植物生化专题酶学复习题目答案.doc

-植物生化专题 酶学复习题参考答案一、名词解释：结构域：但它又不等同于蛋白质的功能域，有时一个功能域由几个结构域组成模体：一个结构域可包括数个模体，如催化结构域可包括能和几种不同底物相结合的模体，调节结构域也可含有和不同调节物结合的模体激酶：信号肽：10-30，疏水，碱性，内质网前序列：约20~30个残基，酸性，带羟基线粒体核定位序列：在DNA结合结构域可能有一个特异序列的氨基酸片断，它起着介导与染色质中特定的部位相结合，发挥核定位信号的作用次生性同工酶：近年来将同一基因生成的不同mRNA所翻译出来的酶蛋白也列入同工酶的范畴，但酶蛋白合成后经不同类型的共价修饰（如糖化加工、侧链基团改变）而造成的多种酶分子形式，也有人称其为次生性同工酶(secodary isozyme)原级同工酶：基因性同工酶(genetic isozyme)又称原级同工酶(primary isozyme)，是指在基因水平上产生同工酶。

多基因位点同工酶：指一组同工酶的肽链由染色体上不同位点的基因所编码，不同基因可位于不同染色体或同一染色体的不同位点，彼此互相独立，受不同因素调控，可以不同时表达复等位基因酶：从群体观点看，同一基因位点可出现多个不同的等位基因，称为复等位基因，后者编码的同工酶就成为复等位基因酶，等位基因酶：如同工酶的基因位点发生遗传变异，导致编码酶蛋白上氨基酸的置换或缺失，这种遗传变异而仍能催化相同反应（也可能导致活力丧失）的同工酶，称为等位基因酶必需残基：酶活性中心的一些化学基团为酶发挥催化作用所必需，故称为必需基团结构残基：这些基团与维持整个酶分子的空间构象有关，可使活性中心中各有关基团保持于最适的空间位置，间接地对酶的催化活性发挥其必不可少的作用，有人称之为结构基团（或残基）差别标记：第二信使：细胞表面受体接受细胞外信号后转换而来的细胞内信号称为第二信使,而将细胞外的信号称为第一信使(first messengers)模拟酶：模拟酶一般是在基本骨架相连接酶活性中心的化学基团而形成的，这些基团可以结合底物，并能催化底物抗体酶：抗体酶(abzyme)又称为催化性抗体(catalytic antibody)，是一类具有生物催化功能的抗体分子。

抗体(antidody)是由抗原(antigent)诱导产生的与抗原具有特异性结合功能的免疫球蛋白修饰酶：将酶分子中的AA残基的侧链基团与化学修饰试剂共价连接，使酶分子的结构和性质发生改变蛋白激酶C（PKC）是一种和细胞外信号跨膜转导以及细胞分化和增殖密切相关的重要酶类，已发现至少有12种同工酶（表7）小G蛋白小分子G蛋白为单链结构，Mr一般为20 000～30 000，与异三聚体G蛋白一样具有GTP、GDP结合能力，以及GTP结合活化，GDP结合失活的特征衔接蛋白衔接蛋白(adaptin, AP)参与披网格蛋白小泡组装的一种蛋白质, 分子量为100kDa, 在披网格蛋白小泡组装中与受体的细胞质结构域相互作用, 起衔接作用脂类信号脂类小分子，具有第二信使的作用参与产生脂类信号分子的酶类主要有各种磷脂酶和磷脂酰肌醇-3-激酶酶的活性中心：酶蛋白的催化结构域中和底物结合并发挥催 化作用的部位，是酶显示活性直接相关的区域二、代号：PKA 蛋白激酶A（PKA）Pyk 丙酮酸激酶（PyK）LDH 乳酸脱氢酶（LDH）DG甘油二酯ST唾液酸转移酶（ST）DPP 二肽酰肽酶TPK 酪氨酸蛋白激酶(TPK)PMA 佛波酯SRP 信号颗粒（SRP）信号肽识别体GST谷胱甘肽S-转移酶(GST)G蛋白G蛋白，即鸟苷三磷酸结合蛋白ERK细胞外信号调节激酶cAMP环腺苷酸MEK甲乙酮Grb2 结合蛋白2GAPGTP酶激活蛋白GNRP 鸟苷酸释放蛋白AC 活化因子GC 气相色谱法)PI-PLC β磷脂酰肌醇专一性磷脂酶C(PI-PLC)SH2 Src同源区域-2SH3 Src同源区域-3PI-3K 磷脂酰肌醇-3激酶EF-手 作为PH结构和酶的其他部分的柔性连接区，也与结合Ca2+有关。

PTP2（酪氨酸蛋白磷酸酯酶） RTPGEF 鸟苷酸交换因子CaM 钙调素，钙调蛋白Gq α含a亚基的G蛋白PLA2磷脂酶A2(PLA2)IP3 三磷酸肌醇（IP3）PIP3：磷脂酰肌醇-3，4，5-三磷酸；PA(磷脂酸) LPA（溶血磷脂酸）CaLB(Ca2+依赖性磷脂结合域) LPC（溶血磷脂酰胆碱）磷脂酰肌醇（PI） 蛋白激酶G（PKG） Grp(生长因子受体结合蛋白) 磷脂酶C-γ（PLC-γ）， 磷脂酰肌醇-3激酶(PI-3K) F-2,6-BP(2,6-二磷酸果糖)生物素羧化酶(BC)、羧基转移酶（CT） 接触因子（CF） 钙结合模体（CaBS）互补DNA（cDNA） 佛波酯（PMA）糖基化磷脂肌醇（GPI）二、简答题：1.6种膜蛋白的结构特征很多蛋白质定位于细胞的膜质结构上发现有6型膜蛋白（图1），以不同的方式镶嵌或挂靠在膜结构的脂质中，其中不少属于酶蛋白或具有酶活力，它们大多数包含4个结构域（或区），即膜外结构域、跨膜结构域、茎区和催化结构域1. I型膜蛋白 如存在于细胞表面的很多激素或生长因子的受体、抗原识别分子和粘附分子等，其N端在膜外，接着是一段疏水的跨膜结构域，由20~30所氨基酸组成的α螺旋10余个氨基酸组成的β折叠，肽链进入胞内后，有一段茎区连接着分子较大的C端催化结构域。

2. Ⅱ型膜蛋白 一种情况是细胞质膜上的酶，它和I型的区别主要是C端在膜外，而N端在膜内胞质中另一情况是和细胞内膜质结构相结合的酶，其N端虽也在胞质中，但C端则伸入膜结构的管腔中3. Ⅲ型膜蛋白 是一类多次跨膜蛋白（不论N端或C端在膜外），包括视紫红质等和G蛋白偶联的细胞膜受体和细胞色素P450及大肠杆菌中的某种肽酶等4. Ⅳ型膜蛋白 主要是一些跨膜的离子通道或小分子亲水物质的通道，由数个跨膜的亚基组成亚基间并无肽链或其他共价连接5. Ⅴ型膜蛋白 膜蛋白并非嵌入膜中，而是通过糖基化的磷脂肌醇（GPI）将蛋白质锚定于脂质组成的膜中6. Ⅵ型膜蛋白 1996年发现了一种新型的既有多次跨膜，其以端连接GPI糖基磷酯酰肌醇的膜蛋白，目前仅发现膜桥蛋白(ponticulin)一种2. V型膜蛋白与GPI的连接方式Ⅴ型膜蛋白 膜蛋白并非嵌入膜中，而是通过糖基化磷脂肌醇（GPI）将蛋白质锚定于脂质组成的膜中，如细胞表面的一些水解酶，包括乙酰胆碱酯酶，碱性磷酸酶和猪肾二肽酶等这些酶的C末端（常是小侧链残基，如Gly、Ser、Asp、Asn、Cys）羧基和磷糖的另一端则连于磷酯肌醇（PI）的肌醇-6位羟基上。

PI实际上是膜质的一部分，其长链脂酰或脂烃则牢固嵌入膜中 3.PKA、PKG、PKC、肌球蛋白轻链激酶的结构和性质的异同点如在各种蛋白激酶中，除cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）有分开的催化亚基调节亚基外，这两个不同功能的区域一般都存在于一条肽链中，形成催化结构域和调节结构域，其中cGMP依赖的蛋白激酶G（PKG），钙－甘油二酯，佛波酯-磷脂依赖的蛋白激酶C（PKC）其调节结构域都位于N侧，催化结构域位于C侧，而肌球蛋白轻链激酶则其调节域在C侧它们的催化域（连同PKA的催化亚基）都有极大的同源性，有从N端到C端排列的ATP结合区段、AspPheGly(DFG)催化位点和蛋白质底物结合区段而它们的调节域则有大区别，分别与不同的激活剂结合4.弗林PrE的四肽模体和酸性模体的氨基酸序列及功能弗林蛋白酶（Furin）是一种蛋白质前体加工酶，它借跨膜结构定位于外侧高尔基体网络（TGN），也可存在于细胞膜及胞外基质中但它在胞外的停留十分短暂，可通过胞饮作用而重新返回TGN弗林蛋白酶的胞质结构域中有两个分开的四肽模体和酸性模体，前者是位于762~765位的YKGL，后者为774~783的CPSDSEEDEG。

四肽模体在人、鼠、牛来源的弗林蛋白酶中完全保守，且普遍存在于各种能通过胞饮途径循环于细胞膜与高尔基体之间的膜蛋白中，它们都处于相距跨膜结构域20~30氨基酸残基的胞质区酸性模体也可能在酶定位于膜结构中起作用因为一些膜蛋白，如运铁蛋白受体、表皮生长因子受体、低密度脂蛋白受体乃至溶酶体的酸性磷酸酶中也存在这类酸性模体，说明具有不同功能的酶只要有某一相同或相似的性能，就可能存在这类同源性的酸性模体另一有趣的例子是磷脂酶A2、磷脂酶C、蛋白激酶C和GTP酶活化蛋白（GAP）等都可和膜结合与受钙激活，都含有高度同源的Ca2+依赖性膜连接模体★5.PKC结构中的模体对酶活性的调节？蛋白激酶C（PKC）的N端1/2肽段为调节结构域，常规型PKC（包括α、βⅠ、βⅡ、γ四种亚型或同工酶）含有3个与酶活力调节有关的模体①假底物模体PS，其中心肽段为ArgLys(或Arg、Gln)GlyAlaLen(或Ile、Val、Arg)Arg六肽，和被PKC磷酸化的底物的肽段ArgXXSerXArg基本相同，只是第4位的Ser（磷酸化位点）换以Ala，故不能被自身催化而成为假底物但这个假底物序列可和酶催化中心的底物结合位点相结合而阻断真底物和酶的结合。

②两个富含Cys的模体（CRR-1和CRR-2），CRR-1能和激活剂甘油二酯（DG）或佛波酯（PMA）结合，CRR-2模体中的Asn在结合中起重要作用，可增加DG或PMA的结合力DG或PMA和CRR模体结合后，可引起酶的变构，改变肽链的折叠状态，解除假底物序列对催化中心的阻断作用而导致酶的激活③钙结合模体CaBS,DG对酶的激活需要Ca2+的存在，因Ca2+和钙结合区结合后可加强酶的激活新型PKC(δ、ε、η、θ、μ亚型)由于缺乏CaBS模体而不受Ca2+激活，但仍受DG及磷脂激活PKC的C端1/2为催化区域，除有ATP结合模体（图2中的ABS）外，尚有蛋白质结合模体（PBS）和催化位点AspPheGly(DFG)6.蛋白质工程与化学修饰法比较有什么优点？蛋白质工程是近年来发展的研究酶必需基团和活性中心的最先进方法，将酶相应的互补DNA（cDNA）定点突变，此突变的cDNA表达出只有一个或几个氨基酸置换的酶蛋白，再测定其活性就可以知道被置换的氨基酸是否为活力所必需本法有上述化学修饰方法无可比拟的优点：①可改变酶蛋白中任一氨基酸而不影响其他同类残基；②可改变疏水残基，使其转变成亲水或另一疏水残基；③可同时改变活性中心内外的几个氨基酸，研究这些氨基酸之间的相互关系；④可人工造成一个或几个氨基酸的缺失或插入，了解肽链的缩短或延长对酶活力的关系；⑤可定点改变酶蛋白的磷酸化位点或糖化位点，研究磷酸化或糖化对酶结构和功能的影响；⑥不会引起底物和活性中心结合的立体障碍。

化学修饰使被修饰的氨基酸残基变大，可导致底物和活性中心结合的立体障碍7.酶活性中心最常见的AA有哪些？用化学修饰方法测出在大多数酶的活性中心上有8种氨基酸的频率最高，即Ser、His、Cys、Tyr、Try、Asp、Clu、LysS（丝氨酸）、C（半胱氨酸）、H（组氨酸）、K（赖氨酸）、T（苏氨酸）、Y（酪氨酸）、。