南农博士生化真题.doc

2009动物生物化学试题一、 简单题（一） 以下试剂或技术常见于蛋白质研究，请简要说明其用途。1. Trypsin2. 6mol/HCl3. MALDI-TOF4. -Mercaptoethanol：-巯基乙醇，可作为保护剂加入到蛋白质的抽提液中，可防止或延缓巯基氧化作用发生。另外，在SDS-PAGE电泳中，加入巯基乙醇进行热变性可以使蛋白质分子中的二硫键还原.5. Coomassie blue：一种染料，（二） 解释以下酶学动力学的概念6. Kcat：催化常数，在单底物反应中，且反应过程只产生一个活性中间产物时，单位时间内每个酶分子或每一活性部位催化的反应次数。7. Km：米氏常数，物理含义是指ES复合物消失速度与形成速度之比，其数值为酶促反应达到最大反应速度一半时的底物浓度，即当V=1/2Vmax时，【S】=Km8. Vo：酶促反应初速度，指在反应初始阶段，底物浓度基本维持不变时的反应速度。9. Ki：10. Optimum pH：最适pH （三） 以下试剂或技术常见于核酸和基因分析，请简要说明其用途11. DNA chips：DNA芯片12. Northern blotting：RNA杂交13. Restriction endonuclease：限制性内切酶，一类能识别双链DNA分子中特定核苷酸序列，限于切割其序列之间的键的核酸内切酶。14. EB：溴化乙啶15. GMSA二、 问答题1. 研究人员观察到，肌肉中70kD的原肌球蛋白（Tropomyosin）的离心沉降速度反而比65kD的血红蛋白（Hemoglobin）慢，它们的沉降系数分别是2.6s和4.31s。请给出你对此现象的解释。沉降系数:单位离心力的作用下颗粒沉降的速度，以Svedberg表示，简称S，单位为秒（s），1S单位等于1x10-13s。沉降速度基本上由分子大小和形状决定。血红蛋白分子是由四个亚基构成 四聚体，2. 你不会不知道Meselson和Stahl关于DNA半保留复制的经典实验吧？如果复制时全保留的，那么实验结果会是怎样呢？（图） 实验：大肠杆菌在以15NH4Cl为唯一氮源的培养基中生长，经过连续培养使所有DNA分子上都标记15N。15N-DNA比普通的14N-DNA的密度大，在氯化铯密度梯度离心时，这两种DNA分子将形成位置不同的区带。如果将15N标记的大肠杆菌转移到普通培养基（14N的氮源）培养，经过一代后，所有DNA的密度介于15N-DNA,14N-DNA之间，形成了一半含14N，一半含15N杂合子。两代后，14N和14N-15N杂合分子等量出现。在继续培养可以看到14N-DNA分子增多，证明了DNA分子复制时原来的DNA分子均可被分成两个单位，分别构成子代分子的一半，从而证明了半保留复制。 若是全保留复制的，15N标记的大肠杆菌转移到普通培养基经一代培养后，子代均为14N-DNA。3. 简述信号肽与信号肽学说 4. 依赖cAMP 的蛋白激酶介导了大多数由 cAMP产生的生理效应，不仅有瞬时的信号传递，如肾上腺素引导肌糖原快速分解（几秒钟），还有较长时间的传递（数小时），如引起促生长素抑制素（somatostatin）基因的表达就是其中之一。请简要描述后一种情况可能的生化机制。（图解）PKA：依赖cAMP蛋白激酶，由两类不同亚基构成的四聚体，R2C2 ，R为调节亚基，C为催化亚基，全酶没有活性，只有cAMP结合至R亚基时，导致R与C解离，才形成有蛋白激酶活性的C亚基。cAMP由ATP在腺苷酸环化酶（AC）作用下转变生成，并可被磷酸二酯酶（PDE）分解成5-AMP失活。AC由五部分组成，兴奋性激素受体（Rs）、抑制性激素受体（Ri）、催化亚单位（C），Gs（鸟苷酸调节蛋白）蛋白、Gi蛋白。G蛋白起核心作用，活化受体通过G蛋白偶联到AC，由G引起AC的兴奋或抑制，从而决定cAMP的浓度的升降以制约细胞内各种生理效应。G蛋白由、三亚基组成的多聚体，是功能亚基，有GTP或,GDP的结合位点及受体结合位点并有潜在的GTP酶活性。在激活前以三聚体中的亚基与GDP结合的方式存在，无活性。一旦配体与相应受体结合后GDP就解离，G蛋白构型改变，GTP结合形成-GTP，然后再镁离子参与下，亚基被激活，G蛋白阿迷分解成有活性的-GTP和二聚体，游离的-GTP和二聚体参与调节相应的效应酶或离子通道。随后亚基发挥GTP酶作用，是与之偶联的GTP水解成GDP，重新形成与二聚体高亲和力的-GDP复合物，重聚形成三聚体失活。兴奋性激素与Rs结合，形成复合物后引起Gs蛋白亚基构象改变，GTP结合到亚基引起亚基与二聚体解离。然后Gs-GTP与无活性的C单位结合，使之活化，催化ATP生成cAMP。同理抑制性激素与Ri结合，形成复合物后引起Gi蛋白亚基构象改变，GTP结合到亚基引起亚基与二聚体解离。然后Gi-GTP与无活性的C单位结合，使之活化，催化ATP生成cAMP。5. 以原核生物为例，请列举有哪些蛋白因子参与了蛋白质的生物合成过程（翻译），它们有什么功能和共性（原核生物翻译过程图解，核糖体结构图解）三种起始因子IF1，IF2,IF3 参与起始复合物与70s核糖体的形成。IF3促进70s亚基的解离，并与30s亚基结合，结合有IF3的30s亚基与mRNA结合，正好是30s亚基的p位对准起始密码子AUG是起始tRNA进入p位。IF2结合起始tRNA，然后再与30s亚基结合，使起始tRNA进入30s亚基p位，同时结合GTP，50s亚基结合，GTP水解，释放能量改变30s和50s亚基的构象，促进70s核糖体形成，同时释放IF1和IF2，这时A,P位都处于正确构象，A位空着准备肽链延伸。延伸需要延伸因子EF-Tu和EF-Ts及GTP参与。EF-Tu首先与GTP结合，再与氨基酰-tRNA形成三元复合物，进入A位，进入后GTP水解成GDP，EF-Tu.GDP二元复合物解离下来。此时的EF-Tu不能直接与GTP或氨基酰-tRNA结合，而是EF-Ts置换下GDP,再形成EF-Tu.GTP,从而引入下一个氨基酰-tRNA。然后转肽酶将p位上的甲酰蛋氨酰基转移到A位形成肽键。肽键形成后，EF-G和GTP结合上来，EF-G具有GTP酶活性将GTP水解，在A位形成的肽基-tRNA转移到P位，同时将P 位上的空载体tRNA逐出核糖体，mRNA向前移动一个密码子。终止需释放因子促成终止作用，RF1识别UAA,UAG,RF2识别UGA,UAA.RF3能刺激RF1和RF2的活性，发挥终止作用。释放因子均作用于A位，且需P位被肽基-tRNA所占据。没有tRNA能识别终止密码子。6. 对于“脂类能否在动物机体中转变成葡萄糖”这个问题，答案不是简单的是与否，为什么？2008年动物生物化学试题一、 名词解释1. Intein2. Apolipoprotein3. Telomere：端粒（端粒酶，Telomerase：一种核糖核蛋白酶，是一种特殊的DNA聚合酶，属于一种反转录酶，是由RNA和蛋白质组份构成，以脱氧核糖核苷酸为产物，以酶分子中的RNA亚单位中的一段序列为模板，延伸染色体3端，解决通常DNA复制时引起的末端隐缩。）4. SD Sequence：SD序列，mRNA起初密码子AUG上游方向4-13个核苷酸之前有一段富含嘌呤的序列，其一致序列为AGGAGG，称SD序列，能够与16SrRNA3端的富含嘧啶的序列相结合。不同基因的SD序列不完全相同，从而控制单位时间内起始复合物形成的数目，最终控制翻译产物的数量。5. G-protein：鸟嘌呤核苷酸（GTP）结合蛋白，以前称鸟甘酸调节蛋白，G蛋白根据种类不同结构稍有不同，都是有、和三个亚基组成的多聚体，亚基时功能亚基，不同的亚基构成了不同的G蛋白，其上有GTP或GDP结合位点及受体结合位点，并有潜在的GTP酶活性二、 问答题1. 除了氧分子本身，还有哪些化学因子对血红蛋白的氧结合能力发生影响？怎样影响血红蛋白与氧的结合受许多因素的影响，尤其是组织和红细胞重大H+,CO2,BPG等，并具有一定的生理意义。增加的CO2压力或H+浓度都能降低血红蛋白对氧的亲和力，使血红蛋白的氧合曲线右移，促进氧的释放，而高浓度的氧可促使血红蛋白分子释放H+和CO2这种现象称波尔效应。生理效应：当血液流经组织时，组织中较高的H+和CO2浓度有利于血红蛋白释放更多的氧，并结合起到缓冲血液pH和CO2运输的双重作用。当血液流经肺部时，由于氧分压增高，促进H+和CO2释放并有利于血红蛋白与氧结合。BPG由于在血红蛋白分子中形成盐键，是血红蛋白分子构象稳定，与氧的亲和力下降，氧合曲线右移。BPG是红细胞中大量存在的糖代谢的中间产物，它能与血红蛋白形成Hb-BPG复合物。当氧与血红蛋白结合时，BPG即被排出。在肺部由于氧分压较高，BPG的存在不会对血红蛋白结合氧的饱和度产生显著的影响，在组织中氧分压较低，红细胞中的BPG则有助于氧从血红蛋白中释放出来。2. 基于RNA新功能，认为也将它看作反式作用因子。你认为与蛋白质反式作用因子有何不同？3. 某个酶符合米氏动力学。在反应体系中加入抑制剂后，最大反应速度下降了75%，而Km没有改变。问：这是何种形式的抑制作用？抑制抑制剂浓度为2.0x10-4mol/L,求Ki。这是非竞争性抑制作用。速度方程V=VmaxS/(1+I/Ki)(Km+S),没加抑制剂的速度方程V=VmaxS/Km+S在非竞争性抑制剂存在条件下，相对活性a=Vi/Vo。抑制强度：i=1-a=1-1/1+I/Ki=75%，得Ki=6.6X10-5mol/L4. 某种类固醇激素提升了细胞cAMP水平，请推测其可能的作用机制。三、 论述题1. 回忆你所学过的生物化学知识，请归纳“核苷酸”的生物学作用。2. 你如何理解“Fats burn in the flame of carbohydrates”这句话的生物化学含义尤指动物体内3. “组学”在现代生物学、农业和医学研究中正日益显示出巨大的生命力合应用前景。举三种组学并介绍它们的研究内容。基因组学蛋白组学糖组学代谢组学2007动物生物化学试题一、 名词解释1. 结构域：在蛋白质结构中，一条多肽链上常常存在一些紧密的，相对对立的区域称结构域（Domain）是在二级结构或超二级结构的基础上形成的特定的区域，参与蛋白质结构的装配，并与蛋白质的许多功能有密切关系。2. 蛋白质的分子缔合蛋白质分子常常在各层次上结合，从而成为复杂的，更具功能的分子结构形式。这种现象为蛋白质分子缔合（Association）。包括亚基缔合，相同分子的缔合，不同分子缔合，及分子自装配。3. 酶反应的初速度指在反应初始阶段，底物浓度基本维持不变时的反应速度。4. 生物膜的协调转运系统在一些哺乳动物细胞中，葡萄糖及中性氨基酸等物质的逆浓度梯度转运，经常伴有Na+顺浓度梯度转运。这种有另一种物质伴随转运称协同转运（cotransport），这种转运系统不直接以ATP为能源，而以间接方式利用ATP。在协调转运中，两种物质转运方向相同称同向协同转运（symport），相反称反向协同转运（Antiport）。（Na+-葡萄糖协同转运系统：一个Na+结合在对外开放的载体蛋白上；Na+结合大大增加了载体对所转运物质的亲和力，促进了葡萄糖分子的结合，载体发生构象改变；载体向内开放；Na+顺化学梯度进入细胞，进入细胞的Na+被Na+-K+泵泵出，Na+梯度得以维持；失去Na+后，葡萄糖分子释放进入细胞；失去葡糖糖分子的载体恢复到原来的构象）5. 干扰RNA二、 问答题1. 现代生物化学认为，蛋白质是一个动态系统，构象运动时蛋白质的重要性质之一。请解释什么是蛋白质的构象运动。与其功能有什么关系（结合实例说明）蛋白质分子在执行生物功能时，整体分都是处在主动的不断运动中，这种运动在10-12s至1s以上的一个很宽的时间范围内都存在。蛋白质是一个动态系统，除了分子中的原子围绕它们的平衡位置的波幅很小的热振动外，其构象运动主要包括氨基酸残基侧链，肽链片段，结构域或亚基三种水平上的运动，其中最后一种运动属于大范围的，速度较慢的分子构象运动。蛋白质发挥特定的生物学功能，是由于它具有一个独特的，精巧的空间构象，既能保持相对稳定的结构，又能随不同程度的环境变化发生构象运动。结构的稳定性和可变性是具有生物活性的蛋白质分子发挥功能必要的两个方面。例如：血红蛋白是由四个亚基构成的四聚体，四聚体与氧开始结合时亲和力远低与肌红蛋白，分子中的亚基对氧的亲和力比亚基大，能首先与第一个氧分子结合，这可导致亚基构象发生变化，并进而是相邻的亚基构象发生改变，增加了亚基对氧的亲和力，呈现S形结合曲线，而肌红蛋白仅有一条肽链，没有其他亚基的影响，与氧的亲和力较大，能迅速与氧结合，在很低的氧分压下即接近饱和。这种变构作用有重要的生理意义：它与氧协同结合，与它的氧输送功能十分适应。在肺部氧分压较高时，血红蛋白与氧结合迅速接近饱和，在组织氧分压较低时，可迅速释放出近一半的氧，同样条件下肌红蛋白仅能释放10%的结合氧，因此，血红蛋白比肌红蛋白更有效的运输氧气进入组织中。2. 实验者从动物的组织中提取到了某种酶，并且发现：将酶溶液进行透析或者将酶溶液加热都会使酶的活性降低甚至丧失，试解释这些现象。 加热由于温度升高使分子内振动增强，破坏维持空间构象的次级键，有时是蛋白质中的二硫键断裂并发生二硫键交换反应，使得酶的活性中心遭到破坏，使活性降低。透析溶液的pH，离子浓度，等不合适可能导致酶分子变性，引起活性降低甚至丧失。3. 有三种物质：丙氨酸、乙酸和丙酸。（1）其中哪些能在动物体内转变成葡萄糖（2）分别说明其生理意义（3）写出其中一种物质转变成葡萄糖或糖原的大致代谢途径。 丙氨酸，4. 关于核糖体。（1）图示核糖体的功能位点。（2）分别说明他们的作用（3）你怎样使试验证明核糖体中的核酸与蛋白因子之间存在的相互作用 mRNA结合位点：位于30s亚基头部，在S1蛋白的作用下30s亚基与mRNA，S1蛋白可防止mRNA形成链内碱基对。此位点同时也是IF3的结合位点。 P位点：大部分位于30s亚基，小部分位于50s亚基，能够与起始tRNA复合物结合。 A位点：靠近P位点，主要位于50s亚基上， 转肽酶活性位点：位于P位点与A位点的连接处，靠近tRNA的接受臂，与P位上的氨酰基或肽基转移到A位形成肽键。 5SrRNA位点：在50s亚基上，靠近转肽酶位点，可能与tRNA的进入有关 EF-Tu位点：位于大亚基内，靠近30s亚基，与氨基酰-tRNA结合有关转位因子EF-G结合位点，在大亚基上靠近与小亚基的界面上，与A位上的肽基-tRNA移到P位有关。5. 可诱导的转录因子的活性可受到一种或多种方式的调节。目前对类固醇激素受体作为一类重要的可诱导的转录因子有比较深入的认识。简述你所了解的相关知识。肾上腺分泌的三十多种类固醇，其中最主要的两组是糖皮质激素和盐皮质激素。糖皮质激素与其受体的相互作用有一定的了解：类固醇激素能经简答扩散穿过细胞膜进入细胞核，在细胞内与其受体结合，当激素与受体结合后，受体蛋白质便转变成活性形式，对非特异DNA结合的亲和力也提高了10倍，因此激素-受体复合物总是位于细胞核内。激活的受体识别其特异共有序列即糖皮质激素应答元件（Glucocorrticoid response element GRE）。GRE总是位于应答糖皮质激素的基因附近的增强子内，当类固醇受体复合物与增强子结合时，激活附近 的启动子，是启动子开始转录。类固醇激素受体有对立的DNA结合和激素集合结构域。各种类固醇受体DNA结合域的中心结构很相近，各种受体的N-末端区同源性低，该区含转录所需的另一些区域。C-末端与激素结合。不同激素受体C-末端区不同，从而决定了不同激素有不同的活性。如果将糖皮质激素受体C-末端删除，保留的蛋白质具有组成型活性，即不需要类固醇激素就要活性。这表明，类固醇激素的缺乏，其受体的类固醇结合域阻止受体识别GRE，从而起内在负调控物的作用。加入类固醇激素能消除其抑制作用，是受体能与GRE结合，激活转录。而雌激素受体的结构域间的关系与此不同。具有激活活性，不是阻抑活性。每种受体识别的应答元件很保守，这些应答元件有明显的特点：每个共有序列都含有两个短的重复序列，每个重复序列也可称为半位点。各种受体的应答元件也可能是反向或者正向重复序列。受体超家族可分为：糖皮质激素受体（GR），盐皮质激素（Mineralcorticoid）受体（MR）雄激素受体（AR），孕酮受体（PR），它们都以相同亚基组成二聚体，所识别的元件的半位点有共有序列TGTTCT，半位点反向重复排列，位点间间隔决定其识别元件的类型。第二类：甲状腺素受体（T3R），维生素D受体（VDR），视黄酸受体（RAR）及9-顺-视黄酸受体（RXR）。除RXR外由不同两个亚基构成二聚体，所识别的元件的半位点序列是TGACCT，半位点是直接重复排列，识别特异性由半位点间间隔序列长度决定，1bp对应RXR，2bp对应VDR，3bp对应T3R，4bp对应RAR。6.说明Ca2+在细胞信号转导系统中的作用。 2006年试题一、 名词解释1. Lineweaver-Burk plot2. Telomerase:端粒酶3. PrP c4. Ampholyte5. Recognition helix：螺旋-转折-螺旋基序，两段螺旋被一个-转角分开，其中一段为识别螺旋，直接与暴露在DNA大沟中碱基对接触结合，识别和结合的作用力包括氢键，离子键，范德华力等。识别螺旋只有几圈，圈数有三种情况，1圈螺旋，与DNA大沟垂直，2圈螺旋以广泛的角度与DNA大沟结合，3圈螺旋，与DNA大沟平行。其氨基酸残基可分三类：与DNA碱基接触的残基，主要是极性氨基酸；与DNA主链磷酸集团接触的残基，大多为碱性氨基酸；与蛋白质其他部分接触的残基，多为疏水性氨基酸残基。二、 问答题1. 结构分析显示，腺苷酸环化酶与DNA聚合酶有很高的同源性，从它们的催化反应性质你能提供进一步证据吗？AC是一种跨膜糖蛋白，其激活或抑制需要GTP和镁离子的存在，由五部分组成，Rs，Ri，C，Gs，Gi2. 把正在37条件下培养细菌转移到25培养。你认为细菌质膜中脂肪酸组成将会发生怎样的变化，请予解释3. 有人向动物注射用生长激素受体的胞外部分制备的抗体，发现也具有生长激素是效应。为什么？生长激素受体的胞外部分制备的抗体与动物体中的生长激素能形成抗原抗体复合物，使机体中生长激素水平下降，刺激脑垂体分泌大量的生长激素。4. 下表记录了某酶的分离纯化过程，请填写表格中的空格，并对结果进行分析评价纯化过程总蛋白（mg）总活性（单位）比活性（单位/mg）纯度得率粗提物200004，000，0002001100硫酸铵沉淀50003，000，000600DEAE-纤维素层析15001，000，000666分子筛层析500750，0001500亲和层析45675，00015005. Tm是核酸研究中普遍采用的物理参数。Tm值受哪些因素的影响？DNA复性的速度又受哪些因素的影响热变性一般发生在较窄的温度范围内发生，如以温度对紫外吸收作图，可得一S曲线，称熔解曲线，Tm是熔解曲线的中点，称熔点，熔解温度或转变温度。离子强度低时，Tm值偏低，熔点范围较窄，离子强度高时，Tm值升高，熔点范围宽。DNA的Tm值一般在70-85度间。DNA碱基组成的均一性，如果DNA分子组成十分均一，如由两条多聚A-T或多聚G-C组成的双链，其变性过程是同步的Tm范围较窄，表现为一条很陡的熔解曲线，反之，非均一性DNA分子，则Tm值围较宽。DNA分子中G+C含量，G-C含量高时，稳定，因为G-C间有三个氢键，A-T中只有两个氢键，故G-C含量高的DNA，Tm值也较高，亦较稳定。去除变性因素后，变性的DNA两条互补链可以重新结合起来，恢复到原来的双螺旋结构，此过程称DNA复性（DNA renaturation）或退火（Aennealing。）在一定条件下复性的速度变化可以用Cot值衡量，表示变性DNA最初浓度（bp，mol/l）,t为复性时间（秒）。即变性DNA最初浓度与复性时间的乘积。相同的分子越多，复性越容易，Cot值越小。简单序列的DNA分子复性很快，时间短；同一种DNA，当浓度大时，互补序列互相碰撞的机会增多，复性速度也快；DNA片段大时，扩散速度受限制，复性速度变快，加热变性，如果缓慢冷却，两条链可得到特异组合，恢复成双链。6. 有一个8肽序列为Ala-Val-Trp-Arg-Val-Lys-Ser。用胰蛋白酶水解之后，你选择用分子筛色谱，还是离子交换色谱来分离其水解产物，说明理由，如果用胰凝乳酶水解，其产物用哪种方法分离更好，为什么？7. 举例并简述原核生物通过影响新生mRNA的二级结构调节基因转录的机制8. 在动物（大鼠）的饥饿实验中，观察到三种“燃料”分子（A、B和C）在血浆中的浓度变化如图所示。它们可能是什么物质？解释它们在动物饥饿状况下的相互关系A酮体，B血糖，C脂肪酸。（P455）