代半乳糖昔，可与阻遏蛋白结合，使其与 O 序列（操纵序列）解离。
  4. 色氨酸操纵子通过转录衰减机制进行精确调节。
  5. TATA 盒共有序列是 TATAAAA；原核生物 Pribnow 盒序列为 TATAAT
  6. 真核基因启动子控制转录起始的精确性和频率，至少包含转录起始点、功能组件各一个。
  7. 增强子决定基因表达的空间特异性和时间特异性。
  8. 转录因子包含的结构域：
    • DNA 结合结构域：锌指、螺旋-环-螺旋、碱性亮氨酸拉链
    • 转录激活结构域：酸性激活结构域、富含谷氨酰胺结构域、富含脯氨酸结构域

细胞信号转导的分子机制

  1. 受体与配体的相互作用具有共同特点：高度专一性、高度亲和力、可饱和性、可逆性、特定的作用模式
  2. 蛋白质酪氨酸激酶（PTK）包括受体酪氨酸激酶（RTK）和非受体型 PTK，后者包括原癌基因 SRC 家族。
  3. 接头蛋白 Grab2 含有：
    • SH2 结构域：被 RTK（EGRF）自身酪氨酸残基磷酸化形成的含磷酸化酪氨酸模体识别并结合
    • SH3 结构域：被SOS 分子中的富含脯氨酸模体识别并结合
  4. MAPKKK（Raf）→ MAPKK（MEK）→ MAPK（ERK）
  5. 霍乱毒素、白喉毒素结合 G 蛋白的 α 亚基。

血液的生物化学

  1. 以 pH 8.6（碱性环境，使蛋白质带负电）的巴比妥溶液作缓冲液，进行醋酸纤维素薄膜电泳，从阳极到阴极（泳动速度从快到慢）分成 5 条区带：清蛋白、α1 球蛋白、α2 球蛋白、β 球蛋白、γ 球蛋白（泳动最慢）。
  2. 急性期，亦有些蛋白质浓度出现降低，如清蛋白和运铁蛋白等。
  3. 血红素合成：
    • 基本原料：甘氨酸、琥珀酰 CoA 和 Fe2+
    • 关键酶及其辅酶：ALA 合酶，辅酶是磷酸吡哆醛
    • 对铅等重金属的酶：ALA 脱水酶、亚铁螯合酶、尿卟啉合成酶
    • 高铁血红素可以强烈的抑制ALA 合酶，可以促进珠蛋白的合成
    • 血红素结合成血红蛋白之后对 ALA 合酶的负反馈作用消失
  4. 严重肝病时：
    • 醛固酮、抗利尿激素水平升高，原因是它们都在肝脏灭活。
    • 卵磷脂:胆固醇脂酰基转移酶（LCAT）减少。
  5. 肝是机体合成尿素的特异器官。
  6. 肝几乎不储存维生素 D。
  7. 肝脏生物转化最重要的意义：通过生物转化作用可增加这些物质的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿排出体外。
  8. 烟草中的苯并芘其本身没有直接致癌作用，但经过生物转化后反而成为直接致癌物。
  9. 氧化是最多见的第一相反应，细胞色素 P450 单加氧酶系/羟化酶/混合功能氧化酶是氧化异源物最重要的酶，定位于肝细胞微粒体（从内质网的碎片所得到的小型囊泡）。
  10. 葡糖醛酸结合是最重要和最普遍的结合反应。
  11. 结合反应所需要的酶中，酰基转移酶只存在于线粒体内，其他酶在细胞质或内质网中。
  12. 长期饮酒或慢性乙醇中毒除经 ADH 与 ALDH 氧化外，还可使肝内质网增殖，即启动肝微粒体乙醇氧化系统（MEOS），即乙醇-P450 单加氧酶。
  13. PAPS 即 3′-磷酸腺苷-5′-磷酰硫酸（活性硫酸根）。
  14. 胆汁中的胆汁酸以结合胆汁酸为主（90% 以上），其中甘氨胆汁酸:牛磺胆汁酸 = 3:1。
  15. 糖皮质激素促进胆汁酸合成；生长激素促进；甲状腺激素促进；胆汁酸抑制。
  16. 胆盐的利胆作用是指：返回到肝脏的胆盐有刺激肝胆汁分泌的作用，是肝细胞分泌胆汁的主要刺激物。
  17. 进入肠道的各种胆汁酸（包括初级和次级、游离型与结合型）约有 95% 以上可被肠道重吸收。入体每天约进行 6–12 次肠肝循环，从肠道吸收的胆汁酸总量可达 12–32g，借此有效的肠肝循环机制可使有限的胆汁酸库存循环利用，以满足机体对胆汁酸的生理需求。
  18. 结合型胆汁酸在回肠被主动重吸收；游离型胆汁酸在小肠各部及大肠被被动重吸收。
  19. 血红素由单核吞噬系统细胞微粒体中的血红素加氧酶。，催化，生成水溶性的胆绿素，胆绿素还原生成胆红素。
  20. 适宜水平的胆红素是人体内强有力的内源性抗氧化剂。
  21. 苯巴比妥等药物对 UDP-葡糖醛酸基转移酶和结合胆红素从肝细胞到胆汁的分泌具有诱导作用。

维生素

  1. 维生素 B1 缺乏可引起脚气病；维生素 B2 缺乏可引起口角炎；维生素 B6 缺乏可导致周围感觉神经病；叶酸/维生素 B9/蝶酰谷氨酸或维生素 B12/钴胺素缺乏可引起巨幼贫；维生素 PP 缺乏可引起糙皮病、皮炎、腹泻、痴呆。
  2. 泛酸（维生素 B5）是 CoA 以及 ACP 的组成部分
  3. 维生素 B6 是氨基转移酶、血红素合成（ALA 合酶）、氨基酸脱羧酶、鸟氨酸循环、糖原分解
  4. 生物素/维生素 B7/维生素 H/辅酶 R 是多种羧化酶的辅基
  5. 维生素 B12 是甲硫氨酸合成酶（N5-CH3-FH4 转甲基酶）的辅酶。
  6. 维生素 PP/烟酸（尼克酸）是多种不需氧脱氢酶的辅酶，活性形式为 NAD+ 或 NADP+。

癌基因与抑癌基因

  1. 原癌基因按产物分类：
    1. 细胞外生长因子：SIS、INT-2
    2. 跨膜生长因子受体：REB-B、EGFR/ERB-B1/HER1、ERB-B2/HER2、FMS、KIT、TRK
    3. 细胞内信号转导分子：非受体酪氨酸激酶：SRC，ABL；丝/苏氨酸激酶：RAF；低分子量 G 蛋白：RAS
    4. 核内转录因子：JUN、FOS、MYC
  2. 抑癌基因的作用机制：
    1. RB：调控细胞周期检查点；
    2. TP53：调控 DNA 损伤应答和诱发细胞凋亡
    3. PTEN：催化 PIP3 生成 PIP2（IP3、DG 的前体物质），从而抑制 PI3K/AKT 信号通路（是胰岛素发挥降糖作用的通路）

常用分子生物学技术的原理及其应用

  1. 电泳：
    • SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳：蛋白质在电场中的泳动速率仅与蛋白质颗粒大小有关。
    • 等点聚焦电泳分离蛋白质（IEE），：蛋白质泳动至 pH 与其自身的 pI 值相等的区域时，其净电荷为零而不再移动。
  2. 层析：
    • 阴离子交换层析：含负电量小的蛋白质首先被洗脱下来；
    • 凝胶过滤/分子筛层析：小分子蛋白质进入颗粒的孔内，因而在柱中滞留时间较长。
  3. 生物大分子相互作用研究技术
    • 蛋白质相互作用研究技术：标签蛋白沉淀、酵母双杂交技术
    • DNA-蛋白质相互作用分析技术：电泳迀移率变动分析、染色质免疫沉淀技术
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