紫杉醇生物合成代谢调节方法的研究
关于生物化学脂类代谢习题答案
脂类代谢 一、问答题 1、为什么摄入糖量过多容易长胖? 答：因为脂肪酸合成的起始原料乙酰CoA主要来自糖酵解产物丙酮酸，摄入糖量过多则糖酵解产生的丙酮酸也多，进而导致合成脂肪酸的起始原料乙酰CoA也多，原料多合成的脂肪酸自然就多了，所以摄入糖量过多容易长胖。 2、比较脂肪酸β—氧化和脂肪酸的合成有哪些不同点？ 答：①细胞中发生部位不同：合成发生在细胞质，氧化发生在线粒体；②酰基载体不同：合成所需载体为ACP—SH，氧化所需载体为乙酰CoA；③二碳片段的加入与裂解方式：合成是以丙二酰ACP加入二碳片段，氧化的裂解方式是乙酰CoA；④电子供体或受体：合成的供体是NADPH，氧化的受体是FAD、FAD＋；⑤酶系不同：合成需7种酶，氧化需4种酶；⑥原料转运方式：合成是柠檬酸转运系统，氧化是肉碱穿梭系统；⑦能量变化：合成耗能，氧化产能。 3、试计算1mol甘油彻底氧化成CO和HO可净生成多少molATP。22答：甘油氧化产生的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。经过4次脱氢反应生成3molNADH+H+、1molFADH2、以及2molCO2，并发生一 次底物水平磷酸化，生成1molGTP。依据生物氧化时每1molNADH+H+和1molFADH2 分别生成、的ATP，因此，1mol甘油彻底氧化成CO2和H2O生成ATP摩尔数为6×＋1×＋3－1=。
4、1mol硬脂酸(即18碳饱和脂肪酸)彻底氧化成CO和HO时净生成的ATP的22摩尔数。． 答：1mol硬脂酸彻底氧化需经8次循环，产生9个乙酰CoA，每摩尔乙酰CoA进入三羧酸循环产生10molATP，这样共产生90molATP。8molFADH2进入电子传递链产生12molATP，8molNADH进入电子传递链共产生20molATP。脂肪酸的活化需消耗2个高能磷酸键，这样彻底氧化1mol硬脂酸净得120molATP。 5、胆固醇在体内可转变成哪些重要物质？合成胆固醇的基本原料和关键酶各是什么？ 答：转变成胆汁酸、甾类激素、维生素D； 基本原料：二甲基丙烯焦磷酸酯（DPP）、异戊烯醇焦磷酸酯 关键酶：羟甲基戊二酸单酰CoA还原酶（HMGCoA还原酶） 6、为什么在长期饥饿或糖尿病状态下，血液中酮体浓度会升高？答：由于糖供应不足或利用率降低，机体需动员大量的脂肪酸供能，同时生成大量的乙酰CoA。此时草酰乙酸进入糖异生途径，又得不到及时的回补而浓度降低，因此不能与乙酰CoA缩合成柠檬酸。在这种情况下，大量积累的乙酰CoA衍生为丙酮、乙酰乙酸、β—羟丁酸。 7、为什么在大多数情况下，真核生物仅限于合成软脂酸？ 答：因为在真核生物中，β—酮脂酞—ACP缩合酶对链长有专一性，它接受14碳酸基的活力最强，所以，在大多数情况下，仅限于合成软脂酸。另外，软脂酸CoA对脂肪酸合成的限速酶乙酰CoA羧化酶
第6章紫杉醇生产工艺
第六章紫杉醇的生产工艺 6.1 概述 6.1.1 紫杉醇类药物 1、紫杉醇 紫杉醇（Paclitaxel，Taxol?）的化学名称为5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,13α-五羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-10-乙酰基-13-[(2′R,3′S) -N-苯甲酰基-3′-苯基异丝氨酸酯] ，英文化学名称为13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-benmethyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate。 紫杉醇具有复杂的化学结构，属三环二萜类化合物，整个分子由三个主环构成的二萜核和一个苯基异丝氨酸侧链组成（图6－1）。分子中有11个手性中心和多个取代基团。分子式为C47H51NO14，分子量为853.92，元素百分比为C：66.41，H：6.02，N：1.64，O：26.23。紫杉醇难溶于水，易溶于甲醇、二氯甲烷和乙氰等有机溶剂。 图6－1 紫杉醇的化学结构 2、多烯紫杉醇 多烯紫杉醇（多西他赛，Docetaxel，Taxotere?，图6－2）是在开展紫杉醇半合成研究过程中发现的一种紫杉醇类似物，两者仅在母环10位和侧链上3'位上的取代基略有不同。多烯紫杉醇的化学名称是5β,20-环氧-1β,2α,4α,7β,10β,13α-六羟基-紫杉-11-烯-9-酮-4-乙酸酯-2-苯甲酸酯-13-[(2′R,3′S) -N-叔丁氧羰基-3′-苯基异丝氨酸酯]·三水合物，英文化学名称为-13-[(2′R,3′S) -N-carboxyl-3′-phenylisoserine, N-tertbutyl ester, 13-ester with 5β,20-epoxyl-1β,2α,4α,7β,10β,13α-hexahydroxytax-11-en-9-one-4-acetate-2-benzoate,trihydrate 。分子式为C43H53NO14·3H2O，相对分子质量为861.9。 1985年，法国罗纳普朗克乐安公司（Rhone-Poulenc Rorer）公司和法国国家自然科学研究中心（CNRS）以10-DAB作为母环骨架，通过半合成方法成功地合成出多烯紫杉醇，目
紫杉醇
抗癌药物 ——紫杉醇 一、前沿 1963年美国化学家瓦尼（M.C. Wani）和沃尔（Monre E. Wall）首次从一种生长在美国西部大森林中称谓太平洋杉（Pacific Yew）树皮和木材中分离到了紫杉醇的粗提物。在筛选实验中，Wani和 Wall发现紫杉醇粗提物对离体培养的鼠肿瘤细胞有很高活性，并开始分离这种活性成份。由于该活性成份在植物中含量极低，直到1971年，他们才同杜克（Duke）大学的化学教授姆克法尔（Andre T. McPhail）合作，通过x-射线分析确定了该活性成份的化学结构——一种四环二萜化合物，并把它命名为紫杉醇（taxol）。 紫杉醇具有显著的抗癌活性和独特的作用机理，现主要用于治疗晚期乳腺癌和卵巢癌等癌症。紫杉醇分子结构复杂，具有特殊的三环[6+8+6]碳架和桥头双键以及众多的含氧取代基。其全合成引起国内外许多有机化学家的兴趣。先后共有30多个研究组参与研究，实属罕见。经20多年的努力，于1994年才由美国的R．A．Holton与K．C．Nicolaou两个研究组同时完成紫杉醇的全合成。随后，S．T．Danishefsky(1996年)、P．A．Wender(1997年)、T．Mukaiyama(1998年)和I．Kuwajima(1998年)4个研究组也完成这一工作。6条合成路线虽然各异，但都具有优异的合成战略，把天然有机合成化学提高到一个新水平。 紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物,在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗.紫杉醇作为一个具有抗癌活性的二萜生物碱类化合物,其新颖复杂的化学结构、广泛而显著的生物活性、全新独特的作用机制、奇缺的自然资源使其受到了植物学家、化学家、药理学家、分子生物学家的极大青睐,使其成为20世纪下半叶举世瞩目的抗癌明星和研究重点,包括寻找新的生物资源、化学全合成、半合成、衍生物制备、生物转化、生物合成、生物工程、构-效关系研究、作用机制研究、药理学和药效学等研究.2011年是发现紫杉醇结构40周年,对紫杉醇发现的曲折历史过程进行回顾和总结,以纪念这一伟大发现并纪念为紫杉醇的研究与第二代紫杉醇的开发作出贡献的科学家。 二、紫杉醇的制备 1.1 天然红豆杉植物提取 紫杉醇的最直接来源是对天然植物红豆杉属种的提取红豆杉属植物共11种，我国有4种及1种变种，它们分别是云南红豆杉、西藏红豆杉（又名喜马拉雅红豆杉）、中国红豆杉、东北红豆杉、南方红豆杉（又名美丽红豆杉）。由于这些植物数量极少，自身繁殖率低，生长缓慢，且紫杉醇的含量又极低（每千克干树皮最多只能得到50~150mg 的纯紫杉醇），生产1g紫杉醇需砍伐3~4棵60年树龄的大树。在这种情况下，要获得足够的紫杉醇用于临床研究和基础研究，单纯靠从天然植物树皮中提取必将给红豆杉属植物的在自然界中的生存带来极大的威胁。但由于从树皮中提取紫杉醇的工艺已经成熟且工业化，因此，人们可利用人工栽培的方法来解决天然资源不足的问题. 1.2人工栽培
紫杉醇地合成
紫杉醇的合成 这学期的有机合成设计原理与应用是陈老师教授的，给我感觉最深刻的是其灵活的头脑和丰富的知识储备，他教授的不仅仅是书本上的现有知识，还把他的人生经验也说给我们听，这样可以是我们避免走弯路错路。通过这门课程的学习，我知道书本上的知识是最基本的，首先我们应当把最基本的问题搞懂搞通，其次我们还必须查找丰富资料。巧妇难为无米之炊，就是这个道理。当我们拿到一个待合成的化合物时，首先我们先要分析它是由什么官能团组成的，往往有机合成不可能一步就能反应好的，所以我们就需要对合成路线进行分析，而最常用的设计方法就是逆合成法。 以下我以陈老师上课所讲过的紫杉醇为例，分析其合成方法与步骤。 紫杉醇是红豆杉属植物中的一种复杂的次生代谢产物, 也是目前所了解的惟一一种可以促进微管聚合和稳定已聚合微管的药物。同位素示踪表明, 紫杉醇只结合到聚合的微管上, 不与未聚合的微管蛋白二聚体反应。细胞接触紫杉醇后会在细胞内积累大量的微管，这些微管的积累干扰了细胞的各种功能,特别是使细胞分裂停止于有丝分裂期，阻断了细胞的正常分裂。通过Ⅱ-Ⅲ临床研究，紫杉醇主要适用于卵巢癌和乳腺癌，对肺癌、大肠癌、黑色素瘤、头颈部癌、淋巴瘤、脑瘤也都有一定疗效。 紫杉醇的化学结构式如下：
从中可以知道紫杉醇的化学结构极其复杂，它的分子中含稠合的两个六元环、一个八元环和一个四元醚环，并含有两个手性碳的侧链，共有十一个手性碳。由于红豆杉资源有限，因此对在合成紫杉醇的研究上是一重大挑战。在此，不对称合成方法就起了重要作用。 不对称合成法也称手性合成、立体选择性合成、对映选择性合成，是研究向反应物引入一个或多个具手性元素的化学反应的有机合成分支。按照Morrison和Mosher的定义，不对称合成是“一个有机反应，其中底物分子整体中的非手性单元由反应剂以不等量地生成立体异构产物的途径转化为手性单元”。这里，反应剂可以是化学试剂、催化剂、溶剂或物理因素。普通不对称合成是指依靠直接或间接有天然获得的手性化合物衍生的基团诱导产生手性化合物的合成。不对称合成目前在药物合成和天然产物全合成中都有十分重要的地位。但无疑，现在最完善的不对称合成技术，要数存在于生物体内的酶。能否实现像酶一样高效的催化体系，是对人类智慧的挑战。 但不对称合成法有何重要意义呢？举个简单的例子，青霉素我们再熟悉不过了，作为一种药力强，副作用小的抗生素药物，长期以来一直被人们广泛的使用。然而近来人们发现，青霉素分子同样存在两种手性分子，其中一种有药效，而另一种却根本没有。换句话说，我们花了一瓶青霉素的
紫杉醇的合成
苏州大学研究生考试答卷封面 考试科目: 有机合成考试得分 院别: 材料与化学化工学部专业: 分析化学 学生姓名: 饶海英学号: 20114209033 授课教师: 考试日期: 2012 年 1 月8 日 天然抗癌药物紫杉醇的合成进展 摘要:本文对多烯紫杉醇的合成的各种合成方法进行了综述。 关键词:多烯紫杉醇合成抗癌 多烯紫杉醇(daxotere) 商品名为多西她赛(Docetaxel) , 化学名为[ 2aR-( 2aα, 4β, 4aβ, 6β,9α, ( aR3, βS3) , 11α, 12α, 12aα, 12bα) ] -β- [ [ (1, 1 2二甲基乙氧基)羰基]氨基] -α-羟基苯丙酸[ 12b-乙酰氧-12 -苯甲酰氧-2a, 3, 4, 4a, 5, 6, 9,10, 11, 12, 12a, 12b -十二氢-4, 6, 11-三羟基-4a, 8,13, 13 -四甲基-5-氧代-7, 11-亚甲基-1H-环癸五烯并-[ 3, 4 ]苯并[ 1, 2-b ]氧杂丁环-9-基]酯,就是法国罗纳普朗克·乐安公司开发的半合成紫杉醇的衍生物,它对晚期乳腺癌、非小细胞肺癌、卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肝癌、头颈部癌、胃癌等均有效。其作用机制就是通过与肿瘤细胞微管蛋白结合, 加强微管蛋白的聚合、抑制微管解聚,最终形成稳定的非功能性微管束, 从而抑制肿瘤细胞的有丝分裂与增殖[1-3] 。 商业化生产的紫杉醇类抗癌药物大多采用半合成方法,这就是现阶段最具经济性与可操作性的合成方法。多烯紫杉醇的半合成方法就是利用从红豆杉属植物的针叶中提取的10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ (10-DAB ) ,通过选择性保护部分羟基, 然后在10-DAB C13位的羟基上连接合成的手性侧链, 再去掉保护基团得到。其中以多烯紫杉醇C13位侧链的合成以及该侧链与选择性保护的母核10-DAB进行酯化反应最为重要[4-5] 。 紫杉醇的构效关系已经被众多学者所研究与总结。具有游离羟基的C13位侧链,C2与C4位的酯基,C4、C5位四元含氧环及紫杉烷的刚性环结构对抗癌活性都起着很重要的作用。 1988年,Potier等从欧洲紫杉(Taxus baccata)中分离得到10-去乙酰巴卡亭(Baccatin) Ⅲ( DAB),DAB 已被成功地用来半合成紫杉醇,并已工业化生产[6]。半
生物化学习题及答案_代谢调节
代谢调节 （一）名词解释 1．诱导酶（Inducible enzyme） 2．标兵酶（Pacemaker enzyme） 3．操纵子（Operon） 4．衰减子（Attenuator） 5．阻遏物（Repressor） 6．辅阻遏物（Corepressor） 7．降解物基因活化蛋白（Catabolic gene activator protein） 8．腺苷酸环化酶（Adenylate cyclase） 9．共价修饰（Covalent modification） 10．级联系统（Cascade system） 11．反馈抑制（Feedback inhibition） 12．交叉调节（Cross regulation） 13．前馈激活（Feedforward activation） 14．钙调蛋白（Calmodulin） （二）英文缩写符号 1. CAP（Catabolic gene activator protein）： 2. PKA（Protein kinase）： 3. CaM（Calmkdulin）： 4. ORF（Open reading frame）： （三）填空题 1. 哺乳动物的代谢调节可以在、、和四个水平上进行。 2. 酶水平的调节包括、和。其中最灵敏的调 节方式是。 3. 酶合成的调节分别在、和三个方面进行。
4. 合成诱导酶的调节基因产物是，它通过与结合起调节作用。 5. 在分解代谢阻遏中调节基因的产物是，它能与结合而 被活化，帮助与启动子结合，促进转录进行。 6. 色氨酸是一种，能激活，抑制转录过程。 7. 乳糖操纵子的结构基因包括、和。 8. 在代谢网络中最关键的三个中间代谢物是、和。 9. 酶活性的调节包括、、、、 和。 10.共价调节酶是由对酶分子进行，使其构象在和 之间相互转变。 11.真核细胞中酶的共价修饰形式主要是，原核细胞中酶共价修饰 形式主要是。 （四）选择题 1. 利用操纵子控制酶的合成属于哪一种水平的调节： A．翻译后加工 B．翻译水平 C．转录后加工 D．转录水平 2. 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 3. 下述关于启动子的论述错误的是： A．能专一地与阻遏蛋白结合 B．是RNA聚合酶识别部位 C．没有基因产物 D．是RNA聚合酶结合部位 4. 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 5. 酶合成的调节不包括下面哪一项： A．转录过程 B．RNA加工过程 C．mRNA翻译过程 D．酶的激活作用 6. 关于共价调节酶下面哪个说法是错误的：
生物化学作业
生物化学作业 1. 基因如何决定糖蛋白中寡糖链的结构信息。 答：生物体内的糖链的合成大多需要酶的催化调节，并且糖链的结构受到某些蛋白所携带的信息的控制，而蛋白质的功能和其携带的信息取决于基因的控制，因此在由某些蛋白质和酶的协同作用下合成的糖链会由于基因中的不同信息的表达和控制而产生不同的结构。不同结构的糖链携带了不同的生物信息。 2. 组成生物膜的脂质分子主要有哪几类？分别简述其功能。 答：组成生物膜的脂质分子主要有磷脂、糖脂、胆固醇。 磷脂：主要包括甘油磷脂和鞘磷脂两大类。是重要的两亲物质，它们是生物膜的重要组分、乳化剂和表面活性剂。它是维持生命活动的基础物质，对活化细胞，维持新陈代谢，基础代谢及荷尔蒙的均衡分泌，增强人体的免疫力和再生力，都能发挥重大的作用。人体神经细胞和大脑细胞是由磷脂为主所构成的细胞薄膜包覆，磷脂不足会导致薄膜受损，造成智力减退，精神紧张。而磷脂中含的乙酰进入人体内与胆碱结合，构成乙酰胆碱。而乙酰胆碱恰恰是各种神经细胞和大脑细胞间传递信息的载体。磷脂是细胞膜的重要组成部分，肩负着细胞内外物质交换的重任。 糖脂：包括鞘糖脂和甘油糖脂两大类。细胞膜上的鞘糖脂与细胞生理状况密切相关。鞘糖脂的疏水尾部深入膜的脂双层，极性糖基露在细胞表面，它们不仅是血型抗原而且与组织和器官的特异性，细胞-细胞识别有关。同一类细胞在不同的发育阶段,鞘糖脂的组成也不同。正因为某些类型鞘糖脂是某种细胞在某个发育阶段所特有的，所以糖脂常常被作为细胞表面标志物质。糖脂又是细胞表面抗原的重要组分，某些正常细胞癌化后，表面糖脂成分有明显变化。细胞表面的糖脂还是许多胞外生理活性物质的受体,参与细胞识别和信息传递过程。 胆固醇：胆固醇的两亲性特点对生物膜中脂质的物理状态有一定的调节作用。在相变温度以上时，胆固醇阻扰脂分子脂酰链的旋转异构化运动，从而降低膜的流动性。在相变温度以下时，胆固醇的存在又会阻止磷脂脂酰链的有序排列，从而降低其相变温度，防止磷脂向凝胶态转化，保持了膜的流动性。 胆固醇还是血中脂蛋白复合体的成分，是类固醇激素和胆汁酸的前体。 3.“超级氨基酸”海选开始了！请选出你最喜爱的三种氨基酸，并分别陈述理由。 答：①甘氨酸：Glycine，是最简单的氨基酸，又名氨基乙酸，人体非必需的一种氨基酸，在分子中同时具有酸性和碱性官能团，在水溶液中为强电解质，在强极性溶剂中溶解度较大，基本不溶于非极性溶剂，而且具有较高的沸点和熔点，通过水溶液酸碱性的调节可以使甘氨酸呈现不同的分子形态。参与嘌呤类、卟啉类、肌酸和乙醛酸的合成，可与多种物质结合由胆汁或从尿中排出。作为营养增补剂广泛应用于医药、食品等领域。根据甘氨酸的制备工艺和产品的纯度可分为食品级、医药级、饲料级和工业级四种规格产品，可见甘氨酸的用途之广泛。 ②半胱氨酸cystein e：是人体常见的必需氨基酸，蛋白质中重要的“二硫键”多半出自它手。半胱氨酸是一种天然产生的氨基酸，在食品加工中具有许多用途，它主要用于焙烤制品，作为面团改良剂的必需成分。半胱氨酸是一种还原剂，它可以促进面筋的形成，减少混合所需的时间和所需药用的能量，半胱氨酸通过改变蛋白质分子之间和蛋白质分子内部的二硫键，减弱了蛋白质的结构，这样蛋白质就伸展开来。我们去美发店的烫发，那些好看的卷发也是半胱氨酸在特殊条件下改变二硫键而形成的！ ③苯丙氨酸：Phenylalanine，是人体的必需氨基酸之一。苯丙氨酸系统命名为“2-氨基苯丙酸”，是α-氨基酸的一种，L-苯丙氨酸可作为抗癌药物的载体将药物分子直接导入癌瘤区，其效果是其他氨基酸的3～5倍。这样既可以抑制癌瘤生长，又可以降低药物的毒副作用。
最新生物化学复习资料重点试题第十一章代谢调节解读
第十一章代谢调节 一、知识要点 代谢调节是生物在长期进化过程中,为适应外界条件而形成的一种复杂的生理机能。通过调节作用细胞内的各种物质及能量代谢得到协调和统一,使生物体能更好地利用环境条件来完成复杂的生命活动。根据生物的进化程度不同,代谢调节作用可在不同水平上进行:低等的单细胞生物是通过细胞内酶的调节而起作用的;多细胞生物则有更复杂的激素调节和神经调节。因为生物体内的各种代谢反应都是通过酶的催化作用完成的,所以,细胞内酶的调节是最基本的调节方式。酶的调节是从酶的区域化、酶的数量和酶的活性三个方面对代谢进行调节的。 细胞是一个高效而复杂的代谢机器,每时每刻都在进行着物质代谢和能量的转化。细胞内的四大类物质糖类、脂类、蛋白质和核酸,在功能上虽各不相同,但在代谢途径上却有明显的交叉和联系,它们共同构成了生命存在的物质基础。代谢的复杂性要求细胞有数量庞大、功能各异和分工明确的酶系统,它们往往分布在细胞的不同区域。例如参与糖酵解、磷酸戊糖途径和脂肪酸合成的酶主要存在胞浆中;参与三羧酸循环、脂肪酸β-氧化和氧化磷酸化的酶主要存在于线粒体中;与核酸生物合成有关的酶大多在细胞核中;与蛋白质生物合成有关的酶主要在颗粒型内质网膜上。细胞内酶的区域化为酶水平的调节创造了有利条件。 生物体内酶数量的变化可以通过酶合成速度和酶降解速度进行调节。酶合成主要来自转录和翻译过程,因此,可以分别在转录水平、转录后加工与运输和翻译水平上进行调节。在转录水平上,调节基因感受外界刺激所产生的诱导物和辅阻遏物可以调节基因的开闭,这是一种负调控作用。而分解代谢阻遏作用通过调节基因产生的降解物基因活化蛋白(CAP促进转录进行,是一种正调控作用,它们都可以用操纵子模型进行解释。操纵子是在转录水平上控制基因表达的协调单位,由启动子(P、操纵基因(O和在功能上相关的几个结构基因组成;转录后的调节包括,真核生物mRNA 转录后的加工,转录产物的运输和在细胞中的定位等;翻译水平上的调节包括,mRNA 本身核苷酸组成和排列(如SD序列,反义RNA的调节,mRNA 的稳定性等方面。
紫杉醇的合成
苏州大学研究生考试答卷封面 考试科目：有机合成考试得分：________________院别：材料与化学化工学部专业：分析化学 学生姓名：饶海英学号： 033 授课教师： 考试日期： 2012 年 1 月 8 日
天然抗癌药物紫杉醇的合成进展 摘要：本文对多烯紫杉醇的合成的各种合成方法进行了综述。 关键词：多烯紫杉醇合成抗癌 多烯紫杉醇(daxotere) 商品名为多西他赛(Docetaxel) , 化学名为 [ 2aR-( 2aα, 4β, 4aβ, 6β,9α, ( aR3, βS3) , 11α, 12α, 12aα, 12bα) ] -β- [ [ (1, 1 2二甲基乙氧基)羰基]氨基] -α-羟基苯丙酸[ 12b-乙酰氧-12 -苯甲酰氧-2a, 3, 4, 4a, 5, 6, 9,10, 11, 12, 12a, 12b -十二氢-4, 6, 11-三羟基-4a, 8,13, 13 -四甲基-5-氧代-7, 11-亚甲基-1H-环癸五烯并-[ 3, 4 ]苯并[ 1, 2-b ]氧杂丁环-9-基]酯,是法国罗纳普朗克·乐安公司开发的半合成紫杉醇的衍生物,它对晚期乳腺癌、非小细胞肺癌、卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、肝癌、头颈部癌、胃癌等均有效。其作用机制是通过与肿瘤细胞微管蛋白结合, 加强微管蛋白的聚合、抑制微管解聚,最终形成稳定的非功能性微管束, 从而抑制肿瘤细胞的有丝分裂和增殖[1-3] 。 商业化生产的紫杉醇类抗癌药物大多采用半合成方法,这是现阶段最具经济性和可操作性的合成方法。多烯紫杉醇的半合成方法是利用从红豆杉属植物的针叶中提取的10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ (10-DAB ) ,通过选择性保护部分羟基, 然后在10-DAB C 13 位的羟基上连接合成的手性侧链, 再去掉保护基团得到。其中以多 烯紫杉醇C 13 位侧链的合成以及该侧链与选择性保护的母核10-DAB进行酯化反应最为重要[4-5] 。 紫杉醇的构效关系已经被众多学者所研究和总结。具有游离羟基的C 13 位侧 链，C 2和C 4 位的酯基，C 4 、C 5 位四元含氧环及紫杉烷的刚性环结构对抗癌活性都起 着很重要的作用。 1988年，Potier等从欧洲紫杉(Taxus baccata)中分离得到10-去乙酰巴卡亭(Baccatin) Ⅲ( DAB)，DAB 已被成功地用来半合成紫杉醇，并已工业化生产[6]。半合成紫杉醇被认为是除人工种植外，扩大紫杉醇来源的最有效途径。随着对紫杉醇类似物构效关系的深入研究，第一个紫杉醇类似物的半合成药物多烯紫杉醇 被开发成功。多烯紫杉醇C 13侧链中C 3 N上叔丁氧羰基取代了紫杉醇的苯羰基，其 体外对微管解聚的抑制率是紫杉醇的2倍，抗癌谱也宽于紫杉醇，水溶性高出紫
生物化学下册作业
第八和九章．DNA和RNA的生物合成练习题 一、名词解释 1.DNA半保留半连续复制 2. 前导链、滞后链、岗崎片断 3. 中心法则 4. 复制叉与复制子 5. 限制性核酸内切酶 6.模板链(或反义链即负链)与编码链(或有义链即正链) 7. 转录、逆转录、不对称转录8. 外显子与内含子 9. 单顺反子与多顺反子10. 基因、结构基因、调节基因 11. 操纵子11. 启动子、终止子、转录因子 13. 顺式作用元件与反式作用元件14. 衰减子与增强子 15. RNA加工与RNA剪切16. 光复活 二、问答题 1.试述DNA的半保留半连续的复制过程。(以原核生物为例) 2.试述逆转录病毒的逆转录过程。 3.试述原核生物DNA的转录过程。 4.试述四类RNA病毒的复制过程。 5.简述复制叉上进行的基本活动及参与的酶（以原核生物为例说明）。 6.由RNA聚合酶Ⅱ合成的初始转录物(mRNA前体)需经过哪些加工过程才能成为成熟的mRNA. 第十章．蛋白质的生物合成练习题 一、名词解释 1. 密码子与反密码子 2. 翻译与翻译后加工 3. 多聚核糖体
二、问答题 1.三种RNA在蛋白质生物合成中的作用? 2.以原核生物为例说明蛋白质的生物合成过程? 3.何谓‘‘转译后加工”，蛋白质生物合成的加工修饰方式有哪些?(以真核生物 为例)。 4.保证准确翻译的关键是什么? 5.图示并简述中心法则。 三、计算题 DNA的MW(分子量)=1.3×108（双链)。(注：DNA分子中脱氧核苷酸1. 噬菌体T 4 对的平均分子量是640，核苷酸残基平均分子量为320) 可为多少个AA编码? 1)T 4 2)T DNA可为多少MW=55000的蛋白质编码?(注：多肽链中平均每个AA残 4 基的分子量为110) 2.合成一个九肽需要多少个ATP?如果这个九肽含有起止AA残基(Met)至少需要 多少个ATP? 3. 按下列DNA单链 5’ TCGTCGACGATGATCATCGGCTACTCG 3’ 试写出： 1) DNA复制时另一条单链的序列。 2) 以此链为摸板转录的mRNA的序列。 3) 合成的多肽的序列。 (注：三题答案均须注明方向。) 四、论述题 1.围绕中心法则论述遗传的稳定性（注：DNA、RNA复制）以及基因表达中如何实现遗信息碱基序列到蛋白质AA序列的转变?
Taxol biosynthesis and molecular genetics-紫杉醇生物合成途径
Taxol biosynthesis and molecular genetics Rodney Croteau*,Raymond E.B.Ketchum,Robert M.Long,Ru diger Kaspera &Mark R.Wildung Institute of Biological Chemistry,Washington State University,Pullman,WA,99164-6340,USA;*Author for correspondence(Tel:+1-509-335-1790;Fax:+1-509-335-7643;E-mail:croteau@https://www.360docs.net/doc/f816831793.html,) Key words:baccatin,cytochrome P450taxoid hydroxylases,paclitaxel,Taxaceae,taxadiene synthase, taxane diterpenoids,taxoid acyl transferases,taxoids,Taxol,Taxus,yew. Abstract Biosynthesis of the anticancer drug Taxol in Taxus(yew)species involves19steps from the universal diterpenoid progenitor geranylgeranyl diphosphate derived by the plastidial methyl erythritol phosphate pathway for isoprenoid precursor supply.Following the committed cyclization to the taxane skeleton,eight cytochrome P450-mediated oxygenations,three CoA-dependent acyl/aroyl transfers,an oxidation at C9, and oxetane(D-ring)formation yield the intermediate baccatin III,to which the functionally important C13-side chain is appended in?ve additional steps.To gain further insight about Taxol biosynthesis relevant to the improved production of this drug,and to draw inferences about the organization,regula-tion,and origins of this complex natural product pathway,Taxus suspension cells(induced for taxoid biosynthesis by methyl jasmonate)were used for feeding studies,as the foundation for cell-free enzymology and as the source of transcripts for cDNA library construction and a variety of cloning strategies.This approach has led to the elucidation of early and late pathway segments,the isolation and characterization of over half of the pathway enzymes and their corresponding genes,and the identi?cation of candidate cDNAs for the remaining pathway steps,and it has provided many promising targets for genetically engineering more e?cient biosynthetic production of Taxol and its precursors. Abbreviations:DD-RT-PCR–di?erential display of mRNA-reverse transcription-polymerase chain reac-tion;DMAPP–dimethylallyl diphosphate;DXP–1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate;EST–expressed se-quence tags;GGPP–geranylgeranyl diphosphate;GGPPS–geranylgeranyl diphosphate synthase;IPP–isopentenyl diphosphate;IPPI–isopentenyl diphosphate isomerase;MEP–2-C-methyl-D-erythritol phos-phate;NMR–nuclear magnetic resonance spectroscopy;PAM–phenylalanine aminomutase; TS–taxadiene synthase. Taxol,arguably the most successful anti-cancer drug of all time,was structurally de?ned by Wall and Wani and their colleagues in1971(Wani et al., 1971)and gained?rst marketing approval from the U.S.Food and Drug Administration for the treatment of refractory ovarian cancer in1992and metastatic breast cancer in1994(Su?ness and Wall,1995).The very long development time for this drug was a consequence of limited supply from the original source,the bark of the Paci?c yew Taxus brevifolia(the harvest was destructive, the puri?cation was complicated,and the yields were low but,conversely,the politics of supply were exceedingly abundant(Goodman and Walsh, 2001)),coupled to formulation problems due to the very hydrophobic nature of this diterpenoid natural product and concerns about side e?ects (Arbuck and Blaylock,1995).Were it not for the encouragement of Matt Su?ness and others at the National Cancer Institute(Wall and Wani,1995; Phytochemistry Reviews(2006)5:75–97óSpringer2006 DOI:10.1007/s11101-005-3748-2
生物化学(14.5)--作业基因表达调控(附答案)
第十三章 基因表达调控 名词解释 基因组 基因表达 管家基因 组成性表达 启动子 顺式作用元件 沉默子 反式作用因子 操纵子 锌指结构： 单顺反子 增强子 沉默子 问答题 1. 简述乳糖操纵子结构及调控机理。 2. 简述原核基因表达调控的特点 3. 简述真核基因组结构特点 4. 简述真核生物基因表达调控的特点？ 参考答案： 名词解释 基因组 [答案]来自一个遗传体系的一整套遗传信息。 基因表达 [答案]基因转录和翻译的过程。 管家基因 [答案]在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达的基因。 组成性表达 [答案]管家基因的表达水平受外界环境影响较小，在生物体各个生长阶段的大多数组织中持续表达，这类基因的表达称为组成性表达
启动子 [答案]RNA聚合酶结合位点周围的一组转录控制组件。 顺式作用元件 [答案]指具有的可影响基因表达活性的真核各种组分（DNA序列），包括启动子、增强子和沉默子。 反式作用因子 [答案]一些转录调节因子，通过与特异的顺式作用元件的识别、结合，反式作用另一基因的转录，称为反式作用因子。 操纵子 [答案]原核生物中，基因按功能相关性成簇地串联、密集于染色体上，共同组成一个转录单位，称为操纵子。常包括：一个启动序列及数个可转录的编码基因。 锌指结构： [答案]最早发生于结合GC盒的SP1转录因子，由30个氨基酸残基组成，其中有2个Cys和2个His，4个氨基酸残基分别位于正四面体的顶角，与四面体中心的锌离子配价结合，稳定锌指结构。在Cys和His之间有12个氨基酸残基，其中数个为保守的碱性残基。 单顺反子 [答案]一个编码基因转录生成一个mRNA分子、经翻译成一条多肽链。 增强子 [答案]远离转录起始点决定基因的时间空间特异性增强转录活性的DNA序列。 沉默子 [答案]一些特异的DNA序列，结合特异蛋白因子时，对基因转录起阻遏作用。 问答题 简述乳糖操纵子结构及调控机理。 [答案]乳糖操纵子的结构：E.coli的乳糖操纵子含Z、Y及A三个结构基因，分别编码β-半乳糖苷酶、透酶和乙酰基转移酶，此外还有一个操纵子序列O、一个启动子P及一个调节基因I。I基因编码一种阻遏蛋白，后者与O序列结合，使操纵子受阻遏而处于关闭状态。在启动序列P上游还有一分解代谢物基因激活蛋白（CAP）结合位点。由P序列、O序列和CAP结合位点共同构成l a c操纵子的调控区，三个酶的编码基因即由同一调控区调节，实现基因产物的协调调节。 乳糖操纵子工作原理：（1）阻遏蛋白的负性调节：在没有乳糖存在时，l a c操纵子处于阻遏状态。此时，I序列表达的l a c阻遏蛋白与O 序列结合，阻遏RNA聚合酶与P序列结合，抑制转录起动。当有乳糖存在时，l a c操纵子即可被诱导。在这个操纵子体系中，
生物化学习题——代谢调节
代谢调节 一、填空题 1．酶促化学修饰的特点有：（1）除黄嘌呤氧化酶外，属于这类调节方式的酶都有（）两种形式。（2）化学修饰会引起酶分子（）的变化。而且，其是酶促反应，故有（）效应。（3）（）是最常见的酶促化学修饰反应，一般是耗能的。 2．1961年Monod和Jocob首次提出了大肠杆菌乳糖（）模型。 3．细胞内酶的数量取决于（）和（）。 4．许多代谢途径的第一个酶是限速酶，终产物多是它的（），对它进行（），底物多为其（）。 5．原核细胞酶的合成速率主要在（）水平进行调节。 6．乳糖操纵子的诱导物是（），色氨酸操纵子的辅阻遏物是（）。 7．分支代谢途径中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（）。 8．G蛋白具有（）酶的活性；负责调节激素对（）酶的影响 9．作为信号跨膜传递的第二信使的物质有cAMP、（）、（）和（）等10．调节酶类主要分为两大类（）和（）。 11．真核生物基因表达的调节有两种类型的调控，一种是（）的调控；另一种是（）。 12．真核细胞中酶的共价修饰是（）；原核细胞中酶的共价修饰主要形式（）。 二、选择题 1．各种分解途径中，放能最多的途径是： A、糖酵解 B、三羧酸循环 C、 —氧化 D、氧化脱氨基 2．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、转录水平的调节 C、转录后加工的调节 D、翻译水平的调节 3．下列关于操纵基因的论述哪个是正确的？ A、能专一性地与阻遏蛋白结合 B、是RNA聚合酶识别和结合的部位 C、是诱导物和辅阻遏物的结合部位 D、能于结构基因一起转录但未被翻译 4．下列有关调节基因的论述，哪个是对的？ A、调节基因是操纵子的组成部分 B、是编码调节蛋白的基因 C、各种操纵子的调节基因都与启动基因相邻 D、调节基因的表达受操纵子的控制 5．以下有关阻遏蛋白的论述哪个是正确的？ A、阻遏蛋白是调节基因表达的产物 B、阻遏蛋白妨碍RNA聚合酶与启动子结合 C、阻遏蛋白RNA聚合酶结合而抑制转录 D、阻遏蛋白与启动子结合而阻碍转录的启动 6．下面关于共价修饰调节酶的说法哪个是错误的？ A、共价修饰调节酶以活性和无活性两种形式存在 B、两种形式之间由酶催化共价修饰反应相互转化 C、经常受激素调节、伴有级联放大效应 D、是高等生物独有的调节形式
生物化学-考试知识点_7物质代谢
物质代谢调节 一级要求 单选题 1 体内物质代谢有几个不同的调节层次 A 1 B 2 C 3 D 4 E 5 C 2 调节物质代谢体内最基础的层次是 A 细胞水平 B 激素水平 器官水平 C 神经调节 D 整体水平 E A 3 4 糖原分解的限速酶是 C A 磷酸二酯酶 B 磷酸酶 C 磷酸化酶 D 葡萄糖激酶 E 丙酮酸激酶 C D 脂肪酸合成的限速酶是 A 甘油三酯脂肪酶 B D 甘油二酯脂肪酶 C E 甘油一酯脂肪酶 脂蛋白脂肪酶 乙酰辅酶 A 羧化酶 5 HMGCoA 合成酶是什么代谢途径的限速酶 A 胆固醇合成 B D 胆固醇分解 酮体分解 C E 胆固醇代谢转变 酮体生成 E B C 6 7 8 甘油三酯脂肪酶是甘油三酯什么代谢途径中的限速酶 A 合成 B E 分解 转变 C 储存 D 动员 磷酸果糖激酶是什么代谢途径中的别构调节酶 A 三羧酸循环 B E 糖异生 C 葡萄糖分解 D 糖原合成 糖原分解 三羧酸循环中的别构调节酶是 A 柠檬酸合成酶 B D α-酮戊二酸脱氢酶 C E 琥珀酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶 延胡索酸酶 A 9 （糖原）磷酸化酶化学修饰激活的方式是 A C E -S-S-氧化生成 与 cAMP 结合 脱磷酸化 B D -SH 还原生成 磷酸化 D C 10胆固醇对肝中胆固醇合成代谢酶活性的调节方式是 A 变构 B E 化学修饰 酶的降解 C 阻遏 D 诱导 11激素必需与靶细胞的什么物质结合才能发挥调节作用 A 受体 B 配体 C 核 D 质膜 A B 12激素对代谢调节的机制或方式按其溶解度不同可分为几种 A 1 5 13通过第二信使进行调节是那种物质进行调节的主要方式 A 细胞水平 B 2 C 3 D 4 E B 脂溶性激素 C 水溶性激素
抗癌药物紫杉醇的制备、抗癌机理和应用前景
抗癌药物紫杉醇的制备、抗癌机理和应用前景 摘要紫杉醇具有显著的抗癌活性和独特的作用机理，现主要用于治疗晚期乳腺癌和卵巢癌等。紫杉醇分子结构复杂，具有特殊的三环[6+8+6]碳架和桥头双键以及众多的含氧取代基，其全合成引起国内外许多有机化学家的兴趣。本文简述紫杉醇的制备、抗癌机理和不良反应。 关键词紫杉醇制备抗癌机理不良反应 紫杉醇（Taxol）是从短叶红豆杉树皮中分离得到的一种四环二萜化合物。1992年12月29日美国FDA正式批准紫杉醇作为治疗晚期卵巢癌的新抗癌药物。由于该药疗效确切、副作用小，在美国上市后销售情况一直很好，并保持着20％以上的年销售增长率。2000年该药的销售额已超过10亿美元。紫杉醇被当今世界上公认为广谱、活性最强的抗癌药物，尤其是对子宫癌、卵巢癌、乳腺癌具有特殊的疗效，它的问世被誉为20世纪90年代国际上抗癌药三大成就之一[1]。美国FDA已原则上同意其他国家及厂家生产紫杉醇制剂并可以作为通用名药上市，这就打破了美国施贵宝公司对该药的垄断生产。这一决定意味着紫杉醇制剂价格将大幅下降，从而有利于广大肿瘤患者服用。然而由于这种天然化合物资源极其有限，严重的限制了其研究和应用的进度。同时尖锐的供需矛盾也在医学、化学和植物组织培养领域的科学家中引起了一场非同寻常的广泛研究，以增加这种化合物的来源和寻找高效、低毒、来源丰富的紫杉醇类似物。经过40多年努力，已经取得了可喜的进展。 1紫杉醇的制备 1.1天然红豆杉植物提取[2，3] 紫杉醇的直接来源是从天然植物红豆杉树皮、树叶中提取。但并不是所有品种的红豆杉树均含有紫杉醇，而且不同种类的红豆杉紫杉醇含量的多少差别非常明显。红豆杉属植物共11种，我国有4种及1种变种，它们分别是云南红豆杉、西藏红豆杉（又名喜马拉雅红豆杉）、中国红豆杉、东北红豆杉、南方红豆杉（又名美丽红豆杉）。紫杉醇在不同植物来源以及植物体不同部位的含量与提取分离有着直接关系。Vidensek对东北红豆杉幼苗以及成树的不同部位中的紫杉醇含量作了分析，结果表明，成树紫杉醇的含量高低依次为：树皮>树叶>树根>树干>种子>心材。对于不同植物来源的组织培养细胞中的紫杉醇含量，陈未名等作了大量研究，结果表明，愈伤组织中的紫杉醇含量以云南红豆杉为最高，其次为欧洲红豆杉，再次为红豆杉；而悬浮培养细胞中的紫杉醇含量从高到低依次为云南红豆杉、欧洲红豆杉、红豆杉。 红豆杉植物样品经过预处理，再用有机溶剂提取，然后用液-液萃取法、固相萃取法、CO2超临界流体萃取法等方法进行萃取，再经过柱层析法、薄层色谱法、沉淀法、胶束电动毛细管色谱法、膜分离法、树脂吸附分离法、高速逆流色谱法、化学反应法、药理作用靶点法分离纯化。