简述DNA酶法测序的基本思路。

以待测DNA为模板，在四个反应管中构建DNA半保留复制体系，每管中除加入四种脱氧三磷酸核苷酸作为聚合酶底物外，还分别加入少量的一种双脱氧三磷酸核苷酸，一旦这个双脱氧核苷酸参入到延伸的多聚脱氧核苷酸中去，链的延伸就会终止。这样就会产生四套末端分别为所加双脱氧核苷酸的不同长度的成套DNA片段，通过高分辨率的电泳，能够将相差一个核苷酸的DNA片段分开，根据DNA片段长短排列顺序及其末端碱基就可读出待测DNA的碱基序列。（6分）

简述蛋白聚糖的结构特点和主要功能。

蛋白质含量较多，糖所占比例变动大，表现为蛋白质的特性 。糖蛋白的糖链与蛋白部分的Asn-X-Ser序列的天氡酰胺氮以共价键连接称N-连接糖蛋白；糖蛋白糖链与蛋白部分的丝/苏氨酸，羟 赖氨酸，羟脯氨酸残基的羟基相连，称为O-连接糖蛋白。（3分）
主要功能：
1）.在蛋白质分子正确折叠和亚基缔合中的作用（0.5分）
2）.对蛋白质的屏蔽效应 （0.5分）
3）.在糖蛋白细胞内分拣、投送和分泌中的作用（0.5分）
4）.对糖蛋白生物活性的影响（1分）
5）.在分子识别和细胞识别中的作用（0.5分）

为什么说端粒酶是一种逆转录酶？

端粒酶是一种含有RNA的酶，它以自身的RNA作为模板，在真核染色体线状DNA的5末端添加重复的片断，使端粒维持一定长度。因为它可以催化在RNA指导下合成DNA的反应，所以它是一种特殊的逆转录酶。（6分）

胞内第二信使Ca2+信号与cAMP信号产生和灭活的区别是什么？

cAMP的产生是位于细胞膜的腺苷酸环化酶被激活后，催化ATP生成的，而其灭活则是在 磷酸二酯酶的催化下转变成AMP；（3分）
Ca2+不能简单地产生和消失，不可能像cAMP那样通过酶催化生成或转化成其它分子，而是由细胞中复杂的转移Ca2+系统在特定的时空将其转移，形成Ca2+信号，应答外界刺激。（3分）

蛋白质凝胶过滤和超滤是一回事吗？请解释？

蛋白质凝胶过滤和超滤不是一回事（1分）。蛋白质凝胶过滤的固定相为多孔凝胶，是利用被分离混合物分子大小的不同，在流动相推动下穿过具有孔径大小不一的凝胶颗粒而达到分离的目的（2.5分）；超滤法是通过在溶液的表面施加一定的压力并通过一种特别的薄膜对溶液中各种溶质分子进行选择性过滤的一种纯化方法。最适合于生物大分子如蛋白质和酶的浓缩和脱盐，具有操作简便、成本低廉、分辨效率高等优点。（2.5分）
简述细胞信号转导的主要规律。
细胞信号传递途径是一个复杂的网络系统，胞间信号被靶细胞质膜或胞内的受体接收，通过跨膜信号转导系统传入胞内，然后由一系列蛋白质传递于效应分子，产生预定的生物学效应。这样的信号传递途径实际上是一个把原初信号逐级放大的级联系统，使得一种胞间信号的微弱刺激可以引发下游千百种酶和转录因子的活性改变，导致生物体内明显的生理变化。（6分）

为什么同工酶可以作为一种分子标记？试以超氧化物岐化酶的电泳方法为例阐述同工酶染色的原理及其优越性。

（1）同工酶是指催化相同的化学反应，但其蛋白质分子结构、理化性质和免疫性能等方面 存在差异的一组酶。同工酶一般是由两种或两种以上的亚基组成的纯聚体或杂交体，为这些不同的亚基编码的基因是等位基因或复等位基因。同工酶与代谢类型、个体发育及组织分化有密切关系，因此可以从同工酶的表现型变异直接推测其基因型的变异，有时可以反映DNA上一个碱基的微小变化。（6分）
（２）同工酶显色反应和酶催化的反应有关，只有含有所检测的酶的区域才会显色，所以同工酶染色不是一般的蛋白质染色，而是特异染色（1分）。如超氧化物岐化酶（SOD）同工酶电泳染色液中含有核黄素和氯化硝基四氮唑蓝（NBT）,核黄素在光照下产生氧自由基（O2-—），后者能使NBT由黄色氧化型转化为蓝色的还原型。由于SOD能够抑制O2- SOD的作用，因此电泳分离SOD后进行染色，凝胶上无SOD处应显示为蓝色，而有SOD处则无色透明（2分）。这种染色的优点在于灵敏性高，而且不用对酶进行分离纯化，用细胞提取液即可点样进行电泳分离（2分）。

绘出血红蛋白和肌红蛋白的氧合曲线图，根据各自氧合曲线的特点，对血红蛋白与肌红蛋白的结构与功能关系进行分析。

（1）血红蛋白和肌红蛋白的氧合曲线图（3分）：肌红蛋白的氧合曲线为一条双曲线。血红蛋白的氧合曲线为S形。

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（2）从结构上看：血红蛋白由2个α亚基、2个β亚基组成的四聚体，而肌红蛋白由一条肽链组成。肌红蛋白与血红蛋白的α亚基与β亚基一级结构有较高的同源性，肽链折叠的三维结构非常相似，两种蛋白质都含有血红素辅基，都能与氧进行可逆结合。（3分）
（3）血红蛋白的S氧合曲线是由于血红蛋白与氧结合存在别构效应，即在肺部高氧分压的环境中，血红蛋白的一个亚基与氧分子结合后产生构象改变。这种构象改变通过亚基间的相互作用，引起其他亚基也发生构象变化，使其他亚基转变为有利于与氧分子结合的构象，加速了其他亚基与氧分子的结合。这种效应使血红蛋白在肺部尽可能结合更多的氧分子，通过血液循环输送到各需要的组织器官中释放。执行运输氧的功能。而肌红蛋白即使在氧分压极低的条件下，仍然保持对氧分子的高亲和性。肌红蛋白通常位于组织中，接受血红蛋白释放的氧，起到储存氧的作用。（3分）
（4）四级结构的血红蛋白具有别构效应是只有三级结构的肌红蛋白所不具备的，蛋白质的结构是与其功能相适应的。（1分）

阐述氧化磷酸化偶联的机制，比较线粒体氧化磷酸化和叶绿体光和磷酸化的异同。

（1）氧化磷酸化偶联的机制可以用化学渗透学说和旋转催化理论来解释。
化学渗透假说解释了电子传递时释放的能量怎么样转化成储存在ATP分子中的活跃的化学能，认为电子传递的自由能驱动H+从线粒体基质跨过内膜进入到膜间隙，从而形成H+跨线粒体内膜的电化学梯度，这个梯度的电化学势驱动ATP的合成。
旋转催化理论则解释了ATP酶作用的机制。认为ATP合成酶β亚基有三种不同的构象，一种构象(L)有利于ADP和Pi结合，一种构象(T)可使结合的ADP和Pi合成ATP，第三种构象(O)使合成的ATP容易被释放出来。在ATP合成过程中，当H+流通过Fo单元返回基质时，触发了C亚基的旋转， C亚基带动g、e以至(ba)3复合物一起旋转，使a 和b亚基发生构象变化，从而导致ATP的合成。（7分）
（2）线粒体氧化磷酸化和叶绿体光和磷酸化具有相同的机理，都可以用化学渗透学说和旋转催化理论来解释，但是二者由于亚细胞结构的差异，线粒体内膜上ATP酶的头部在内膜内侧，而内囊体膜上ATP酶的头部在内囊体膜的外侧，所以质子流动的方向刚好相反。（3分）

试述细胞内蛋白质降解途径及其生物学意义。

细胞组织蛋白的胞内降解途径为：
（1）溶酶体(lysosome)途径：富含有在酸性条件下起作用的酶，能把经内吞摄入细胞的外源蛋白或经受体介导胞饮进入的激素和脂蛋白、铁传递蛋白、受体等长寿命蛋白迅速降解成肽和氨基酸．溶酶体中至少含有６０多种水解酶，包括多种组织蛋白酶（组织蛋白酶B、L、H、M、N、S、T、D、E）。（3分）
（2）泛肽（ubiguitin）途径：是真核细胞质中蛋白质降解的主要途径。该途径主要负责降解短寿命的和异常的蛋白质，也参与细胞质中一些长寿命蛋白质的缓慢周转。这个途径的作用与ATP的水解偶联。（2分）参与泛肽途径的酶和蛋白质包括泛素、蛋白酶体以及将泛素与降解蛋白连接的相关酶与蛋白质因子（泛肽活化酶，泛肽缀合酶，泛肽连接酶，泛肽链延伸因子，泛肽结合蛋白）（1分）26S蛋白酶体是由一个20S蛋白质复合体和两个19S蛋白质复合体组成。其中20S蛋白质复合体具有催化功能，19S蛋白质复合体具有调节功能。（1分）
（3）生物学意义：（3分）
①维持细胞内氨基酸代谢库的动态平衡
②参与细胞程序性死亡和储藏蛋白的动员
③蛋白质前体分子的水解裂解加工
④清除反常蛋白质免其累积
⑤控制细胞内关键蛋白的浓度，调节代谢或控制发育进程
⑥参与细胞防御机制

阐述核酸、蛋白质一级结构研究和大规模测序的必要性及其对生命科学发展的重大影响。

（1）核酸、蛋白质一级结构分别指其基本结构单位核苷酸和氨基酸的排列顺序，这种序列中包含了这两类生物大分子的基本信息，研究一级结构可获取核酸、蛋白质空间构象、生物学功能的大量信息。（5分）
（2)核酸、蛋白质序列的大规模测定产生大量的数据，催生了生物信息学，运用数学、计算机和生物学的工具，来阐明和理解大量数据所包含的生物学意义，使得生物学成为一门成熟的科学。（5分）

什么是第二信使学说？如果你在研究某种激素的作用机理时，你得到一种小分子物质，如何证明它是一种新的第二信使？

胞间信号分子（第一信使）与细胞膜上的受体识别并结合后，激活同在膜上的效应器（酶或离子通道），在细胞膜内侧催化生成一些化合物或引起离子的迁移，这些化合物或离子能引发胞内化学反应，最后产生相应的生理效应，称为第二信使。（5分）
证明它是一种新的第二信使的思路：（1）看它是否有迅速答应信号的能力，当信号出现时它即能产生，当信号消失即能随之消失；（2）考虑它的稳定性，是否有灭活的特定方式；（3）它不应参与代谢途径，也不应该是大分子合成的前体；（4）考虑作为第二信使应有信号放大作用。（5分）

有两个分离自细菌的DNA样品，它们各含32%和17%的腺嘌呤碱基。这两种细菌DNA四种碱基的比例各是多少？如果这两种细菌中的一种是来自温泉，哪一种应该是温泉菌，为什么？

根据碱基配对原则，DNA样品1的 A32%。T32%，G18%，C18%；DNA样品2的 A17%。T17%，G33%，C33%。（5分）
含DNA样品2的细菌应该是来自温泉。DNA分子中的G-C碱基对有三个氢键，而A-T碱基对只有二个氢键，一个DNA分子G-C含量高，解链温度（Tm）也高，对热稳定。温泉中生活的细菌在碱基组成上选择了高G-C含量，以适应高温的环境。（5分）
丙氨酸和甘氨酸都是R侧链不带电荷的氨基酸，且侧链较小，相互取代对酶活性中心性质影响不大；（5分）
在生理pH条件下，谷氨酸R侧链带正电荷，且侧链较大，其带正电荷的R侧链可能使酶蛋白的构象发生改变而导致酶活性的丧失，或者干扰了酶与底物结合。（5分）

设计一种基于PCR和末端终止法综合应用的DNA测序技术，写出设计原理和主要技术路线。

在PCR系统中加入测序引物、四种各有一种双脱氧三磷酸核苷酸（ddNTP）的底物，即可按sanger的双脱氧末端终止法进行DNA的测序；在染色体DNA中依次假如各测序引物和底物亦可完成整个基因组测序。（10分）
从大鼠肝脏分离到的一个酶有192氨基酸残基，并且已知它是由一个1440bp的基因编码的。解释这个酶的氨基酸残基数与它的基因的核苷酸对之间的关系。
要点1440bp /3(一个密码子代表一个氨基酸)=480个氨基酸（3分）；实际分泌的蛋白质为192个氨基酸，说明该基因为断裂基因，含有内含子（7分）。

试述mRNA、tRNA、rRNA在蛋白质生物合成中各具什么作用？

答：①mRNA是蛋白质生物合成过程中直接指令氨基酸掺入的模板，是遗传信息的载体。（3.5分）
②tRNA在蛋白质合成中处于关键地位，它不但为每个三联体密码子译成氨基酸提供接合体，还为准确无误地将活化的氨基酸运送到核糖体中mRNA模板上。（3.5分）
③tRNA的功能
（1）tRNA的接头(adaptor)作用
·3´-端上的氨基酸接受位点
· 识别氨酰- tRNA合成酶的位点
·核糖体识别位点
· 反密码子位点
（2）tRNA的突变与校正基因
(回复突变，reverse mutation)
④rRNA和多种蛋白质结合而成的一种大的核糖核蛋白颗粒，蛋白质肽键的合成就是在这种核糖体上进行的。（3分）

现有一蛋白质混合样品，已知其pI分别为4.1,5.3,6.5,9.0，欲用电泳法将其分离，试设计一实验方案，说明原理和主要操作步骤,并画出可能得到的电泳图谱。

答：①原理：根据混合样品中各组分的pI不同，选择在pH8.0溶液中，各组分所带电荷性质、电荷数量不同，其中pI为4.1,5.3,6.5的蛋白质均带负电，带负电量由少到多次序为pI6.5,5.3, 4.1， pI为9.0的蛋白质带正电，将混合样品点样在醋酸纤维薄膜的中央，在同一电场的作用下，各组分泳动的方向和速度各异，而达到分离鉴定各组分的目的。（5分）
②主要操作步骤：（3分）
(1)醋酸纤维薄膜和样品的预处理
(2)点样
(3)电泳
(4)染色
(5)鉴定
(6)电泳图谱（2分）

已知某酶的底物结合部位上有一个丙氨酸残基，一次定点突变时丙氨酸被甘氨酸取代，但酶活性没有受到影响；但在另一次突变中丙氨酸变成了谷氨酸，使该酶的活性明显丧失，请分析可能的原因。

丙氨酸和甘氨酸都是R侧链不带电荷的氨基酸，且侧链较小，相互取代对酶活性中心性质影响不大；（5分）
在生理pH条件下，谷氨酸R侧链带正电荷，且侧链较大，其带正电荷的R侧链可能使酶蛋白的构象发生改变而导致酶活性的丧失，或者干扰了酶与底物结合。（5分）
举例说明细胞膜受体介导细胞信号传导过程。
答 ：①离子通道型受体
②G-蛋白偶联型受体
③具有酶活性受体
以G-蛋白偶联型受体为例子说明
G蛋白偶联受体的信号转导途径由四部分组成：
a 细胞膜受体
b G蛋白
c 第二信使
d 效应物

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激素配体与G蛋白偶联受体结合后导致受体构象改变，其上与Gs结合位点暴露，受体与Gs在膜上扩散导致两者结合，形成受体-Gs复合体后，Gsα亚基构象改变，排斥GDP，结合了GTP而活化，α亚基从而与βγ亚基解离，同时暴露出与环化酶结合位点；α亚基与环化酶结合而使后者活化，利用ATP生成cAMP。cAMP产生后，与依赖cAMP的蛋白激酶（PKA）的调节亚基结合，并使PKA的调节亚基和催化亚基分离，活化催化亚基，催化亚基将代谢途径中的一些靶蛋白中的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，将其激活或钝化。这些被磷酸化共价修饰的靶蛋白往往是一些关键调节酶或重要功能蛋白，因而可以介导胞外信号，调节细胞反应。

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信号传导的终止是依赖于cAMP信号的减少完成的。在G蛋白活化一段时间后，α亚基上的GTP酶活性使结合的GTP水解为GDP,亚基恢复最初构象，从而与环化酶分离，环化酶活化终止，α亚基从新与βγ亚基复合体结合。这样减少了cAMP的产生，同时cAMP的磷酸二酯酶（PDE）的催化下降解生成5'-AMP。当cAMP信号终止后，靶蛋白的活性则在蛋白质脱磷酸化作用下恢复原状。

简述糖蛋白寡糖链的作用

糖蛋白的寡糖链不但能参与细胞识别和分子识别，还参与糖蛋白的分拣(sortins)和投送(toffickins)等细胞过程，这些都是寡糖链最重要的生物功。外寡糖链可以通过改变蛋白质的构象、聚合、降解、疏水性、电荷、溶解度、粘度、质量及大小，修饰蛋白质的理化性质。有关糖蛋白中寡糖链的理化效应的研究报道很多，其中最为典型的就是寡糖链对糖蛋白热力学性质的影响。 利用不同单糖衍生物的不同反应能力设定寡糖合成的程序；三种合成复杂型N-糖链的方法；以及利用工程化的蛋白酶连接糖肽和肽链合成糖蛋白，利用内含肽(intein)的特性，通用非酶的转肽反应合成糖蛋白，利用N-糖链的内切糖苷水解酶改造糖蛋白中原有的糖链 糖蛋白中的蛋白质是其生理功能的主要承担者，而糖链则对蛋白质的功能起修饰作用。这种修饰作用极其多样化，斯坦利（P. Stanley）指出，这种作用有两大类：分子内作用，如蛋白质的正确折叠、细胞内定位、生物活性、溶解度、抗原性、生物半寿期、蛋白酶敏感性等；分子间作用，如趋靶于溶酶体、趋靶于组织、细胞－细胞黏附和结合病原体等。归根结底，是糖影响着蛋白质的整体构象，从而影响由构象决定的所有功能。 虽然目前人们已知道糖链的作用经，但是糖链由于糖分子自身的结构特点，使得对糖的研究工作非常复杂，因此有关糖类生化的研究远落后于蛋白质和核酸的研究水平。

什么是结构域？简述结构域形成的结构意义和功能意义。

结构域（Structural Domain）是介于二级和三级结构之间的另一种结构层次。所谓结构域是指蛋白质亚基结构中明显分开的紧密球状结构区域，又称为辖区。多肽链首先是在某些区域相邻的氨基酸残基形成有规则的二级结构，然后，又由相邻的二级结构片段集装在一起形成超二级结构，在此基础上多肽链折叠成近似于球状的三级结构。对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个或多个在空间上可明显区分的、相对独立的区域性结构缔合而成三级结构，这种相对独立的区域性结构就称为结构域。对于较小的蛋白质分子或亚基来说，结构域和它的三级结构往往是一个意思，也就是说这些蛋白质或亚基是单结构域。结构域自身是紧密装配的，但结构域与结构域之间关系松懈。结构域与结构域之间常常有一段长短不等的肽链相连，形成所谓铰链区。不同蛋白质分子中结构域的数目不同，同一蛋白质分子中的几个结构域彼此相似或很不相同。常见结构域的氨基酸残基数在100～400个之间，最小的结构域只有40～50个氨基酸残基，大的结构域可超过400个氨基酸残基。
结构域实质上是二级结构的组合体，充当三级结构的构件。每个结构域分别代表一种功能。
蛋白质的活性部位或变构结构部位多位于裂隙处。由于结构域之间连接的柔韧性，每个结构域可进行较大幅度的相对运动，使裂隙开放或关闭，便于蛋白质分子与其他分子之间的相互作用，故这些部位往往是活性中心所在的部位，或是变构物结合的部位。
结构域（domain）是指在较大的蛋白质分子中形成的某些在空间上可以辨别的结构，往往是球状压缩区或纤维状压缩区。它们也既是结构单位，又是功能单位。例如免疫球蛋白的功能区就是结构域。
形蛋白的一条肽链，或以共价键相连的两条或多条肽链在空间结构上可以区分为若干个球状的子结构，其中的每一个球状子结构就被称为一个结构域。
同一个蛋白的各个结构域之间是以肽链相互链接的，而链接两个结构域的绝大多数都是单股肽链，只有在极个别的情况下会有少数的双股肽链联系不同的结构域。在X-射线衍射实验绘制的电子密度图中，可以清楚地看到有些球状蛋白地的部存在一些裂隙，这些裂隙就是各个结构域之间的链接部分，结构域之间的链接虽然是松散的，但他们仍然属于同一条肽链，靠肽链链接这一点和蛋白质的各个亚基之间依靠非键相互作用维系结构有着本质的区别。
　　结构域在空间上具有临近相关性即在一级结构上相互临近的氨基酸残基，在结构域的三维空间结构上也相互临近，在一级结构上相互远离的氨基酸残基，在结构域的空间结构上也相互远离，甚至分别属于不同的结构域。
结构域与蛋白质完成生理功能有着密切的关系，有时几个结构域共同完成一项生理功能，有时一个结构域就可以独立完成一项生理功能，但是一个结构不完整的结构域是不可能产生生理功能的。因此结构域是蛋白质生理功能的结构基础，但必须指出的是，虽然结构域与蛋白质的功能关系密切，但是结构域和功能域的概念并不相同。

简述Na+ . K+ - ATPase作用的机理

Na+/K+泵是动物细胞中由ATP驱动的将Na+ 输出到细胞外同时将K+输入细胞内的运输泵，又称Na+泵或Na+/K+交换泵。实际上是一种Na+ /K+ ATPase。Na+ /K+ ATPase是由两个大亚基(α亚基)和两个小亚基(β亚基)组成。α亚基是跨膜蛋白，在膜的内侧有ATP结合位点，细胞外侧有乌本苷(ouabain)结合位点;在α亚基上有Na+和K+结合位点。
Na+/K+ ATPase运输分为六个过程: ①在静息状态，Na+/K+泵的构型使得Na+ 结合位点暴露在膜内侧。当细胞内Na+浓度升高时，3个 Na+ 与该位点结合；② 由于Na+的结合，激活了ATP酶的活性，使ATP分解， 释放ADP，α亚基被磷酸化; ③由于α亚基被磷酸化， 引起酶发生构型变化， 于是与Na+ 结合的部位转向膜外侧，并向胞外释放3个Na+ ；④膜外的两个K+同α亚基结合; ⑤ K+ 与磷酸化的Na+/K+ ATPase结合后， 促使酶去磷酸化;⑥ 去磷酸化后的酶恢复原构型， 于是将结合的K+ 释放到细胞内。每水解一个ATP， 运出3个Na+ ， 输入2个K+ 。Na+ /K+泵工作的结果，使细胞内的Na+浓度比细胞外低10～30倍，而细胞内的K+浓度比细胞外高10～30倍。由于细胞外的Na+浓度高，且Na+是带正电的，所以Na+ /K+泵使细胞外带上正电荷。

简述蛋白聚糖的结构特点和主要功能。

蛋白聚糖（proteoglycan） 也叫蛋白多糖 一种长而不分支的黏多糖为主体，在糖的某些部位上共价结合若干肽链而生成的复合物。
氨基聚糖可根据其二糖单位的组成、结构及糖－肽连接方式大致分为五种：透明质酸（HA）、硫酸软骨素(CS)、硫酸皮肤素(DS)、肝素(HEP)和硫酸乙酰肝素（或称硫酸类肝素,HS）以及硫酸角质素(KS)。
氨基聚糖及蛋白聚糖是细胞外基质的重要成分之一。可与细胞外基质中的胶原、 纤粘连蛋白、 层粘连蛋白及弹性蛋白结合，构成具有组织特性的细胞外基质。像胶原一样，不同组织的细胞外基质中含有不同类型、不同含量的氨基聚糖及蛋白聚糖，并与其功能相适应。例如，软骨及长骨的骨骺含较多硫酸软骨素蛋白聚糖。硫酸软骨素的保水性（由糖基的多羟基及多阴离子决定）使其占据一定的空间,具有一定的容量,这对于骨骺的生长板尤其重要。硫酸软骨素蛋白聚糖的缺乏或硫酸软骨素的硫酸化不足均可缩减骺板的体积，从而导致肢体发育短小和畸形。氨基聚糖的多阴离子可结合二价阳离子（如Ca2+）,这对组织的钙化，尤其是骨盐的沉积有重要作用。角膜中的蛋白聚糖主要含硫酸角质素及硫酸皮肤素，且蛋白质的含量较高,在角膜基质的构建及维持上有重要作用,从而使角膜基质具有光透明性。细胞外基质中的各种成分（包括氨基聚糖及蛋白聚糖）彼此交联，形成孔径不同或电荷密度不同的凝胶，不但使细胞外基质连成一体，而且可以作为控制分子及细胞通过的筛网。这在肾小球及脉管基膜尤其重要。
　　透明质酸的合成在发育中及创伤修复中的组织内特别旺盛。 它可促进细胞迁移及增殖， 并阻止细胞分化。当细胞迁移达到特定的部位或增殖达到足够的数量时，透明质酸酶便将其降解。因此透明质酸的作用似乎是防止细胞过早的分化。在组织分化及成熟阶段，透明质酸含量逐渐降低，同时伴有其他硫酸化氨基聚糖成分的增多。在不同的组织内增加的硫酸化氨基聚糖种类不同。这些具有组织特点的氨基聚糖又可稳定分化表型。这已在软骨形成及角膜上皮分化中得到证明。
　　哺乳类动物组织中的氨基聚糖的种类及含量随生长、发育及年龄而变动。例如,胚胎发育早期,皮肤中的氨基聚糖几乎全部由透明质酸及硫酸软骨素组成。3 个月胎儿的皮肤中透明质酸及硫酸软骨素的含量为成人者的20倍,5个半月的胎儿为5倍，足月胎儿为2倍。在胚胎发育过程中胶原纤维逐渐形成，它们的一部分又逐渐被硫酸皮肤素取代。至70岁以后胶原纤维周围的氨基聚糖含量显著降低，同时硫酸皮肤素所占的比重显著增加。关节软骨中的蛋白聚糖亦随年龄的增长出现量与质的改变：总量逐渐减少,硫酸角质素逐渐取代硫酸软骨素,糖所占比重下降，蛋白质所占比重相对增加，从而导致组织的保水能力及弹性减弱。可见，氨基聚糖及蛋白聚糖与老化过程有关。
某些氨基聚糖可与血浆蛋白结合。例如，肝素可与凝血相关的几种凝血因子（如因子Ⅹ及凝血酶）及抗凝血酶Ⅲ(血浆α2糖蛋白)结合，从而抗凝血。动脉壁内膜的硫酸皮肤素蛋白聚糖可与血浆低密度脂蛋白结合。其结合作用可能主要由静电引力造成，因为低密度脂蛋白的载脂蛋白apo-B带正电荷,可直接被带负电荷的硫酸皮肤素吸引。此外，脂蛋白中的磷脂所带的负电荷可借助于Ca2+而与氨基聚糖的阴离子基团结合,此与动脉粥样硬化的形成有关。除血浆蛋白外，肝素还可与毛细血管壁上的脂蛋白脂肪酶结合，从而将之释入血循环。脂蛋白脂肪酶可分解甘油三酯，因而使血脂降低。
简述糖蛋白的结构特点和主要功能。
糖蛋白（glycoprotein）是分支的寡糖链与多肽链共价相连所构成的复合糖，主链较短，在大多数情况下，糖的含量小于蛋白质。同时，糖蛋白还是一种结合蛋白质，糖蛋白是由短的寡糖链与蛋白质共价相连构成的分子。
糖蛋白的糖肽连接键，简称糖肽键。糖肽链的类型可以概况为：
　　① N-糖苷键型：寡糖链（GlcNAC的β-羟基）与Asn的酰胺基、N-未端的a-氨基、Lys或Arg的W-氨基相连
　　② O-糖苷键型：寡糖链（GalNAC的α-羟基）与Ser、Thr和羟基赖氨酸、羟脯氨酸的羟基相连。
　　③ S-糖苷键型：以半胱氨酸为连接点的糖肽键。
④ 酯糖苷键型：以天冬氨酸、谷氨酸的游离羧基为连接点。

其主要生物学功能为细胞或分子的生物识别
简述信号肽的特点和转运机制。
信号肽具有两个特点：1）位于分泌蛋白前体的N-端2）引导分泌蛋白进入膜以后，信号肽将被内质网腔内的信号肽酶切除
信号肽的转运机制：信号肽运作的机制相当复杂，有关组分包括信号肽识别颗粒（SRP）及其受体、信号序列受体（SSR）、核糖体受体和信号肽酶复合物。信号肽发挥作用时，首先是尚在延伸的、仍与核糖体结合的新生肽链中的信号肽与SRP结合，然后通过三重结合（即信号肽与SSR的结合、SRP及其受体结合、核糖体及其受体的结合）。当信号肽将新生肽链引导进入内质网腔内后，在信号肽酶复合物的作用下，已完成使命的信号肽被切除。
生物膜主要有哪些生物学功能？任举一例说明膜结构与功能的密切关系。
生物膜的生物学功能可以概括如下：1）区域化或房室化2）物质的跨膜运输3）能量转换（氧化磷酸化）4）细胞识别

研究蛋白质一级结构有哪些意义？

蛋白质的一级结构即多肽链中氨基酸残基的排列顺序（N端—C端）是由基因编码的，是蛋白质高级结构的基础，因此一级结构的测定成为十分重要的基础研究。一级结构的特定的氨基酸序列决定了肽链的折叠模式，从而决定其高级结构，从而决定其功能。
一级结构的种属差异与分子进化（细胞色素C）；一级结构的变异与分子病（镰刀状红细胞）
蛋白质特定构象形成的原因是什么？环境因素对蛋白质构象形成有无影响？为什么？
蛋白质特定构象形成的驱动力有R-侧链基团间的相互作用；肽链与环境水分子的相互作用；天然构象的形成过程是一个自发的过程。环境因素对蛋白质构象形成有影响，因为维持蛋白质高级结构的主要是氢键、范得华力、疏水作用和盐键等次级键，环境因素会影响这些作用力的形成和大小，从而影响蛋白质构象的形成。

试比较光合磷酸化和氧化磷酸化能量转化机制的异同。

光合磷酸化的能量是来自光能的激发，是储存能量；氧化磷酸化能量是来自底物的分解，释放能量。
激素受体有哪两大类？试比较其信号转导机制。

含氮激素作用机制的第二信使学说：激素是第一信使，它可与靶细胞膜上具有立体构型的专一性受体结合，结合后激活膜上的腺苷酸环化酶系统，在mg+存在的情况下腺苷酸环化酶促使ATP转化为cAMP，cAMP使无活性的蛋白激酶PKA激活，促使细胞内多种蛋白质发生磷酸化反应，从而引起靶细胞各种生理生化反应。

类固醇激素作用机制的基因表达学说：类固醇激素分子小、呈脂溶性，因此可透过细胞膜进入细胞。在进入细胞之后，先于细胞内的胞浆受体结合，形成激素-胞浆受体结合物而进入细胞核内，再与核内受体结合，形成激素-核内受体复合物从而激发DNA的转录过程，生成新的mRNA,诱导蛋白质的合成，引起相应的生物效应。
分子筛层析和SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳皆可用于测定蛋白质分子量，其原理有何差异？各自特点和适用范围。
分子筛层析，又称凝胶层析、排阻凝胶层析、凝胶过滤，利用凝胶把物质按分子大小不同进行分离的一种方法。由于被分离物质的分子大小（直径）和形状不同，洗脱时，大分子物质由于直径大于凝胶网孔而不能进入凝胶内部，只能沿着凝胶颗粒间的孔隙，随溶剂向下移动，因此流程短，首先流出层析柱，而小分子物质，由于直径小于凝胶网孔，能自由进入胶粒网孔，使之洗脱时流程增长，移动速度变慢而后流出层析柱。可用于测定氨基酸，脱盐和浓缩，分离提纯生物大分子，除去热源物质
SDS-PAGE，SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理是当SDS与蛋白质结合后，蛋白质分子即带有大量的负电荷，并远远超过了其原来的电荷，从而使天然蛋白质分子间的电荷差别就降低乃至消除了，与此同时蛋白质在SDS作用下结构变得松散，形状趋向一致，所以各种SDS-蛋白质复合物在电泳时产生的脉动率差异，就反映了分子量的大小。
可用于测PH值和蛋白质的亚基数

什么是受体？有何特征和类别？简述一种分离提纯受体的方法、原理。

受体是细胞内或细胞表面的一种天然分子，可以识别并特异地与有生物活性的化学信号分子（配体）结合，从而激活或启动细胞内一系列生物化学反应最后导致该信号物质特定的生物效应。绝大多数受体为蛋白质，极少数是非蛋白受体。受体与配体结合具有特异性、亲和性、饱和性。受体分为细胞内受体（甾醇类激素）和细胞外受体（离子型通道受体、G蛋白偶联型受体、具有酶活性的受体）。分子克隆技术提取微量受体：从细胞中提取所有微量mRNA逆转录成cDNA，将其重组入载体质粒子，继而让其转染缺乏受体的培养细胞群，其中少数细胞可能还有能编码受体所需的cDNA，并表达成表面受体。

什么是双信使信号转导系统，试述胞外信息通过该系统在胞内得以传递的机制。

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激素通过结合到细胞表面的膜受体上，激活G蛋白，G蛋白开启磷酯酶C（PLC）的活性，从而使磷酸酰肌醇（PIP2）分解为肌醇三磷酸（IP3）和二酰甘油（DG）。
1）DG进一步活化PKC，促使靶蛋白中的Thr和Ser残基磷酸化，最终改变一系列酶的活性，引起生理生化反应。
2）IP3则作用于内质网膜受体，打开Ca+离子通道，升高胞质内【Ca+】，
a. Ca+的释放改变CaM和其他钙传感器的构象，使之变得更容易与靶蛋白结合，改变靶蛋白的生物活性，从而完成激素的联级放大作用，在多种细胞内引起广泛的生理效应
b. Ca+的释放也活化了PKC，从而改变一系列酶的活性，引起生理生化反应。

试述三种直接或间接的方法，以证明某种外源基因已在转基因生物中存在或表达。

1） 载体特征的直接筛选：通常载体都带有可选择的遗传标志，最常用的有抗药性标记、营养标记和显色标记。对噬菌体而言，噬菌斑的形成则是其自我选择的结果。
2） 差别杂交或扣除杂交法分离克隆基因：扣除杂交就是用一般细胞的cDNA与特殊细胞的cDNA杂交先扣除一般共有的cDNA，再将剩余的特异的cDNA进行克隆。
3） 免疫学方法：用放射性固定酶或发光物质标记抗体，可以十分灵敏检测到外源基因的存在或表达。
4） 细菌菌落或噬菌斑的原位杂交：细菌菌落——复印至硝酸纤维素膜上——aOH使菌体裂解，DNA变性，然后中和——单链DNA结合到膜上——32P-cDNA杂交¬——放射自显影——与放射性cDNA 杂交的菌斑。
某天然九肽，其组成为：Gly2、Phe2、Tyr1、Met1、Asp1、Arg1、Pro1，经胰凝乳蛋白酶水解后可分得一个五肽和一个四肽，四肽的组成为Phe1、Tyr1、 Gly1和Pro1。此九肽的CNBr处理产物再经阳离子交换树脂层析并洗脱得一个组成为Arg1、Phe1、Gly1的三肽，此九肽经胰蛋白酶水解可得Phe，如用FDNB反应后再水解得DNP-Tyr。请写出这九肽的全顺序，并阐述解析过程。Tyr---- o o -Phe - Asp -Met- Gly -Arg-Phe

什么是核酶和抗体酶？它们和酶有什么不同？

核酶，把对RNA具有催化活性的RNA叫做核酶，化学本质为RNA，一般酶化学本质为蛋白质。
抗体酶，又称催化抗体，是指通过一系列生物化学技术方法制备出的具有催化活性的抗体，，它除了具有相应的免疫学性质外还具有类似于酶能催化某种活化反应的性质，在一般酶基础之上还具有相应免疫学性质。

试分析同源细胞色素C结构的种属差异和保守性，阐明其结构和功能的统一性。

对比不同有机体中表现同一功能的蛋白质的氨基酸序列，结果发现它们不仅长度相同或相近，而且其中许多位置的氨基酸对于不同种属来说都相同，称为不变残基，其他部位的残基对于不同种属则有相当大的变化，称为可变残基。同源蛋白质的氨基酸序列中的这种相似性被称为顺序同源性。不变残基对于同源蛋白质的功能是必须的，可变残基的变化虽不影响蛋白质的功能，却反映了这些种属在系统上的联系，
细胞色素C三级结构的保守性。35个不变的AA残基，是细胞色素C的生物功能所不可缺少的。其中有的可能参加维持分子构象，有的可能参与电子传递，有的可能参与“识别”并结合细胞色素C还原酶和氧化酶。

细胞表面受体主要有哪些类型？各具有什么特点，作用机理有何区别？

离子通道性蛋白（配体闸门通道）： 配体结合----通道打开
G-蛋白偶联型受体： 配体结合----受体构象发生改变--------G蛋白激活-------靶酶激活
具有酶活性的受体： 配体结合------酶激活

叙述血红蛋白的结构特征。这种结构和它的功能有什么关系？血红蛋白和氧的结合受哪些因素的影响？

人体内的血红蛋白由四个亚基组成，分别为两个α亚基和两个β亚基，自动组装成α2β2形态。血红蛋白的每个亚基由一条肽链和一个血红素分子构成，肽链盘绕折叠成球形，把血红素分子包在里面（这条肽链盘绕成的球形结构又叫珠蛋白），血红素分子是一个具有卟啉结构的小分子，在其中心有一个亚铁离子。
血红蛋白与氧结合：首先，一个氧分子与血红蛋白中的一个亚基结合，与氧结合之后的珠蛋白结构发生变化，造成整个血红蛋白结构的变化，这种变化使得第二个氧分子相比于第一个氧分子更容易寻找到血红蛋白的另一个亚基结合，而它的结合会进一步促使第三个氧分子的结合，以此类推，直至构成血红蛋白的四个亚基分别与四个氧分子结合。在组织内释放氧的过程也是这样，一个氧分子的离去会刺激另一个的离去，直至完全释放所有的氧分子。

什么是遗传信息传递的中心法则？你认为用中心法则描述的遗传信息传递规律还有哪些问题有待补充？为什么说朊病毒的发现是对此法则的挑战？

目前普骗认为遗传信息不能从蛋白质流向核酸，但是DNA是否可以不经过RNA直接作为指令蛋白质合成的模板，尚待实验证明。
Prion朊病毒是一类高度保守的糖蛋白，其广泛表达于脊椎动物，且与神经系统功能的维持、淋巴细胞信号转导、核酸代谢等有关；当其发生构象改变之后可变成致病性朊病毒（PrPsc），PrPsc 可引起包括疯牛病在内的一系列致死性神经变性疾病（统称prion病）。
以α螺旋为主的对蛋白酶敏感的不具有感染能力的PrPC转变成以β片层为主的对蛋白酶抵抗的具有感染能力的不溶性PrPSc 。少量PrPsc与细胞PrPC结合后,以PrPsc为模板，使PrPC发生明显构象改变而转变为PrPsc，从而达到PrPsc传染扩增的目的,最后使PrPC全部转变成不溶性的PrPsc，脑组织形成淀粉样斑块直至死亡
迄今，人类已发现的传染病病原体都含有核酸，它们的扩增繁殖都遵循遗传信息流的中心法则。而PrPsc不含核酸，它是通过与PrPc相互作用，诱导其变构而转变成PrPsc，从而实现自身增殖,其增殖过程不涉及核酸复制，可见这与中心法则明显相左。

什么是第二信使假说？如果你在研究某种激素的作用机理时，你得到一种小分子物质，如何证明它是一种新的第二信使？

激素与受体结合，使G蛋白活化，进而再使ACase活化，催化ATP形成cAMP，作为第二信使的cAMP再经一系列的相关反应级联放大，即先激活细胞内的蛋白激酶，再进一步诱发各种功能单位产生相应的反应。cAMP起着信息的传递和放大作用，激素的这种作用方式叫做第二信使假说。
胞内信号分子是胞间信号被细胞表面受体接受后，激活同样处于膜上的酶或离子通道而产生的，这样才能完成跨膜的信号转换，最后导致细胞反应，如果我们把胞间信号分子作为第一信使，则细胞内信号分子正是充当了第二信使的作用。

阐述生物信息学的介入对核酸、蛋白质结构与功能研究的影响。

生物信息学把基因组ＤＮＡ序列信息分析作为源头,在获得了蛋白质编码区的信息之后进行蛋白质空间结构模拟和预测，同时用高性能电脑对已知蛋白质序列和三维结构进行收集、整理、存储、发布和分析，预测其功能，依据特定蛋白质的功能进行必要的药物设计。因此在基因组研究时代，基因组信息学、蛋白质的结构模拟及功能研究，以及药物设计必然有机地连接在一起，它们是生物信息学的三个重要组成部分。

何谓guanylate binding protein?请写出其亚基组成、主要类型及各类型主要功能，并用箭头图示 guanylate binding protein偶联的受体信号传递途径。

G 蛋白:一般是指一类与膜受体偶联的异三聚体结合蛋白，其具有和GTP结合并催化GTP水解成GDP的能力，由α、β、γ三个亚基组成，可充当细胞膜上受体和靶酶之间的信号传递体。
①Gs：能活化腺苷酸环化酶(ACase)
②Gi、Go、Gt系列：Gi：抑制ACase、电位门控Ca2+通道和磷脂酰肌醇专一的PLC，活化K+通道和Na+通道等； Go：抑制神经元Ca2+通道 Gt：活化cGMP专一的PDE
③GQ系列：活化磷脂酰肌醇专一的PLC
④G12系列：功能不详，可能和活化JNK、Na+/K+交换系统和活化立早基因 转录有关

阐述 DNA指纹法(fingerprintting)为什么可用于不同个体基因组的比较？

DNA指纹法是指：由限制性内切酶把很大的DNA分子降解成很多长短不同的较小片段，其数目和长度反映了限制性内切酶的切点在DNA分子上的分布，它能作为某DNA或含有这种DNA生物所特有的“指纹”。因为不同个体的等为基因之间碱基代换、重排、插入、缺失等都会引起这种“指纹的多态性。

有一个七肽，经分析它的氨基酸组成是：Lys,Gly,Arg,Phe,Ala,Tyr,Ser。此肽未经胰凝乳蛋白酶处理时，与FDNP反应不产生DNP-氨基酸。经胰凝乳蛋白酶(Phe,Tyr,Trp)处理后，此肽断裂成两个肽段，其氨基酸组成分别为Ala，Tyr，Ser和Gly，Phe，Lys，Arg。这两个肽段分别与FDNP反应，可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys。此肽与胰蛋白酶（Lys,Arg）反应，同样能生成两个肽段，它们的氨基酸组成分别是Arg,Gly和Phe,Tyr,Lys,Ser,Ala。试问此七肽的一级结构是怎样的？给出分析过程。，并阐述理由。

1）此肽未经胰凝乳蛋白酶处理时，与FDNP反应不产生DNP-氨基酸：此肽为环肽
2）胰凝乳蛋白酶处理后，此肽断裂成两个肽段，其氨基酸组成分别为Ala，Tyr，Ser和Gly，Phe，Lys，Arg：
（Ala-Ser）- Tyr或 （Ser- Ala）-Tyr
（）- Phe
3）两个肽段分别与FDNP反应，可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys：
两个肽链的N末端为Ser-和Lys-
4)可以得出这两个肽链为：
Ser-Ala- Tyr；Lys-（）- Phe
5）胰蛋白酶反应，能生成两个肽段，它们的氨基酸组成分别是Arg,Gly和Phe,Tyr,Lys,Ser,Ala：
Gly-Arg；（）- Lys
6）根据以上可得：Lys-Gly-Arg- Phe；Ser-Ala- Tyr- Lys
所以推出：环肽Ser-Ala- Tyr – Lys--Gly-Arg- Phe

阐述蛋白质结构层次性的现代概念、维持各结构的作用力及稳定这些结构的因素。

一级结构：指氨基酸序列，主要作用力是氢键和二硫键；
二级结构：是太链主链不同肽段通过自身的相互作用、形成氢建，沿某一主轴盘旋折叠形成的局部空间结构。
超二级结构，在蛋白质分子中，特别是球状蛋白质中，由若干相邻的二级结构单元（即α—螺旋、β—折叠片和β—转角等）彼此相互作用组合在一起，，形成有规则、在空间上能辨认的二级结构组合体，充当三级结构的构件单元，称超二级结构。
结构域，对于较大的蛋白质分子或亚基，多肽链往往由两个或两个以上相对独立的三维实体缔合而成三级结构，这种相对独立的三维实体称结构域。现在,结构域的概念有三种不同而又相互联系的涵义:即独立的结构单位、独立的功能单位和独立的折叠单位。
三级结构，具有明显的而丰富的的折叠层次；装配紧密的球状或椭圆状；具有疏水的内核和亲水的表面；分子表面有一低介电区域空穴。
四级结构,在体内有许多蛋白质含有2条或2条以上多肽链，才能全面地执行功能。每一条多肽链都有其完完整的三级结构，称为亚基（subunit），亚基与亚基之间呈特定的三维空间分布，并以非共价键相链接，这种蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构（Quaternary structure）。
一级结构 肽键(共价键)...
二级结构 氢键...
三级结构 离子键 疏水作用 碱基堆积力..,
四级结构 疏水作用 二硫键 离子键...

蛋白质的哪些性质可以被利用来对其进行分离纯化？概述据这些性质发展的方法。

①根据分子大小不同进行分离纯化
蛋白质是一种大分子物质,并且不同蛋白质的分子大小不同,因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开,并使蛋白质混合物也得到分离。根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中,再浸入透析液进行分离。超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜,而蛋白质被截留在半透膜上的过程。这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。它们经常和盐析、盐溶方法联合使用,在进行盐析或盐溶后可以利用这两种方法除去引入的无机盐。由于超滤过程中,滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞,以致超滤速度减慢,截流物质的分子量也越来越小。所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜,也可以选择切向流过滤得到更理想的效果
离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度(区带)离心。常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。凝胶过滤也称凝胶渗透层析,是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时,比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构,而被排阻在凝胶珠之外,随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流出柱外;反之,比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。目前常用的凝胶有交联葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖凝胶等。
②根据溶解度不同进行分离纯化
影响蛋白质溶解度的外部条件有很多,比如溶液的pH值、离子强度、介电常数和温度等。但在同一条件下,不同的蛋白质因其分子结构的不同而有不同的溶解度,根据蛋白质分子结构的特点,适当地改变外部条件,就可以选择性地控制蛋白质混合物中某一成分的溶解度,达到分离纯化蛋白质的目的。常用的方法有等电点沉淀和pH值调节、蛋白质的盐溶和盐析、有机溶剂法、双水相萃取法、反胶团萃取法等。
等电点沉淀和pH值调节是最常用的方法。每种蛋白质都有自己的等电点,而且在等电点时溶解度最低;相反,有些蛋白质在一定pH值时很容易溶解。因而可以通过调节溶液的pH值来分离纯化蛋白质。
蛋白质的盐溶和盐析是中性盐显著影响球状蛋白质溶解度的现象,其中,增加蛋白质溶解度的现象称盐溶,反之为盐析。应当指出,同样浓度的二价离子中性盐,如MgCl2、(NH4)2SO4对蛋白质溶解度影响的效果,要比一价离子中性盐如NaCl、NH4Cl大得多。利用盐溶和盐析对蛋白质进行提纯后,通常要使用透析或者凝胶过滤的方法除去中性盐.有机溶剂提取法的原理是:与水互溶的有机溶剂(如甲醇、乙醇)能使一些蛋白质在水中的溶解度显著降低;而且在一定温度、pH值和离子强度下,引起蛋白质沉淀的有机溶剂的浓度不同,因此,控制有机溶剂的浓度可以分离纯化蛋白质。
萃取是分离和提纯有机化合物常用的一种方法,而双水相萃取和反胶团萃取可以用来分离蛋白质。双水相萃取技术(Aqueous two phase extraction,ATPE)是指亲水性聚合物水溶液在一定条件下形成双水相,由于被分离物在两相中分配的不同,便可实现分离,被广泛用于生物化学、细胞生物学和生物化工等领域的产品分离和提取。此方法可以在室温环境下进行,双水相中的聚合物还可以提高蛋白质的稳定性,收率较高。对于细胞内的蛋白质,需要先对细胞进行有效破碎。目的蛋白常分布在上相并得到浓缩,细胞碎片等固体物分布在下相中。采用双水相系统浓缩目的蛋白,受聚合物分子量及浓度、溶液pH值、离子强度、盐类型及浓度的影响。
反胶团萃取法是利用反胶团将蛋白质包裹其中而达到提取蛋白质的目的。反胶团是当表面活性剂在非极性有机溶剂溶解时自发聚集而形成的一种纳米尺寸的聚集体。这种方法的优点是萃取过程中蛋白质因位于反胶团的内部而受到反胶团的保护。
③ 根据电荷不同进行分离纯化
根据蛋白质的电荷即酸碱性质不同分离蛋白质的方法有电泳和离子交换层析两类。
在外电场的作用下,带电颗粒(如不处于等电点状态的蛋白质分子)将向着与其电性相反的电极移动,这种现象称为电泳。聚丙烯酰胺电泳是一种以聚丙烯酰胺为介质的区带电泳,常用于分离蛋白质。它的优点是设备简单、操作方便、样品用量少。等电聚焦是一种高分辨率的蛋白质分离技术,也可以用于蛋白质的等电点测定。利用等电聚焦技术分离蛋白质混合物是在具有pH梯度的介质中进行的。在外电场作用下各种蛋白质将移向并聚焦在等于其等电点的pH值梯度处形成一个窄条带。
离子交换层析(Ion exchange chromatography,IEC)是以离子交换剂为固定相,依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。离子交换层析中,基质由带有电荷的树脂或纤维素组成。带有正电荷的为阴离子交换树脂;反之为阳离子交换树脂。离子交换层析同样可以用于蛋白质的分离纯化。当蛋白质处于不同的pH值条件下,其带电状况也不同。阴离子交换基质结合带有负电荷的蛋白质,被留在层析柱上,通过提高洗脱液中的盐浓度,将吸附在层析柱上的蛋白质洗脱下来,其中结合较弱的蛋白质首先被洗脱下来。反之阳离子交换基质结合带有正电荷的蛋白质,结合的蛋白可以通过逐步增加洗脱液中的盐浓度或是提高洗脱液的pH值洗脱下来。另外,离子交换层析还用于抗凝血蛋白的提取.
④利用对配体的特异亲和力进行分离纯化
亲和层析是利用蛋白质分子对其配体分子特有的识别能力(即生物学亲和力)建立起来的一种有效的纯化方法。它通常只需一步处理即可将目的蛋白质从复杂的混合物中分离出来,并且纯度相当高。应用亲和层析须了解纯化物质的结构和生物学特性,以便设计出最好的分离条件。近年来,亲和层析技术被广泛应用于靶标蛋白尤其是疫苗的分离纯化,特别是在融合蛋白的分离纯化上,亲和层析更是起到了举足轻重的作用,因为融合蛋白具有特异性结合能力。亲和层析在基因工程亚单位疫苗的分离纯化中应用也相当广泛。

试述蛋白质分子中氨基酸顺序与蛋白质三维构象的关系。

蛋白质一级结构又称化学结构（primary structure），是指氨基酸在肽键中的排列顺序和二硫键的位置，肽链中氨基酸间以肽键为连接键。蛋白质的一级结构是最基本的结构，它决定了蛋白质的二级结构和三级结构，其三维结构所需的全部信息都贮存于氨基酸的顺序之中。

抗体酶的制备，抗体酶研究的应用前景

抗体酶是一种具有催化活性的免疫球蛋白，它既有抗体的高度选择性，又有酶的高效性。因此它的发现不仅提供了研究生物催化过程的新途径，而且能为生物学、化学和医学提供具有高度特异性的人工生物催化剂，并可以根据需要使人们获得具有某些不能被酶催化或较难催化的化学反应催化剂。抗体酶的出现，意味着有可能出现简单有效的方法，从而人们可凭主观愿望来设计蛋白质。这一发现是利用生物学和化学成果在分子水平上交叉渗透研究的产物。
抗体酶的制备方法
①拷贝法
拷贝法是首先将已知酶作为抗原免疫动物，获得抗酶的抗体，再以该抗酶的抗体免疫动物进行单克隆化，以获得单克隆的抗抗体，用合适的方法对抗抗体进行筛选，就可得到具有已知酶活性的抗体酶。
酶—→第一次免疫小鼠—→获得抗酶的抗体—→第二次免疫小鼠——单克隆化→抗体酶
②引入法
利用基因工程、蛋白质工程方法将催化基因引入到已有底物结合能力的抗体的抗原结合位点上，也可制备出催化抗体。具体的方法是通过人工合成出能表达催化抗体的基因，然后将编码的基因转入细菌或酵母菌的表达系统，采用定点突变技术将特定的氨基酸残基引入抗原结合部位，使其获得催化功能，经筛选纯化后制备出催化酶。也可以采用选择性化学修饰的方法将人工合成或者是天然存在的催化基因引入到抗体的抗原结合部位。将抗体的结合部位引入催化基团是增加催化效率的关键，引入功能基因的方法一般有两种：①利用部位选择性试剂，用类似亲和标记的方法定向地将催化基团引入抗体。②用DNA重组技术和蛋白质工程技术改变抗体的亲和性和专一性，引入酸、碱催化基团或亲核体，使用这类方法的另一关键在于要事先对抗体的结构有所了解，确定过程化抗体的目标。
③诱导法
半抗原诱导法是抗体酶制备的主要方法。该法是以预先设计的过渡态类似物作为半抗原，与载体蛋白（如牛血清蛋白等）偶联制成抗原，然后免疫动物，取其免疫动物的脾细胞与骨髓瘤细胞进行杂交，经过单克隆抗体制备技术制备、分离、筛选得到所需的抗体酶。
半抗原—→偶联适当载体—→免疫动物—单克隆化→抗体酶
前景:
抗体酶的出现为人们根据自己的需要设计酶开辟了一条道路。它应用了抗体的多样性和酶的专一性，把本来独立、各司其职的两种事物相结合，是一种伟大的创造。
未来抗体酶研究可能通过对某一化学反应机理的研究，设计合理的反应过渡态类似物作为半抗原，可以诱导产生对该反应具有催化活性的抗体。根据此原理定制的抗体酶可以催化那些用现有的方法难以加速的反应或不存在天然酶存在的反应。
在医学方面，抗体酶可能可以用于体内治疗多种疾病，除作为药物传递体系活化前药用于肿瘤治疗外，还可以替代氨基酸和嘧啶体内生物合成中的必需酶用于体内代谢的反应的催化。抗体酶在体内治疗方面可能会随着抗体治疗应用的发展而迅速发展。
虽然现在抗体酶的各种性能还不尽人意，但随着生产技术及设备的完善，抗体酶的研究和应用将具有更为广泛的应用前景，其许多应用能在商业上成为可能。

举例说明四种非共价键在蛋白质、核酸分子中的作用。

a.盐键b.氢键 c.疏水键 d.范得华力在维持蛋白质高级结构方面起决定性的作用,非共价键键能小，但蛋白质分子内次级键数量较多，足以维持蛋白质构象的稳定，故在维持蛋白质高级结构方面仍起决定性的作用------非共价键使肽链卷曲、折叠或绞成绳索，形成蛋白质的高级结构。有利于蛋白质结构与功能的灵活调整,以适应生命活动的需要. 核酸分子杂交具有互补的碱基顺序的单链核酸分子,可以通过碱基对之间非共价键(主要是氢键)的形成即能出现稳定的双链区,这是核酸分子杂交的基础。

蛋白质可逆磷酸化调节蛋白质活性的分子机制及其在信号转导中的特点和意义？

分子机制：
a) 磷酸化导致蛋白质整体构象发生较大变化；
b) 磷酸化导致蛋白质功能部分区域构象发生较大变化；
c) 磷酸基的位阻效应导致蛋白质功能丧失；
d) 磷酸化为其它蛋白质提供了识别标志。
特点和意义
e) 在胞内介导胞外信号时具专一应答的特点；
f) 对外界信号具有级联放大作用；
g) 可以控制细胞内已存在酶的“活性酶量”，使应答反应更有效；
h) 几乎涉及所有的生理过程，功能上具有多样性；
i) 使细胞对外界信号的反应具有持续时效和时空上的精确性。

对同源蛋白如来源于不同种属的细胞色素C的研究，发现它们的一级结构有不同程度的差异，而生物体内细胞色素C都具有电子传递体功能，这个事实是否与“蛋白质一级结构决定其生物学功能”的结论相矛盾？

不矛盾。在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称同源蛋白质，即由共同的祖先蛋白分子经过变异和自然选择而产生的功能上相同、相关并在结构上有某种程度相似性的不同蛋白质。 在进化过程中一级结构始终保持不变的氨基酸残基称为守恒氨基酸残基，在不同物种的细胞色素 C 一级结构中，则有 35 个位置的氨基酸残基是完全不变的，因此叫做不变残基或叫做守恒残基，这些守恒残基分散在多肽链的各个部位，在分子进化过程中，细胞色素 C 的一级结构虽然有很大的变化，但三级结构基本上保持不变。三维结构的关键部位是守恒的，尤其是活性部位的氨基酸残基及其三维排布，均不会发生改变。这是蛋白质发挥其生物功能的基本条件。在生物进化的过程中，蛋白质的二级结构、超二级结构以及三级结构存在很大的保守性，同源蛋白质的一级结构允许有种属差异，但生物功能所要求的特定构象不能改变。不同生物的细胞色素 C 的氨基酸组成是有一些置换，但它们的生理功能却是相同的。

简述蛋白质化学测序法的机理和程序。

j) 肽链的拆开和分离
k) 测定蛋白质分子中多肽链的数目
l) 二硫键的断裂
m) 测定每条多肽链的氨基酸组成，并计算出氨基酸成分的分子比
n) N端、C端的测定
o) 多肽链断裂
p) 测定每个肽段的氨基酸顺序。
q) 确定肽段在多肽链中的次序。
r) 确定原多肽链中二硫键的位置

简述α-螺旋的特点。

1、 每隔3.6个AA残基螺旋上升一圈，螺距0,54nm
2 、 螺旋体中所有氨基酸残基侧链都伸向外侧，链中的全部>C=0 和>N-H几乎都平行于螺旋轴。
3、每个氨基酸残基的>N-H与前面第四个氨基酸残基的>C=0形成氢键，肽链上所有的肽键都参与氢键的形成。

试举例说明蛋白质和它的前体的一级结构的关系

蛋白质一级结构又称化学结构，是指氨基酸在肽键中的排列顺序和二硫键的位置，肽链中氨基酸间以肽键为连接键。蛋白质的一级结构是最基本的结构，它决定了蛋白质的二级结构和三级结构，其三维结构所需的全部信息都贮存于氨基酸的顺序之中。
二级结构是指多肽链中彼此靠近的氨基酸残基之间由于氢键星湖作用而形成的空间结构。
三级结构是指多肽链在二级结构的基础上，进一步折叠，盘曲而形成特定的球状分子结构。
四级结构是由两条或者两条以上具有三级结构的多肽链聚合而成的具有特定三维结构的蛋白质构想。
不同的蛋白质，由于结构不同而具有不同的生物学功能。蛋白质的生物学功能是蛋白质分子的天然构象所具有的性质，功能与结构密切相关。

糖蛋白中N-连接的寡糖链有哪些类型？它们在结构上有什么共同点和不同点？

：(1)复杂型这类N-糖链，除三甘露糖基核心外，不含其他甘露糖残基。还原端残基为GlcNAcβ1→的外链与三甘露糖基核心的两个α-甘露糖残基相连,在三类N-糖链中复杂型结构变化最大。
(2)高甘露糖型此型N-糖链除核心五糖外只含α-甘露糖残基。
(3)杂合型此型糖链具有复杂型和高甘露糖型这两类糖链的结构元件。

新生肽的折叠是否必需有分子伴侣参与？

分子伴侣是成熟多肽正确折叠所必需的。分子伴侣对蛋白质折叠的作用主要体现在三个方面：
①防止多肽链的聚集。分子伴侣能与前体多 肽链暴露出来的疏水残基结合，阻碍疏水性残基与其他蛋白质作用产生集聚。
②分子伴侣还可以使蛋 白质折叠的中间体或未完全形成蛋白质集聚体的蛋白质重新折叠成正确的构型并恢复其水溶性；
③分子伴侣还具有检测的功能。它能对正在折叠或已折叠好的蛋白质进行检测．如果发现有折叠错误的或损伤 的蛋白质．即刻消除。保证新生肽链完成正确的折叠．
④分子伴侣在新生肽链折叠中主要是通过防止或消除肽链的错误折叠．来确保功能性蛋白质的正确折 叠．而并非是加快折叠的反应速度，分子伴侣本身不参与最终产物的形成