11、既能抑制原核又能抑制真核细胞及其细胞器蛋白质合成的抑制剂是 A、氯霉素 B、红霉素 C、放线菌酮 D、嘌呤霉素 E、蓖麻毒素
12、白喉毒素能够抑制真核生物细胞质的蛋白质合成,是因为它抑制了蛋白质合成的哪一个阶段? A、氨基酸的活化 B、起始 C、氨酰-tRNA的进位 D、转肽 E、移位反应 13、一个N端氨基酸为丙氨酸的20肽,其开放的阅读框架至少应该由多少个核苷酸残基组成? A、60 B、63 C、66 D、57 E、69 14、在蛋白质分子中下面所列举的氨基酸哪一种最不容易突变? A、Arg B、Gly C、Val D、Asp E、Met 15、蛋白质的终止信号是由:
A、tRNA识别 B、转肽酶识别 C、延长因子识别 D、以上都不能识别 16、在蛋白质生物合成中tRNA的作用是:
A、将一个氨基酸连接到另一个氨基酸上 B、把氨基酸带到mRNA指定的位置上 C、增加氨基酸的有效浓度 D、将mRNA连接到核糖体上 17、下列对原核细胞mRNA的论述那些是正确的: A、原核细胞的mRNA多数是单顺反子的产物
B、多顺反子mRNA在转录后加工中切割成单顺反子mRNA
C、多顺反子mRNA翻译成一个大的蛋白质前体,在翻译后加工中裂解成若干成熟的蛋白质 D、多顺反子mRNA上每个顺反子都有自己的起始和终止密码子;分别翻译成各自的产物 18、以下有关核糖体的论述哪项是不正确的:
A、核糖体是蛋白质合成的场所 B、核糖体小亚基参与翻译起始复合物的形成,确定mRNA的解读框架 C、核糖体大亚基含有肽基转移酶活性 D、核糖体是储藏核糖核酸的细胞器 19、关于密码子的下列描述,其中错误的是:
A、每个密码子由三个碱基组成 B、每一密码子代表一种氨基酸C、每种氨基酸只有一个密码子 D、有些密码子不代表任何氨基酸 四、是非题
?1、生物遗传信息的流向,只能由DNA→RNA而不能由RNA→DNA。 ?2、每种生物都是有自己特有的一套遗传密码。
?3、蛋白质生物合成中核糖体沿mRNA的3ˊ→5ˊ端移动。 ?4、mRNA和蛋白质的合成都涉及多核苷酸的模板。
?5、蛋白质合成过程中,肽基转移酶起转肽作用和水解肽链作用。
?6、在蛋白质生物合成中,所有的氨酰-tRNA都是首先进入核糖体的A部位。
?7、由于遗传密码的通用性,所以真核细胞的mRNA可在原核翻译系统中得到正常的翻译。 ?8、核糖体蛋白不仅仅参与蛋白质的生物合成。
?9、在翻译起始阶段,由完整的核糖体与mRNA的5′-端结合,从而开始蛋白质的合成。
对于某一种氨酰-tRNA合成酶来说,在它的催化下,被识别的氨基酸随机的与其相应的tRNA的3′-端CCA的3′-OH?10、
或5′-OH形成酯键。(对于某一种氨酰-tRNA合成酶来说,将氨基酸转到哪一位的羟基是确定的)
(它在温度升高的情况下表达量提高,有利于机体清除受热变性的蛋白质) ?11、泛素是一种热激蛋白(HSP)。
(进入A位以后,GTP才水解,意义在于释放EF-Tu) ?12、氨酰-tRNA进入A部位之前,与EF-Tu结合的GTP必须水解。
?13、从DNA分子的三联体密码可以毫不怀疑地推断出某一多肽的氨基酸序列,但从氨基酸序列并不能准确地推导出相应基因的核苷酸序列。
?14、已发现许多蛋白质的三维结构不是由其一级结构(决定性的因素)决定的,而是由分子伴侣(辅助作用)决定的。
(多数多肽的折叠与肽链延伸反应同时进行) ?15、多肽链的折叠发生在蛋白质合成结束以后才开始。
?16、在线粒体内的翻译系统中,第一个被参入的氨基酸也都是甲酰甲硫氨酸。
?17、蛋白质翻译一般以AUG作为起始密码子,有时也以GUG为起始密码子,但以GUG为起始密码子,则第一个被参入的氨基酸为Val。(不管哪一个是起始密码子,被掺入的氨基酸仍然是蛋氨酸)
(能主动参与蛋白质的?18、与核糖体蛋白相比,rRNA仅仅作为核糖体的结构骨架,在蛋白质合成中没有什么直接的作用。
合成)
?19、所有的氨酰-tRNA的合成都需要相应的氨酰-tRNA合成酶的催化。
?20、每个氨酰-tRNA进入核糖体的A位都需要延长因子的参与,并消耗一分子GTP。 ?21、每种氨基酸只能有一种特定的tRNA与之对应。 ?22、密码子与反密码子都是由AGCU 4种碱基构成的。 五、问答题
1、什么是遗传密码?简述其基本特点。
2、蛋白质生物合成体系由哪些物质组成,它们各起何作用?
3、试述肽链合成的起始、肽链延伸及终止的重要步骤。各种起始因子和延伸因子各起何作用? 4、简述原核细胞与真核细胞(细胞质)的蛋白质生物合成的主要区别。
5、肽链合成时,每合成一个肽键需消耗多少高能磷酸键?并说明在哪个步骤,以什么形式消耗的。 答:肽链合成时,每合成一个肽键需消耗4个高能磷酸键。
⑴每个氨基酸在活化成氨酰-tRNA时要消耗两个高能磷酸键(ATP?AMP+PPi) ⑵氨酰-tRNA进入核糖体A位时要消耗一个GTP
⑶形成肽键后核糖体沿mRNA移位时又要水解一个GTP
6、为什么m7GTP能够抑制真核细胞的蛋白质合成,但不抑制原核细胞的蛋白质合成?相反人工合成的SD序列能够抑制原核细胞的蛋白质合成,但不抑制真核细胞的蛋白质合成?
答:m7GTP之所以能够抑制真核细胞的蛋白质合成是因为它是真核细胞mRNA的5ˊ帽子结构的类似物,能够竞争性的结合真核细胞蛋白质合成起始阶段所必需的帽子结合蛋白(一种特殊的起始因子)原核细胞mRNA的5ˊ端没有帽子结构,因此m7GTP不会影响到它翻译的起始。
SD序列是存在于原核细胞mRNA的5ˊ端非编码区的一段富含嘌呤碱基的序列,它能够与核糖体小 亚基上的16SrRNA的3ˊ端的反SD序列通过互补结合,这种结合对原核细胞翻译过程中起始密码 子的识别非常重要,将人工合成的SD序列加到翻译体系中,必然会干扰到mRNA所固有的SD序 列与16SrRNA的反SD序列的相互作用,从而竞争性抑制原核细胞蛋白质合成的起始。
7、从以下几点比较原核生物DNA复制、转录、翻译的区别:⑴模板 ⑵底物 ⑶合成原则 ⑷信息传递方向 ⑸产物 ⑹酶类及有关因子 ⑺起始位点的特点 ⑻终止方式
DNA复制 转录 翻译 模板 DNA双链 DNA单链(模板链,不对称转录) mRNA 底物 dNTP NTP 20种蛋白质氨基酸 合成原则 碱基互补配对原则 碱基互补配对原则 三个核苷酸对应一个氨基酸 信息传递方向 DNA?DNA DNA?RNA mRNA?蛋白质 产物 新的DNA双链 RNA(rRNA、tRNA、mRNA等) 蛋白质 启动子: 复制起点(OriC): SD序列(使核糖体能区别起-35顺序(RNA聚合酶识别部分) 起始位点的特点 三个13bp的序列和四个9bp的序始密码子AUG)、起始密码子-10顺序(RNA聚合酶紧密结合部列(DnaA蛋白的结合位点) (AUG) 位) 不依赖ρ因子的终止子 终止密码子(UAG、UGA、UAA)、终止方式 终止点(ter) 依赖ρ因子的终止子 终止因子 氨酰-tRNA合成酶 DNA聚合酶Ⅰ、DNA聚合酶Ⅲ、引起始因子1、2、3(IF1、IF2、发体(引物酶、DnaB、DnaC、DnaT、RNA聚合酶(核心酶、?亚基) IF3) 酶类及有关因子 PriA、PriB、PriC等)、DNA解拓扑异构酶 延伸因子Tu、Ts、G(EF-Tu、 螺旋酶、SSB、拓扑异构酶、DNAρ因子 EF-Ts、EF-G) 连接酶、DnaA 终止因子1、2、3(RF-1、RF-2、RF-3)
14代谢调节
一、名词解释
1、限速酶(标兵酶):在多酶促系列反应中,受控制的部位通常是系列反应开头的酶,这个酶一般是变构酶,也称标兵酶。 2、级联放大:在连锁代谢反应中一个酶被激活后,连续地发生其它酶被激活,导致原始调节信号的逐级放大,这样的连锁代谢反应系统称为级联系统。
3、反馈抑制:在代谢反应中,反应产物对反应过程中起作用的酶产生的抑制作用。 4、前馈激活:在反应序列中,前身物质对后面的酶起激活作用,使反应向前进行。
5、降解物基因活化蛋白:由调节基因产生的一种cAMP受体蛋白,当它与cAMP结合时被激活,并结合到启动子上促进转录进行。是一种正调节作用。
6、衰减子:位于结构基因上游前导区调节基因表达的功能单位,前导区转录的前导RNA通过构象变化终止或减弱转录。 7、阻遏蛋白:与一个基因的调控序列或操纵基因结合以阻止该基因转录的一类蛋白质。
8、辅阻遏物:能够与失活的阻碣蛋白结合,并恢复阻遏蛋白与操纵基因结合能力的物质。辅阻遏物一般是酶反应的产物。 9、操纵子:在转录水平上控制基因表达的协调单位,包括启动子(P)、操纵基因(O)和在功能上相关的几个结构基因。 10、操纵基因:与特定阻遏蛋白相互作用调控一个基因或一组基因表达的DNA区。 11、顺式作用元件(cis-acting element):真核生物DNA的转录启动子和增强子等序列,合称顺式作用元件。 12、反式作用因子(trans-acting factor):调控转录的各种蛋白质因子总称反式作用因子。 二、填空
1、哺乳动物的代谢调节可以在细胞水平(酶水平)、激素水平和神经水平三个水平上进行。 3、酶合成的调节分别在转录水平、转录后加工和运输和翻译水平三个方面进行。
4、不同生物大分子的分解代谢均可大致分为三个阶段:将大分子降解为较小分子的物质基本组成单位;将不同的小分子转化为共同的降解产物活泼的二碳化合物的过程(乙酰CoA);经TCA完全氧化。
5、在分解代谢阻遏中调节基因的产物是无活性的阻遏蛋白,它能与辅阻遏物结合而被活化,帮助RNA聚合酶与启动子结
合,促进转录进行。
6、色氨酸是一种辅阻遏物,能激活阻遏蛋白,抑制转录过程。 7、乳糖操纵子的结构基因包括lac z、lac y和lac a。
8、在代谢网络中最关键的三个中间代谢物是6-磷酸葡萄糖、丙酮酸和乙酰CoA。 9. 在糖、脂和蛋白质代谢的互变过程中,乙酰CoA和丙酮酸是关键物质。
10.构通糖、脂代谢的关键化合物是乙酰CoA。
11.真核细胞中酶的共价修饰形式主要是磷酸化/去磷酸化,原核细胞中酶共价修饰形式主要是腺苷酸化/去腺苷酸化。 12、细胞内的代谢调节主要包括基因表达的调控、酶活性和细胞区域化。
13、许多代谢途径第一个酶是该途径的限速酶,终产物是它的抑制剂,对它进行变构调节;底物多为其激活剂。
14、分支代谢途径的终产物分别抑制其分支上的限速酶,分支点共同的中间产物抑制前面的限速酶,称为顺序反馈抑制。 15、分支代谢途径的终产物分别抑制各自分支限速酶外,共同抑制前面的第一个限速酶,称为协同反馈抑制。 16、分支代谢途径第一个限速酶同时接受各终产物的部分抑制,称为积累反馈抑制。 18、细胞内酶的数量取决于合成速度和降解速度。 19、原核细胞酶的合成速率主要在转录水平进行调控。
20、在原核细胞中,由同一调控区控制的一群功能相关的结构基因组成一个基因表达调控单位,称为操纵子,其调控区包括 和操作基因(o)和启动子(p)。
21、大肠杆菌乳糖操纵子调节基因编码的阻遏蛋白与乳糖结合,对lac表达实施负调控;cAMP和CAP的复合物结合于启动子上游部分,对lac表达实施正调控。
22、大肠杆菌色氨酸操纵子阻遏蛋白必须先与辅阻遏物色氨酸相结合,才能结合于操纵基因。在trp操纵基因与结构基因之间有一段能被转录的L序列(前导序列),可编码含有2个色氨酸残基的14肽。
23、乳糖操纵子的启动,不仅需要有诱导物乳糖存在,而且培养基中不能有葡萄糖,因为它的分解代谢产物会降低细胞中 的水平,而使从cAMP-CAP复合物不足,它是启动基因启动所不可缺少的正调控调节因子。
24、真核细胞基因表达的调控是多级的,有DNA水平调节、转录水平调节、转录后加工的调节、翻译水平调节和翻译后加工的调节。
25、代谢途径的终产物浓度可以控制自身形成的速度,这种现象被称为简单抑制。
26、连锁代谢反应中的一个酶被激活后,连续地发生其它酶被激活,导致原始信使的放大。这样的连锁代谢反应系统,称为级联放大作用系统。
27、酶对细胞代谢的调节是最基本的代谢调节,主要有二种方式:酶活性的调节和酶量的调节。 28、生物合成所需的基本要素是ATP、还原力和小分子前体。 三、单项选择题
1、指出下列有关限速酶的论述哪个是错误的?
A、催化代谢途径第一步反应的酶多为限速酶 B、代谢途径中相对活性最高的酶是限速酶,对整个代谢途径的流量起关键作用
C、分支代谢途径各分支的第一个酶经常是该分支的限速酶 D、限速酶常是受代谢物调节的别构酶 2、关于共价修饰调节酶下面哪个说法是错误的?
A、共价修饰调节酶以活性和无活性两种形式存在 B、两种形式之间经由酶促共价修饰反应相互转 C、经常受激素调节伴有级联放大效应 D、是高等生物独有的代谢调节方式 3、反馈调节作用中下列哪一个说法是错误的:
A、有反馈调节的酶都是变构酶 B、酶与效应物的结合是可逆的
C、反馈作用都是使反速度变慢 D、酶分子的构象与效应物浓度有关 4、操纵子调节系统属于哪一种水平的调节
A、复制水平的调节 B、转录水平的调控 C、转录后加工的调控 D、翻译水平的调控 5、被称作第二信使的分子是:
A、cDNA B、ACP C、cAMP D、AMP
6、下列有关降解物基因活化蛋白(CAP)的哪个论点是正确的?
A、CAP-cAMP可专一地与启动基因结合,促进结构基因的转录 B、CAP可单独与启动基因相互作用,促进转录 C、CAP-cAMP可与调节基因结合,控制阻遏蛋白合成
D、CAP-cAMP可与RNA聚合酶竞争地结合于启动基因,从而阻碍结构基因的转录 7、与乳糖操纵子操纵基因结合的物质是:
A、RNA聚合酶 B、DNA聚合酶 C、阻遏蛋白 D、反密码子
8、利用磷酸化来修饰酶的活性,其修饰位点通常在下列哪个氨基酸残基上? A、半胱氨酸 B、苯丙氨酸 C、赖氨酸 D、丝氨酸 E、组氨酸 9、下列与能量代谢有关的过程除哪个外都发生在线粒体中? A、糖酵解 B、三羧酸循环 C、脂肪酸的β-氧化 D、氧化磷酸化 E、呼吸链电子传递 10、转录因子是
A、调节DNA结合活性的小分子代谢效应物 B、调节转录延伸速度的蛋白质 C、调节转录起始速度的蛋白质
D、保护DNA免受核酸内切酶降解的DNA结合蛋白 E、将信号传递给基因启动子的环境刺激 11、下面哪一项代谢是在细胞质内进行的
A、脂肪酸的β-氧化 B、氧化磷酸化 C、脂肪酸的合成 D、TCA 12、色氨酸操纵子调节基因产物是:
A、活性阻遏蛋白 B、失活阻遏蛋白 C、cAMP受体蛋白 D、无基因产物 13、 在酶合成调节中阻遏蛋白作用于:
A、结构基因 B、调节基因 C、操纵基因 D、RNA聚合酶 四、是非题
?1、在动物体内蛋白质可转变为脂肪,但不能转变为糖。
?2、在酶的别构调节和共价修饰中,常伴有酶分子亚基的解聚和缔合,这种可逆的解聚/缔合也是活体内酶活性调节的重要方式。 ?3、天冬氨酸转氨甲酰酶是嘧啶核苷酸合成途径的限速酶,该途径的终产物CTP是它的别构抑制剂,ATP为其别构激活剂。 ?4、代谢物是沿糖酵解的方向降解还是沿糖异生的方向代谢,主要取决于磷酸果糖激酶与果糖二磷酸酶的相对活性。 ?5、AMP和果糖2,6-二磷酸是磷酸果糖激酶最重要的别构激活剂,同时又是果糖二磷酸酶主要的抑制剂。
?6、AMP和果糖2,6-二磷酸激活磷酸果糖激酶的同时抑制果糖二磷酸酶,不仅减少了反应物的无效循环,还具有信号放大效应。
?7、酶合成的诱导和阻遏作用都是负调控。
?8、共价修饰调节酶被磷酸化后活性增大,去磷酸化后活性降低。 ?9、衰减作用是在转录水平上对基因表达进行调节的一种方式。 ?10、启动子和操纵基因是没有基因产物的基因。
?11、激素是由特定的细胞合成的一类调节物质,在很低的浓度下即有活性,对特定的靶组织和靶细胞发挥调节作用。 ?12、蛋白激酶和蛋白磷酸酶对蛋白质进行磷酸化和去磷酸化共价修饰,是真核细胞代谢调节的重要方式。 ?13、果糖1,6-二磷酸是磷酸果糖激酶的产物,可对该酶进行反馈抑制。 ?14、果糖1,6-二磷酸对丙酮酸激酶具有前馈激活效应。 ?15、糖酵解和三羧酸循环酶类的合成是组成型的。
?16、大肠杆菌乳糖操纵子真正的诱导物不是乳糖,而是它的异构体别乳糖。 ?17、操纵基因又称操纵子,如同启动基因又称启动子一样。
?18、反馈抑制主要是指反应系统中最终产物对初始步骤的酶活力的抑制。
?19、在许多生物合成途径中,最先一步都是由一种调节酶催化的。此酶可被自身的产物,即该途径的最终产物所抑制。 ?20、代谢中代谢物浓度对代谢的调节强于酶活性对代谢的调节。
?21、蛋白质的磷酸化和去磷酸化是可逆反应,该可逆反应是由同一种酶催化完成的。 ?22、与酶数量调节相比,对酶活性的调节是更灵敏的调节方式。
?23、分解代谢和合成代谢是同一反应的逆转,所以它们的代谢反应是可逆的。 ?24、共价调节是指酶与底物形成一反应活性很高的共价中间物。
?25、细胞的区域化在代谢调节上的作用,除了把不同的酶系统和代谢物分隔在特定的区间,还通过膜上的运载系统调节代谢物、辅酶和金属离子的浓度。
?26、序列反应中几个终产物同时过多时的调节作用叫累积调节。 五、问答题
1、为什么说三羧酸循环是糖、脂、蛋白质三大物质代谢的共同通路?哪些化合物可以被认为是联系糖、脂、蛋白质和核酸代谢的重要环节?为什么?
2、反馈抑制的机制有哪几种?请分别描述这几种机制。 3、简述变构调节与共价修饰调节作用的异同? 共同点 不同点 ζ因子 变构调节 共价调节 具有两种活性形式互相转变 构象改变 无 不需要 无 无 不一定 调节代谢方向 有 需要 有 有 需要 信号转导 共价键的改变 其它酶的参与 级联放大 构型改变 能量 意义
4、以胰高血糖素或肾上腺素调节血糖水平为例说明级联放大系统的调节机制。 答:(1)级联系统:在连锁代谢反应中一个酶被激活后,连续地发生其它酶被激活,导致原始调节信号的逐级放大,这样的连锁代谢反应系统称为级联系统。糖原磷酸化酶的激活过程就是一个例子。
(2)放大过程:a-激素(如肾上腺素)使腺苷酸环化酶活化,催化ATP和生成cAMP。
b- cAMP使蛋白激酶活化,使无活力的磷酸化酶b激酶转变成有活力的磷酸化酶b激酶。 c-磷酸化酶b激酶使磷酸化酶b转变成激活态磷酸化酶a。 d-磷酸化酶a使糖原分解为磷酸葡萄糖。
每次激活都是一次共价修饰,也是对原始信号的一次放大过程。 5、简述乙酰CoA在生物体内的来源与去路。 答:来源:
⑴尿嘧啶(胞嘧啶)?β-丙氨酸?乙酰CoA
⑵氨基酸(亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、异亮氨酸)的分解代谢 ⑶脂肪酸β-氧化
⑷糖代谢,丙酮酸氧化脱羧
⑸柠檬酸的裂解:柠檬酸?乙酰CoA+草酰乙酸 ⑹酮体?乙酰乙酰CoA?乙酰CoA 去向:
⑴进入三羧酸循环及进一步的电子传递系统,最终完全氧化为CO2及H2O ⑵作为类固醇的前体,生成胆固醇
⑶进入脂肪酸代谢的逆方向,即作为脂肪酸合成前体 ⑷转化为乙酰乙酸,D-β-羟丁酸和丙酮(酮体)
⑸乙醛酸循环?糖异生?糖(一些细菌、藻类和处于一定生长阶段的高等植物) ⑹亮氨酸的合成
6、代谢途径间的相互关系。 (1)糖代谢和脂代谢的相互转变
①糖转变为脂肪:糖酵解所产生的磷酸二羟丙酮还原后形成甘油,丙酮酸氧化脱羧形成乙酰CoA是脂肪酸合成的原料,甘油和脂肪酸合成脂肪。
②脂肪转变为糖:脂肪分解产生的甘油和脂肪酸,可沿不同的途径转变成糖。甘油经磷酸化作用转变成磷酸二羟丙酮,再异构化变成3-磷酸甘油醛,后者沿糖酵解逆反应生成糖;脂肪酸氧化产生乙酰CoA,在植物或微生物体内可经乙醛酸循环和糖异生作用生成糖,也可经糖代谢彻底氧化放出能量。
③能量相互利用:磷酸戊糖途径产生的NADPH直接用于脂肪酸的合成,脂肪分解产生的能量也可用于糖的合成。 (2)糖代谢和蛋白质代谢的相互联系
①糖是蛋白质合成的碳源和能源:糖分解代谢产生的丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、4-磷酸赤藓糖等是合成氨基酸的碳架。糖分解产生的能量被用于蛋白质的合成。
②蛋白质分解产物进入糖代谢:蛋白质降解产生的氨基酸经脱氨后生成α-酮酸,α-酮酸进入糖代谢可进一步氧化放出能量,或经糖异生作用生成糖。
(3)脂类代谢和蛋白质代谢的相互联系
①脂肪转变为蛋白质:脂肪分解产生的甘油可进一步转变成丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸等,再经过转氨基作用生成氨基酸。脂肪酸氧化产生乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合进入三羧酸循环,能产生谷氨酸族和天冬氨酸族氨基酸。
②蛋白质转变为脂肪:在蛋白质氨基酸中,生糖氨基酸通过丙酮酸转变成甘油,也可以氧化脱羧后转变成乙酰辅酶A,用于脂肪酸合成。生酮氨基酸在代谢反应中能生成乙酰乙酸,由乙酰乙酸缩合成脂肪酸。丝氨酸脱羧后形成胆氨,胆氨甲基化后变成胆碱,后者是合成磷脂的组成成分。 (4)核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系
①氨基酸是体内合成核酸的重要原料(甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺) ②磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供