生物化学与分子生物学部分章节重点归纳

第二十二章基因表达与细胞信号转导的偶联机制
一、论句：
1、蛋白激酶/蛋白磷酸酶、G蛋白是信号通路开关分子。

2、磷酸化可能提高活性也可能降低活性
3、G蛋白/小G蛋白功能与GTP/GDP结合状态有关。

4、G蛋白偶联受体通过G蛋白-第二信使-靶分子发挥作用。

5、酶偶联受体通过蛋白激激酶-蛋白激酶-靶分子发挥作用。

二、名解
1.受体：
位于细胞膜上的或细胞内能特异识别配体并与之结合，进而引起生物学效应的特殊蛋白质，个别是糖脂。

膜受体绝大多数是跨膜糖蛋白，其胞外部分负责结合配体，细胞内部分负责信号的转导；胞内受体（包括胞浆受体和核受体）为DNA结合蛋白。

2.G蛋白偶联受体：
在结构上均为单体蛋白，有7个跨膜区域，又名七跨膜受体。

胞外结构负责结合外源信号，胞内部与异源三聚体G蛋白相结合而存在。

基本的信号转导方式是通过不同的G蛋白影响腺苷酸环化酶（AC）、磷脂酶C（PLC）等效应分子活性，从而改变细胞内第二信使的浓度，实现跨膜信息传递。

3.G蛋白：
即鸟苷酸结合蛋白。

结合有GDP的G蛋白是非活性形式，而结合有GTP的G蛋白是活性形式。

G蛋白一般固有GTP酶活性，可以水解结合的GTP是分子恢复非活性形式。

异源
三聚体G蛋白就是一类非常重要的转导七跨膜受体信号的G蛋白。

4.小G蛋白：
即分子量低的G蛋白，第一个被发现的分子式Ras，故又称为Ras超家族。

小G蛋白具有GTP/GDP转换、GTP酶活性等G蛋白的共同特征，是重要的细胞内信号转导分子。

5.信号转导通路：
细胞外信号经由受体在细胞内引起的有序分子变化，信号转导通路由各种信号转导分子相互作用而形成。

各种信号转导通路不是孤立的，而是有广泛交叉联系。

信号转导通路的形成是动态的，随着信号的种类和强度不断变化。

6.第二信使：
指激素等细胞外化学信号与靶细胞受体结合后，细胞内迅速发生浓度或分布改变的一大类小分子化合物，如cAMP、cGMP、Ca2+、IP3等。

它们作用于蛋白激酶等靶分子，改变其活性，进而改变细胞功能。

上述变化实现了对细胞外信号的跨膜转换和传递，因而这些分子被称为第二信使。

7.蛋白激酶：
是催化ATP的γ-磷酸基转移至靶蛋白的特定氨基酸残基上的一大类酶。

已发现的蛋白激酶主要有：蛋白丝氨酸/苏氨酸/酪氨酸激酶。

蛋白激酶活性受各种第二信使或蛋白分子调节。

三、问答：
1、列举在G蛋白偶联受体的信号转导通路上可能产生放大作用的步骤
答：受体活化G蛋白、G蛋白活化ACH和PLC等效应分子、效应分子催化第二信使的生成、第二信使激活靶蛋白等
2、细胞膜受体分为哪几大类？各自的结构和信号转导机制是什么？
答：可分为三类：离子通道型受体、G蛋白偶联受体，酶活性相关受体。

与离子通道型受
体结合的主要是神经递质，介导离子通道的打开和关闭，改变膜通透性，能迅速、准确地传递神经冲动；G蛋白偶联受体的胞内段与G蛋白结合存在，通过G蛋白的活化影响AC 或PLC等效应分子的活性，改变细胞内第二信使的浓度，以实现跨膜信号传递；酶活性相关受体均属单跨膜受体，有的自身固有酶活性，有的直接与酶结合，它们的信号转导依赖酶活性的变化和蛋白质相互作用。

4、列举EGFR介导的EGFR-Ras-MAPK信号通路的主要构成和作用方式
答：EGF与EGFR结合、EGFR发生二聚体化、受体的激酶被激活并发生Tyr的磷酸化、募集衔接分子Grb-2、募集低分子量G蛋白调节分子SOS、SOS活化小G蛋白Ras、Ras 活化Raf（MAPKKK）启动MAPK级联活化、MAPK进入细胞核使特定转录因子磷酸化、基因表达改变。

5、第二信使必须具备的特点
答：（1）不在能量代谢途径的中心；
（2）在细胞中的浓度或分布可以迅速改变；
（3）作为别构效应剂作用于相应的靶分子。

6、主要的第二信使及作用机制
答：（1）cAMP：激活PKA
（2）IP3：作用于内质网或肌质网上的IP3受体，使得Ca2+释放到胞质。

（3）Ca2+：可作用于肌钙蛋白、钙调蛋白（CaM）等。

CaM又可作用于PKC
（4）DAG：激活PKC
7、G蛋白结构有何特点？试述三种主要类型G蛋白的功能
答：G蛋白是鸟苷酸结合蛋白。

由α、β、γ三个亚基组成。

结合有GDP的G蛋白是非活性形式，而结合有GTP的G蛋白是活性形式。

当α亚基与GTP结合时β、γ脱落，从非活性转为活性形式。

G蛋白一般固有GTP酶活性，可以水解结合的GTP是分子恢复非活性形式。

异源三聚体G蛋白就是一类非常重要的转导七跨膜受体信号的G蛋白。

G蛋白功能：Gs：激活AC；Gi：抑制AC；Gp：激活PLC
第二十三章DNA操作的基本技术
1、Southern 印记可用于分析基因拷贝数的变化（用于DNA）
2、Northern 印记可用于分析基因转录水平的变化（用于RNA）
3、原位分子杂交技术可用于基因及其表达产物的定位分析
（1）原理是碱基互补配对
（2）标记物是探针（DNA芯片技术是标记样本）
4、PCR:
（1）DNA变性：
是指核酸双螺旋碱基对的氢键断裂，双链变成单链，从而使核酸的天然构象和性质发生改变。

（2）DNA的复性：
指变性DNA 在适当条件下，二条互补链全部或部分恢复到天然双螺旋结构的现象，它是变性的一种逆转过程。

（3）退火：
热变性DNA一般经缓慢冷却后即可复性，此过程称之为" 退火"
（4）原理：
○1
DNA半保留复制
○2
在不同温度下DNA变性，复性
5、Sanger双脱氧链末端终止法原理：
ddNTP没有3’-OH，掺入到新生链中时，不能再与其他dNTP上的磷酸基团形成3’，5’-磷酸二酯键，造成新生链终止。

第二十八章基因诊断与基因治疗
1、基因诊断的优点特点：
（1）高特异性；（2）高灵敏性；（3）可实现早期诊断；（4）应用范围广
2、基因诊断的技术方法：
（1）核酸分子杂交：
○1
Southern 印记杂交用于缺陷基因诊断
○2
Northern 印记杂交检测mRNA
○3
斑点杂交：
（直接将被测DNA或RNA固定在滤膜上，加入过量标记核苷酸探针杂交，用于特定基因及表达产物的定性、定量分析，但不能鉴定分子量、且特异性不高）
○4
反向斑点杂交：
（将探针固定于膜上，可同时检测多种突变）
○5
原位分子杂交，主要是荧光原位分子杂交（FISH）
（2）PCR
（3）DNA序列分析
（4）芯片
3、基因治疗：
（1）基因置换：
校正缺陷基因（导入正常基因置换基因组内原有的缺陷基因）
（2）基因添加：
校正基因缺陷（通过导入外源基因使靶细胞表达其本身不表达的基因）
（3）基因干预：
抑制某个基因的表达（抑制某个基因的表达或破坏某个基因的结构使之不能表达）（4）自杀基因：
可抑制恶性肿瘤细胞（使无毒的药物前体转化为细胞毒性代谢物）
（5）基因免疫：
治疗肿瘤（导入免疫增强因子）。