未折叠蛋白反应

未折叠蛋白反应：从应激通路到稳定调节 Peter Walter and David Ron

细胞分泌或展示在起表面的大多蛋白质进入它们折叠组装的场所内质网，只有合适的组装蛋白质才能从内质网进入细胞表面。细胞会根据需要来调节内质网内部蛋白质组装能力，从而确保蛋白质折叠的精确性。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、UPR UPR 就是其中一个例子，他详细表述的分子机制说明了一个真核细胞调控器内质网的能力。令人感到意外的是，由于这些机制的激增，关于UPR 是如何与细胞生理杂乱的各方面协调并维持稳态的，这方面的发现的大门被打开了。

事实上，真核细胞所有用来与环境惊醒信息交流的蛋白都在内质网组装。它们传出传入的信息决定了器官的健康，比如传递细胞分裂、成熟、分化或死亡的信号。一个阈值来保证

分

UPR的延长意味着ER应激没有得到缓和，稳态没有得到恢复，这关联细胞的生死。同时也

UPR主要的三种通路已被证明。所有通路格子新号传到通路平行进行。各通路根据一组内质网膜跨膜信号转道蛋白来命名：IRE1(抑制物阻抗性酯酶)、PERK(双键RNA依赖的蛋白激酶样内质网激酶)、ATF6(活性转录因子6)内质网膜上三种起信号转传导作用的跨膜蛋白。IRE1通路存在低等生物中最为保守的通路。伴随进化多细胞生物中才有了PERK和ATF6通路。不同的细胞类型中UPR有不同的体现。而且多重多样的基因编码ATF6家族蛋白，不如动物细胞中两类IRE1同源，暗示细胞类型的分化仍旧不得解。无论那种通路的激活都会导

致b-ZIP 转录因子的产生，单独作用或相互合作来激活靶基因。

ATF6是最初被合成的内质网膜跨膜蛋白，是能够大量内质网域的转录因子。未折叠蛋白一旦累积，ATF6就被装入运输囊泡，被运往高尔基体。在高尔基体ATF6被两个蛋白酶S1P 和S2P水解，自由的N末端进入细胞核并激活UPR靶基因。ATF6靶基因重要内质网腔内蛋白和内质网折叠有关。例如，Bip(热休克蛋白家族的一员)。蛋白质二硫键异构酶和葡萄糖调节蛋白94（GRP94;Hso90家族的一员）。固醇调节元件结合蛋白是哺乳动物控制固醇生物

UPR

mRNA的码

GADD34

酸化。如果GADD34受到危害基本被删除，这一致命结果有磷酸化造成，可见稳定的重要性。UPR 的第三条通路因存在于酵母中而得名，是研究的最为清楚的一个通路。IRE1是生物功能跨膜蛋白，具有核酸酶活性，它用独特机制拼接mRNA,传递UPR 信号。随着之后内质网膜上的寡聚化造成构想的改变，IRE1在两个特殊位点切除一段基因来编码相应的UPR转录因子，称为XBP1(X-BOX结合蛋白1)。剩余的外显子被连接在一起（存在于酵母中的RNA

连接酶，一种或多种未见于哺乳动物细胞中的酶）转为一个拼接好的mRNA,可用于有活性的转录因子（XBP1s有标记物提示它是拼接后的RNA产物)酵母中，IRE1协助UPR基因的表达，然而在动物细胞中，诱导UPR转录因子间有冗余。尽管如此，XBP1S在知道脂类生物合成酶方面的扮演着重要角色。

对IRE1激活的分子机制的深入研究

核酸

,这

信号,

。磷

为其他因素提供结合位点帮助低聚物的解体。这种机制可能促进，向磷酸化的IRE1之间的嵌入到激活的低聚物和过度磷酸化而解体，这两者的之间的一个动态平衡。

有越来越多的证据表明使IRE1激活的阈值综合可以通过各种方式调解。例如,结合到IRE1的激酶位点上的小分子可以被不同的催化剂抑制或激活。这些化合物的绑定被认为保守的蛋白激酶:在两个构想状态之间的转换“aC-helix”和“aC-helix。“在第一个构象,IRE1

倾向于二聚体化并被激活第二种构想中倾向于抑制激活的。因此IRE1的激酶域作为一个包含有配体的构象模块,可以调节激活阈值。这为IRE1提供了一种由核苷酸调节的方法(或者其他涉及核苷酸结合域的代谢分子)。通过寡聚化和激活反应的调节在酵母IRE1在低聚物界面上有第二配体结合位点,到目前为止,只见于体外。

IRE1与底物的相互作用

酵母

是酵母

分子只当

可能是耦合的。因为它的互作特性,IRE1核糖核酸酶激活性会突然达到临界阈值浓度， IRE1的胞质模块,有一种类似开关属性。在细胞内,许多IRE1模块产生的信号，这样的二进制输出会累积成能体现输出信号的强度的反应这对稳态的维持是非常有用的。只要将内质网多个位置上的信号进行集成，这种综合信号就会发生，可以随时有效的清点激活的IRE1集群的个数。

UPR激活过程中未折叠蛋白感受和选择模块

为了感受内质网腔内未折叠蛋白，UPR信号蛋白一定和内质网腔感应域相互作用。然而所有蛋白都以未折叠状态进入内质网。所以，IRE1、PERK和ATF6被激活的阈值一定要协调。早期研究表明，IRE1和PERK都以单体的非激活形式与BIP结合，未折叠蛋白竞争性与BIP 结合，BIP 更倾向于与腔域分离，使IRE1和PERK自发低聚化。然而随后对酵母的研究显示，不能结合Bip的突变体去可以有效激活UPR，意味着IRE1可以不依赖Bip而独立发挥

腔域

的激活。

IRE1）

分支更好的激活改变反应这一概念。另一个例子是，在B细胞分化为浆细胞的过程中。IRE1信号传递可能并不依赖与ER腔对未折叠蛋白的感应。由于浆细胞要分泌大量免疫物质，ER的作用被放大，因此这个发展的趋向对XBP1s的表达使很必须的。意外的是，UPR感应早与可测量的免疫蛋白的表达，表明这种情况下，IRE1的激活可能被一种开关驱动而不是分泌通路的ER超负荷。的确，突变B细胞不产生免疫蛋白除非诱导IRE1来应对分化信号，这个例子中，UOR作为一个模型，细胞有刀开关可能并不是起源于内质网腔，相反，传统的

激活模块，ER内状态反应。

非传统的UPR调节

由IRE1介导的对 XBP1mRNAis拼接非常特殊。在出芽酵母中同源物HAC1 mRNA的是唯一可识别IRE1的底物,在动物细胞中除了XBP1mRNA在没有其他mRNA可以依赖IRE1进行拼接。极为特别的mRNA与IRE1接触方式与可以把RNA切割成多样形式的并行模式截然不同。叫做

网组装必要蛋白质保持平衡。的确, 如果我们考虑到这两个元件都准备发挥局部防止:RIDD 目标被集群的IRE1激活,而磷酸化可能目标是被PERK激活的eIF2a分子。RIDD与 eIF2a 磷酸化之间的相似之处可能更多。我们推测,在正常细胞生长条件,ER内折叠的能力和需求的细微的波动可能被限制在确定的范围内而不是影响整个细胞器, PERK和RIDD的局部激活可能在允许空间内的稳态调节。这与受三条通路影响综合细胞内各种信号而激活转录程序的全局控制形成对照。总的来说，基因表达的改变造成他们的行动反过来又影响细胞。

持续的ER应激的后果

做出是否凋亡的抉择时，对内质网UPR细胞整体范围内信号的整合尤为重要。是否存在单一或多个机制在ERS时诱导细胞凋亡还不清楚。较为引起关注的说法是，三个UPR通路提供相反的信号，而ERS为得到缓和时，较为及时的感应改变保护性的存活还是凋亡之间的平衡。例如，当ERS延续时IRE1信号变得很微弱，同样的，PERK通过诱导GADD34的表达来弱化自身的作用。这样两个通路都包含自带的定时器极可能有助于生存和凋亡的选择。

很重

在

白折叠的能力。IRE1(通过RIDD)

1. D. Ron, P. Walter, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 8, 519(2007).

2. S. Schuck, W. A. Prinz, K. S. Thorn, C. Voss, P. Walter,J. Cell Biol. 187, 525 (2009).

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12. D. R. Carrasco et al., Cancer Cell 11, 349 (2007).

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未折叠蛋白反应 (1)

未折叠蛋白反应：从应激通路到稳定调节Peter Walter and David Ron 细胞分泌或展示在起表面的大多蛋白质进入它们折叠组装的场所内质网，只有合适的组装蛋白质才能从内质网进入细胞表面。细胞会根据需要来调节内质网内部蛋白质组装能力，从而确保蛋白质折叠的精确性。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。内质网通过激活包内信号转导来反应腔内未折叠蛋白的压力，这统称为未折叠蛋白反应（UPR）。而且，至少三种明显不同的UPR通路来调节各种不同基因的表达使内质网保持稳态或当内质网应激得不到消除时诱导细胞凋亡。最近研究进展给UPR的复杂机制及其在各种疾病中扮演的角色带来了一线光明。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。UPR，一种保守系统发生信号路径，是内质网的检测器，检测折叠能力的不足并，感知错误折叠的胁迫，从而根据内质网状态来交流信息来调控振和基因表达。UPR的激活是通过对内质网膜表达的调节，用新合成的蛋白质折叠基质填充来满足需要。这种长期大范围转录调控伴随着进入内质网的蛋白质流量瞬间减少。这样UPR建立并维持的稳态的无数其他循环的一个范例。复杂的细胞器安排发生元件的分子水平上得到阐明时，细胞生物学进展才能完美体现。UPR就是其中一个例子，他详细表述的分子机制说明了一个真核细胞调控器内质网的能力。令人感到意外的是，由于这些机制的激增，关于UPR是如何与细胞生理杂乱的各方面协调并维持稳态的，这方面的发现的大门被打开了。事实上，真核细胞所有用来与环境惊醒信息交流的蛋白都在内质网组装。它们传出传入的信息决定了器官的健康，比如传递细胞分裂、成熟、分化或死亡的信号。一个阈值来保证各部分组装的精确性，离开了这些质量控制集体就会陷入混乱局面。ER的基本功能就是运用对蛋白质的质量控制，使得只有经过正确折叠的蛋白质才能装入内质网囊泡被运网细胞表面。错误折叠蛋白滞留在ER内部，被排到细胞液后被蛋白酶体降解，这个过程成为内质网相关蛋白降解（ERAD）。ERAD 在不能引起UPR的细胞中是必须的，这也体现了多台不能回到他原来的状态的重要性。

错误折叠与蛋白质构象病

错误折叠与蛋白质构象病生物物理系 2005级硕士研究生刘莹摘要：许多疾病的发生是由蛋白质错误折叠引起的,这类疾病被称为蛋白质错误折叠病。蛋白质突变、泛素-蛋白酶和自噬功能的失常与蛋白质错误折叠的发生,异常蓄积和聚集有关。本文综述了蛋白质错误折叠和聚集的机制和部分蛋白质构象病产生的机理。关键词：蛋白质错误折叠；分子伴侣；泛素-蛋白酶系统；溶酶体途径；Prion；蛋白质是生物体的组成成分之一,在物质代谢、机体防御、血液凝固、肌肉收缩、细胞信息传递、个体生长发育、组织修复等方面均有不可替代的重要作用。具有完整一级结构的多肽或蛋白质,只有当其折叠形成正确的三维空间结构才可能具有正常的生物学功能。一旦蛋白质形成了错误的空间结构,将丧失其生物学功能,还会引起相关疾病,迄今已发现20 多种蛋白质的错误折叠与疾病相关,神经退行性疾病如阿尔茨海默病’s disease , AD) , 帕金森病(Parkinson’s disease , PD) ,亨廷顿舞蹈病(Huntington’sdisease ,HD) ,朊蛋白病(prion disease) ,家族性肌萎缩侧索硬化症(familial amyotrophic lateral sclerosis ,ALS) 等均与错误折叠的蛋白质聚合和沉积有关。一蛋白质折叠与降解的机制蛋白质的一级结构是其特定空间结构的基础,此外,肽链还需经过与翻译同时进行的和翻译完成后的化学加工,如形成二硫键,完成糖基化、羟基化、磷酸化等化学修饰。这些化学修饰以及蛋白质亚基的非共价键聚合、蛋白质的靶向输送等均与肽链的折叠密切相关。在细胞内大多数天然蛋白质能自发形成比较稳定的天然结构, 或被配体和代谢因子所稳定。但约10 %～20 %新合成的多肽链需要分子伴侣的帮助才能正确折叠。此外,约有20 %新合成的多肽链不能形成正确的三维结构而被蛋白酶降解,包括由于错误转录和翻译形成的不完全蛋白质,翻译后受到化学损伤或其他因素引起的失活、去折叠或折叠错误的蛋白质。在真核细胞中,多余的蛋白质主要通过泛素化(ubiquitination) 过程降解。分子伴侣和蛋白酶系统是保证蛋白质正常功能的两大质量控制系统。 1）分子伴侣：分子伴侣是与其他蛋白不稳定构象相结合并使之稳定的蛋白,它们通过控制结合和释放来帮助被结合多肽在体内的折叠、组装、转运或降解等。在真核细胞中,许多蛋白质在胞内合成后分泌至细胞外。在经高尔基体分泌之前这些蛋白质先转移至内质网中(endoplamic reticulum , ER) 。ER 中含有大量的分子伴侣和蛋白折叠的催化剂以促进有效的折叠。这些蛋白质均严格遵守内质网质量控制机制来进行折叠。该机制包含了一系列糖基化和脱糖基化的过程,可以防止错误折叠的蛋白质从细胞中分泌出来。分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开,如此反复进行可防止错误的聚集发生,使肽链正确折叠。分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合,使之解聚后再诱导其正确折叠。分子伴侣主要分为伴侣素家族(chaperonin ,Cpn) 、应激蛋白70 家族(Stress270 family) 、应激蛋白90 家族(Stress290 family) 及核质素、T 受体结合蛋白(TRAP) 等。 2）蛋白酶系统：大部分细胞内蛋白降解均通过泛素2蛋白酶体途径。错误折叠或已损伤的蛋白质经泛素标记后被蛋白酶体所降解。泛素是由76 个氨基酸组成的蛋白质,在所有类型细胞中均有表达。蛋白质与泛素分子共价结合得以降解。第一个泛素分子与蛋白质结合后,可连接另一泛素分子,如此继而形成多泛素链。多泛素标记的蛋白质含4 个或更多的泛素,可被26 S 蛋白酶体识别并降解。Proteasome 是由多个亚单位组成的大分子复合物,是依赖于ATP 的蛋白质降解系统, 大约有40 种相对分子质量为20 000～110 000 的多肽组成两种具有相同酶解活性的复合物:20 S 和26 S proteasomes。

未折叠蛋白反应

未折叠蛋白反应：从应激通路到稳定调节 Peter Walter and David Ron 细胞分泌或展示在起表面的大多蛋白质进入它们折叠组装的场所内质网，只有合适的组装蛋白质才能从内质网进入细胞表面。细胞会根据需要来调节内质网内部蛋白质组装能力，从而确保蛋白质折叠的精确性。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、UPR UPR 就是其中一个例子，他详细表述的分子机制说明了一个真核细胞调控器内质网的能力。令人感到意外的是，由于这些机制的激增，关于UPR 是如何与细胞生理杂乱的各方面协调并维持稳态的，这方面的发现的大门被打开了。事实上，真核细胞所有用来与环境惊醒信息交流的蛋白都在内质网组装。它们传出传入的信息决定了器官的健康，比如传递细胞分裂、成熟、分化或死亡的信号。一个阈值来保证分

各部分组装的精确性，离开了这些质量控制集体就会陷入混乱局面。ER的基本功能就是运用对蛋白质的质量控制，使得只有经过正确折叠的蛋白质才能装入内质网囊泡被运网细胞表面。错误折叠蛋白滞留在ER内部，被排到细胞液后被蛋白酶体降解，这个过程成为内质网相关蛋白降解（ERAD）。ERAD在不能引起UPR的细胞中是必须的，这也体现了多台不能回到他原来的状态的重要性。 UPR的延长意味着ER应激没有得到缓和，稳态没有得到恢复，这关联细胞的生死。同时也 B UPR主要的三种通路已被证明。所有通路格子新号传到通路平行进行。各通路根据一组内质网膜跨膜信号转道蛋白来命名：IRE1(抑制物阻抗性酯酶)、PERK(双键RNA依赖的蛋白激酶样内质网激酶)、ATF6(活性转录因子6)内质网膜上三种起信号转传导作用的跨膜蛋白。IRE1通路存在低等生物中最为保守的通路。伴随进化多细胞生物中才有了PERK和ATF6通路。不同的细胞类型中UPR有不同的体现。而且多重多样的基因编码ATF6家族蛋白，不如动物细胞中两类IRE1同源，暗示细胞类型的分化仍旧不得解。无论那种通路的激活都会导

生理考试5道题答案

1 试述应激神经内分泌调节机制当机体受到强烈剌激时，就会出现以交感神经兴奋、儿茶酚胺分泌增多和下丘脑、垂体-肾上腺皮质分泌增多为主的一系列神经内分泌反应，以适应强烈剌激，提高机体抗病的能力。因此，应激时的神经内分泌反应，是疾病时全身性非特异反应的生理学基础。应激内分泌调节主要包括三个方面：1，交感—肾上腺髓质系统2，下丘脑—垂体—肾上腺皮质系统3，其他激素。 1，蓝斑—交感—肾上腺髓质系统应激时，交感-肾上腺髓质，血浆肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺的浓度迅速增高。 ◆应激园促进交感—肾上腺髓质系统兴奋引起两方面作用，1）儿茶酚胺分泌增多——防御作用：增强心功改善组织供血；血流重分布保心脑；扩张支气管增加氧；升高血糖增加供能；中枢兴奋促进激素分泌。2）交感神经活动过强——消极影响：肾胃肠缺血性损伤；能量物质大量消耗；心血管应激性损伤。 2，下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统(HPA)反应(糖皮质激素) 应激时，几乎无例外地出现血浆糖皮质激素(GC)的浓度升高，且反应迅速，升高的幅度大。糖皮质激素的分泌加强是下丘脑-垂体前叶-肾上腺皮质相互作用的结果。 GC分泌调节：下丘脑——促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）——垂体门脉循环进入垂体前叶——促肾上腺皮质激素（ACTH）释放——肾上腺皮质——皮质醇（皮质醇又抑制CRH 和ACTH的释放） ◆机制：应激原促进CRH和ACTH分泌增多，进一步促进糖皮质激素分泌，引起两方面作用1）防御作用：升高血糖提供能量；改善心血管功能；稳定溶酶体膜减少组织损伤；抑制炎症反应减少组织损伤2）消极影响：蛋白分解过多负氮平衡；抑制免疫感染增加；抑制组织再生影响创伤愈合。 3，其他激素反应 1.分泌增加:胰高血糖素、生长激素、抗利尿激素、血浆醛固酮水平、β-内啡肽等。 2.分泌降低：促甲状腺素、T3、T4等。 3.双向作用：血浆胰岛素含量偏低(早)，升高(血糖升高后) 2 神经内分泌应激调节网络进行功能调节生物学基础及调节机理生物学基础：调节机理：当机体受到强烈刺激时，应激反应的主要神经内分泌改变为蓝斑（LC）-交感-肾上腺髓质轴和下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴（HPA）的强烈兴奋，多数应激反应为生理生化变化与外部表现皆与这两个系统的强烈兴奋有关。 1、蓝斑-交感-肾上腺髓质系统该系统的主要中枢效应与应激时的兴奋、警觉有关，并有紧张、焦虑的情绪反应，该系统的外周效应主要表现为血浆肾上腺素、去甲肾上腺素浓度升高。交感-肾上腺髓质系统的强烈兴奋主要参与调控机体对应激的急性反应，介导一系列的代谢和心血管代偿机制以克服应激原对机体的威胁或对内环境的扰乱作用等。这些作用促使机体紧急动员，处于唤起（arousal）状态，有利于应付各种变化的环境。但强烈的交感-肾上腺髓质系统的兴奋引起耗能和组织分解、血管痉挛、组织缺血、致死性心律失常等。 2、下丘脑-垂体-肾上腺皮质激素系统（HPA）应激时HPA轴兴奋的中枢效应：HPA轴兴奋释放的中枢介质为激素（CRH）和ACTH，CRH刺激ACTH的分泌进而增加糖皮质激素（GC）的分泌，它是HPA轴激活的关键环节。CRH另一重要功能是调控应激时情绪行为反应。应激时HPA轴兴奋的外周效应：应激时糖皮质激素分泌迅速增加，对机体抵抗有害刺激起着极为重要的作用。GC升高是应激时血糖增加的重要机制，它促进蛋白质的糖异生，并对儿茶酚胺、胰高血糖素等的脂肪动员起容许作用；GC对许多炎症介质、细胞因子的生成、释放和激活具有抑制作用，并稳定溶酶体膜，减少这些因子和溶酶体酶对细胞的损伤；GC还是维持循环系统对儿茶酚胺正常反应性的必

研究线粒体DNA表观遗传学的作用以及展望

研究线粒体DNA表观遗传学的作用以及展望研究线粒体DNA表观遗传学的作用以及展望本文关键词：表观，线粒体，遗传学，展望，作用研究线粒体DNA表观遗传学的作用以及展望本文简介：关键词：线粒体；表观遗传学；交叉串话；表观遗传学能够在不改变基因序列的情况下调控基因的表达，且该变化是可遗传的，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA和RNA甲基化等，在调控基因表达、个体发育、分化和衰老等方面发挥重要作用。线粒体基因组是一个环状的双链DNA分子，含有类似于组蛋白结构的研究线粒体DNA表观遗传学的作用以及展望本文内容：关键词：线粒体；表观遗传学；交叉串话；表观遗传学能够在不改变基因序列的情况下调控基因的表达，且该变化是可遗传的，主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、miRNA和RNA甲基化等，在调控基因表达、个体发育、分化和衰老等方面发挥重要作用。线粒体基因组是一个环状的双链DNA分子，含有类似于组蛋白结构的类核，受到表观遗传学机制调控。线粒体表观遗传学（mitoepigentics）是指线粒体编码的基因发生表观遗传修饰以及其他代谢物对线粒体进行表观遗传调控而产生影响，且线粒体与核基因组存在复杂的表观遗传学调控作用网络，可参与复杂的病理生理过程，如神经退行性疾病、癌症或早衰等，其线粒体表观遗传学已然成为生命科学究领域一个崭新的重要内容。线粒体表观遗传学有4种调控方式：（1）调控核基因表达的表观遗传机制，可通过调节核编码的线粒体基因表达影响线粒体；（2）细胞特异性线粒体DNA （mt DNA）含量和线粒体活性决定核基因的甲基化模式；（3） mt DNA变异影响核基因表达模式和核DNA甲基化水平；（4） mt DNA本身也受到表观遗传学修饰[1].此外，暴露于环境污染物和膳食营养等因素也会刺激线粒体基因的表观遗传学修饰，从而影响其基因表达[2].线粒体与细胞核之间的交叉串话、利用mt DNA表观遗传产物作为生物学标志以及环境、营养膳食对线粒体表观遗传的影响是目前生命科学研究的重要内容。 1、mt DNA表观遗传学修饰及其作

2016合肥二模-生物(含答案)

合肥市2016年高三第二次教学质量检测理科综合试题（考试时间：150分钟满分：300分）注意事项： 1.答题前，务必在答题卡和答题卷规定的地方填写自己的姓名、准考证号和座位号后两位。 2.答第I卷时，每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。 3.答第II卷时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卷上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卷规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。 4.考试结束，务必将答题卡和答题卷一并上交。第I卷选择题一、选择题：本题共13小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1.下列关于细胞中有机物的说法错误的是 A.蛋白质是细胞器共有的化学成分 B.某些脂质可参与细胞的物质运输 C.糖类与精子、卵细胞间的识别无关 D.DNA是一切原核生物的遗传物质 2.下列有关细胞呼吸和光合作用的叙述，正确的是 A.酵母菌细胞的呼吸方式不同，产生CO2的场所也不同 B.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短 C.离体的叶绿体基质中添加ATP、NADPH和CO2后，不能完成暗反应 D.密闭玻璃容器中降低CO2供应，植物光反应不受影响但暗反应速率降低

3.实验室培养甲、乙、丙、丁四种不同类型细胞，测得分裂间期占细胞周期的比例如下图所示，有关说法正确的是 A.四种细胞中丙分裂间期持续的时间最长 B.加入DNA复制抑制剂，停留在分裂间期细胞数量最少的是丁 C.不同温度下培养以上四种细胞，细胞周期持续的时间都会发生变化 D.正常情况下四种细胞在分裂间期可发生染色体数目变化 4.下图是某DNA片段的碱基序列，该片段所编码蛋白质的氨基酸序列为“…甲硫氨酸—亮氨酸—谷氨酸—丙氨酸—天冬氨酸—酪氨酸…”（甲硫氨酸的密码子是AUG，亮氨酸的密码子是UUA、UUG、CUU、CUC、CUA、CUG，终止密码子是UAA、UAG、UGA）。下列有关说法正确的是 A.该片段所编码蛋白质时以a链为模板合成信使RNA的 B.若1处的碱基对C//G替换成T//A，编码的氨基酸序列不变 C.若2处的碱基对C//G替换成A//T，编码的氨基酸数目不变 D.发生一个碱基对的缺失对氨基酸序列的影响总是大于发生三个碱基对的缺失 5.某实验小组在做“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的预实验时，得到如下实验结果：针对该结果，进一步实验必须采取的措施有： ①降低所使用的生长素类似物溶液浓度②去掉枝条上所有幼芽、幼叶 ③向培养液中通入更多的空气④延长在生长素类似物溶液中浸泡的时间 A.① B. ② C. ①④ D. ②③

未折叠蛋白反应

未折叠蛋白反应:从应激通路到稳定调节 Peter Walter and David Ron 细胞分泌或展示在起表面的大多蛋白质进入它们折叠组装的场所内质网,只有合适的组装蛋白质才能从内质网进入细胞表面。细胞会根据需要来调节内质网内部蛋白质组装能力,从而确保蛋白质折叠的精确性。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其她细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。内质网通过激活包内信号转导来反应腔内未折叠蛋白的压力,这统称为未折叠蛋白反应(UPR)。而且,至少三种明显不同的UPR通路来调节各种不同基因的表达使内质网保持稳态或当内质网应激得不到消除时诱导细胞凋亡。最近研究进展给UPR的复杂机制及其在各种疾病中扮演的角色带来了一线光明。分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其她细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。UPR,一种保守系统发生信号路径,就是内质网的检测器,检测折叠能力的不足并,感知错误折叠的胁迫,从而根据内质网状态来交流信息来调控振与基因表达。UPR 的激活就是通过对内质网膜表达的调节,用新合成的蛋白质折叠基质填充来满足需要。这种长期大范围转录调控伴随着进入内质网的蛋白质流量瞬间减少。这样UPR建立并维持的稳态的无数其她循环的一个范例。复杂的细胞器安排发生元件的分子水平上得到阐明时,细胞生物学进展才能完美体现。UPR就就是其中一个例子,她详细表述的分子机制说明了一个真核细胞调控器内质网的能力。令人感到意外的就是,由于这些机制的激增,关于UPR就是如何与细胞生理杂乱的各方面协调并维持稳态的,这方面的发现的大门被打开了。事实上,真核细胞所有用来与环境惊醒信息交流的蛋白都在内质网组装。它们传出传入的信息决定了器官的健康,比如传递细胞分裂、成熟、分化或死亡的信号。一个阈值来保证各部分组装的精确性,离开了这些质量控制集体就会陷入混乱局面。ER的基本功能就就是运用对蛋白质的质量控制,使得只有经过正确折叠的蛋白质才能装入内质网囊泡被运网细胞表面。错误折叠蛋白滞留在ER内部,被排到细胞液后被蛋白酶体降解,这个过程成为内质网相关蛋白降解(ERAD)。ERAD在不能引起UPR的细胞中就是必须的,这也体现了多台不能回到她原来的状态的重要

DTT诱导线粒体应激引起胶质瘤细胞凋亡的机制研究

中国实验诊断学2019年3月第23卷第3期515 human and murine squamous cell carcinoma[JJ Clin Invest, 2011,121(2):809. [9]Hatakeyama H,Cheng H,Wirth P,et al.Regulation of heparin binding EGF-Like growth factor by miR212and acquired cetux-imab resistance in head and neck squamous cell carcinoma[J]. PLos One,2010,5(9)：12702 [10]An X,Sarmiento C?Tan T,et al.Regulation of multidrug resist- ance by microRNAs in anti-cancer therapy[J].Acta Pharm Sin B,2017,7(1)：38. [11]Kang L.Mao J,Tao Y,et al.MicroRNA-34a suppresses the breast cancer stem cell-like characteristics by downregulating Notchl pathway]J].Cancer Sci?2015,106(6):700. [12]Alhasan L.MiR-126Modulates Angiogenesis in Breast Cancer by Targeting VEGF-A-mRNA[J].Asian Pac J Cancer Prev, 2019,20(1):193. [13]Zhang Y?Yan J.Wang L.et al.HIF-la Promotes Breast Cancer Cell MCF-7Proliferation and Invasion Through Regulating miR-210[J].Cancer Biot h er Radiopharm,2017,32(8):297. [14]Zuo J,Wen M,Lei M,et al.MiR-210links hypoxia with cell pro- liferation regulation in human Laryngocarcinoma cancer[J].J Cell Biochem,2015,116(6)：1039. [15]王苹，刘照轩，于红，等.抑制miRNA-210表达降低缺氧所致喉癌Hep-2细胞放疗耐受的实验研究[J].中华临床医师杂志，2015,9(7):1174. (收稿日期:2018-11-30) 文章编号：1007-4287(2019)03-0515-04 DTT诱导线粒体应激引起胶质瘤细胞凋亡的机制研究周子荐」，沈璐妍2,刘远达彳，全成实" (1.吉林大学临床医学院，吉林长春130021；2.吉林大学基础医学院病理生理学系； 3.吉林大学第二医院胃肠营养及疝外科) 研究表明，胶质瘤细胞对化疗药的敏感性与其细胞内部发生的内质网应激有着十分密切的关联在化疗药物的作用下，肿瘤细胞内质网稳态受到破坏，蛋白质无法折叠或错误折叠.引起内质网应激図。DTT(二硫苏糖醇)是一种内质网应激诱导剂，可阻止蛋白质中的半胱氨酸残基的氧化，干扰PDI(二硫键异构酶)在蛋白质二硫键形成中的催化作用，导致错误折叠的蛋白大量堆集⑶，从而诱发内质网应激。因此，本实验选用DTT诱导脑胶质瘤细胞系SHG44产生内质网应激，并进行线粒体应激相关指标、线粒体ROS水平和细胞凋亡蛋白检测。 1材料与方法 1.1细胞、主要试剂与仪器人脑胶质瘤细胞系SHG44,购于上海子实生物公司。二硫苏糖醇(DTT)购自北京coolaber公司,Caspase-3活性检测试剂盒购自上海碧云天公司。GRP78蛋白抗体购自proteintech公司；CHOP购自abeam公司；(3-actin、PDI、HSP10、HSP60、ClpP、LON、Htr A2/ ()mi抗体、HRP标记的山羊抗兔IgG~抗和HRP *通讯作者标记的山羊抗小鼠IgG二抗购自Santa Cruz公司。 1.2实验方法 1.2.1细胞培养及处理细胞培养：使用10%胎牛血清的低糖DMEM培养基置于37'C,5%CQ细胞培养箱中培养，保持饱和湿度。细胞培养每3天进行一次传代，细胞使用0.01M PBS冲洗一次，0.25%胰酶细胞消化，并按照1:3的比例进行传代。药物处理：取对数期生长细胞，设置空白对照组和实验组，实验组采用DTT(5“mol/ml)分别处理3h,6h,12h及24h。 1.2.2MTT比色法检测96孔板接种为1.0X 104细胞/孔，细胞用含10%小牛血清的正常培养液混匀，每孔终体积为100“1,5%CO2、37C培养箱孵育过夜。设置3个阴性对照组，每个实验组设3个复孔，按实验所需加药物处理，每孔终体积为100以。到作用时间点结束后，再往每孔加入10以MTT,孵育4-6h后弃去培养液，每孔加入1500 DMS()。孔板在平板振荡器上振荡5-10min。酶标仪490nm波长测取吸光度值，记录结果，计算抑制率或存活率。 1.2.3细胞线粒体ROS水平检测细胞接种于6孔板上，分组处理同1.2.1。以1：1000Mito-SOX

浅谈蛋白质折叠的有关问题

浅谈蛋白质折叠的有关问题【摘要】：蛋白质折叠问题是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和X 射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态。【关键字】：生物大分子分子伴侣蛋白质的折叠识别结合【正文】一、新生肽段折叠研究中的新观点长期以来关于蛋白质折叠，形成了自组装（self-assembly）的主导学说，因此，在研究新生肽段的折叠时，就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内，用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型，并认为细胞中新合成的多肽链，不需要别的分子的帮助，不需要额外能量的补充，就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年，邹承鲁明确指出，新生肽段的折叠在合成早期业已开始，而不是合成完后才开始进行，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整，先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠，而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此，在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样，三维结构的形成是一个同时进行着的，协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白，分子伴侣（Molecularchaperone）的发现，以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出，说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的，而不是自发进行的。二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用蛋白质分子的三维结构，除了共价的肽键和二硫键，还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构，他们常常是一些疏水表面，它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子，甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说，每一步折叠都是正确的，充分的，必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程，为了提高蛋白质生物合成的效率的，应该有帮助正确途径的竞争机制，分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。

内质网应激中线粒体的作用

内质网应激中线粒体的作用发表时间：2016-06-14T11:52:46.683Z 来源：《健康前沿》2016年3月作者：李爱云刘保林黄芳（通讯作者）[导读] 内质网是细胞内分布最广泛、维持细胞功能重要的细胞器。（中国药科大学中药药理教研室江苏南京 211198）摘要内质网和线粒体为细胞中关系密切的细胞器，细胞应激可引发内质网应激（ER Stress），线粒体功能在ER Stress中发挥重要作用，通过线粒体相关的内质网膜（MAMs）传递信号影响ER Stress的发生与发展。关键词 ER Stress MAMs 线粒体内质网是细胞内分布最广泛、维持细胞功能重要的细胞器，其功能包括蛋白质的折叠，Ca2+的存储，脂质、碳水化合物的代谢及信号传导。细胞应激如Ca2+失调，氧化还原失衡，蛋白质糖基化异常及蛋白折叠缺陷均可导致未折叠或错折叠蛋白在内质网腔中积聚，引发ER Stress。细胞内存在一个完善的恢复细胞稳态或促进细胞死亡的信号通路，包括未折叠蛋白反应，内质网相关的蛋白降解途径（ERAD），自噬，缺氧信号及线粒体生物合成，统称为ER Stress反应[1]。非折叠蛋白反应是体内一系列适应性级联反应，通过调节内质网的三个膜感应蛋白而激活特定的下游转录程序：ATF4（PERK），剪切的ATF6（ATF6），拼接型XBP1（IRE1α），这些转录因子可直接激活分子伴侣蛋白的转录[2]，促进内质网中蛋白质的折叠能力而减轻ER Stress，保护内质网功能。线粒体是细胞内的具有双层膜结构的细胞器，之前研究认为线粒体为细胞质中独立存在并完成特定细胞和代谢功能的细胞器，近年来，越来越多的研究表明线粒体与内质网不仅在生理功能上相互联系，在病理条件下也存在信号传导，影响彼此的功能，导致细胞死亡及慢性疾病的发生[3]。线粒体通过MAMs与内质网紧密相连，MAMs对于内质网与线粒体间的Ca2+信号传导、脂质转运及能量代谢至关重要[4]。线粒体Ca2+的摄取有利于调节线粒体代谢和内质网稳态，内质网与线粒体间Ca2+转运障碍导致细胞质中游离的钙离子增加，可通过激活p38丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）而引发ER Stress[5]。细胞内的ROS主要来源于线粒体，线粒体功能紊乱引起细胞内ROS异常升高引发氧化应激。此外，线粒体与内质网毗邻可保证内质网ATP的需求。内质网与线粒体不仅在结构和功能上相互影响，线粒体应激与ER Stress也密切相关，共同参与疾病的发生与发展。线粒体应激在ER Stress中发挥重要作用，应激信号从内质网传导至线粒体，根据细胞应激的程度，引起线粒体促生存或促凋亡的适应性变化。在ER Stress 的适应性早期，促进细胞器间的Ca2+转运，促进线粒体氧化呼吸链活性，促进线粒体ATP的合成；而持续的ER Stress通过抑制线粒体氧化呼吸链、降低细胞内ATP的水平而损害细胞代谢，引起细胞凋亡或程序性细胞死亡[6]。因此，线粒体稳态对于改善ER Stress、维持内质网稳态有重要作用。参考文献 [1] Senft D, Ronai Z A. UPR, autophagy, and mitochondria crosstalk underlies the ER stress response [J]. Trends in biochemical sciences, 2015, 40(3): 141-148. [2] Bronner D N, Abuaita B H, Chen X, et al. Endoplasmic Reticulum Stress Activates the Inflammasome via NLRP3- and Caspase-2-Driven Mitochondrial Damage [J]. Immunity, 2015, 43(3): 451-462. [3] Vannuvel K, Renard P, Raes M, et al. Functional and morphological impact of ER stress on mitochondria [J]. Journal of cellular physiology, 2013, 228(9): 1802-1818. [4] Rieusset J, Fauconnier J, Paillard M, et al. Disruption of calcium transfer from ER to mitochondria links alterations of mitochondria-associated ER membrane integrity to hepatic insulin resistance [J]. Diabetologia, 2016, 59(3): 614-623. [5] Lim J H, Lee H J, Ho Jung M, et al. Coupling mitochondrial dysfunction to endoplasmic reticulum stress response: a molecular mechanism leading to hepatic insulin resistance [J]. Cellular signalling, 2009, 21(1): 169-177. [6] Rath E, Haller D. Mitochondria at the interface between danger signaling and metabolism: role of unfolded protein responses in chronic inflammation [J]. Inflammatory bowel diseases, 2012, 18(7): 1364-1377.

内质网应激中线粒体的作用

内质网应激中线粒体的作用摘要内质网和线粒体为细胞中关系密切的细胞器，细胞应激可引发内质网应激（ER Stress），线粒体功能在ER Stress中发挥重要作用，通过线粒体相关的内质网膜（MAMs）传递信号影响ER Stress的发生与发展。关键词 ER Stress MAMs 线粒体内质网是细胞内分布最广泛、维持细胞功能重要的细胞器，其功能包括蛋白质的折叠，Ca2+的存储，脂质、碳水化合物的代谢及信号传导。细胞应激如Ca2+失调，氧化还原失衡，蛋白质糖基化异常及蛋白折叠缺陷均可导致未折叠或错折叠蛋白在内质网腔中积聚，引发ER Stress。细胞内存在一个完善的恢复细胞稳态或促进细胞死亡的信号通路，包括未折叠蛋白反应，内质网相关的蛋白降解途径（ERAD），自噬，缺氧信号及线粒体生物合成，统称为ER Stress反应[1]。非折叠蛋白反应是体内一系列适应性级联反应，通过调节内质网的三个膜感应蛋白而激活特定的下游转录程序：ATF4（PERK），剪切的ATF6（ATF6），拼接型XBP1（IRE1α），这些转录因子可直接激活分子伴侣蛋白的转录[2]，促进内质网中蛋白质的折叠能力而减轻ER Stress，保护内质网功能。线粒体是细胞内的具有双层膜结构的细胞器，之前研究认为线粒体为细胞质中独立存在并完成特定细胞和代谢功能的细胞器，近年来，越来越多的研究表明线粒体与内质网不仅在生理功能上相互联系，在病理条件下也存在信号传导，影响彼此的功能，导致细胞死亡及慢性疾病的发生[3]。线粒体通过MAMs与内质网紧密相连，MAMs对于内质网与线粒体间的Ca2+信号传导、脂质转运及能量代谢至关重要[4]。线粒体Ca2+的摄取有利于调节线粒体代谢和内质网稳态，内质网与线粒体间Ca2+转运障碍导致细胞质中游离的钙离子增加，可通过激活p38丝裂原激活的蛋白激酶（MAPK）而引发ER Stress[5]。细胞内的ROS主要来源于线粒体，线粒体功能紊乱引起细胞内ROS异常升高引发氧化应激。此外，线粒体与内质网毗邻可保证内质网ATP的需求。内质网与线粒体不仅在结构和功能上相互影响，线粒体应激与ER Stress也密切相关，共同参与疾病的发生与发展。线粒体应激在ER Stress中发挥重要作用，应激信号从内质网传导至线粒体，根据细胞应激的程度，引起线粒体促生存或促凋亡的适应性变化。在ER Stress的适应性早期，促进细胞器间的Ca2+转运，促进线粒体氧化呼吸链活性，促进线粒体ATP的合成；而持续的ER Stress通过抑制线粒体氧化呼吸链、降低细胞内ATP的水平而损害细胞代谢，引起细胞凋亡或程序性细胞死亡[6]。因此，线粒体稳态对于改善ER Stress、维持内质网稳态有重要作用。参考文献 [1] Senft D, Ronai Z A. UPR, autophagy, and mitochondria crosstalk underlies the ER stress response [J]. Trends in biochemical sciences, 2015, 40(3): 141-148. [2] Bronner D N, Abuaita B H, Chen X, et al. Endoplasmic Reticulum Stress Activates the Inflammasome via NLRP3- and Caspase-2-Driven Mitochondrial Damage [J]. Immunity, 2015, 43(3): 451-462. [3] Vannuvel K, Renard P, Raes M, et al. Functional and morphological impact of ER stress on mitochondria [J]. Journal of cellular physiology, 2013, 228(9): 1802-1818. [4] Rieusset J, Fauconnier J, Paillard M, et al. Disruption of calcium transfer from ER to mitochondria links alterations of mitochondria-associated ER membrane integrity to hepatic insulin resistance [J]. Diabetologia, 2016, 59(3): 614-623.

蛋白质错误折叠

蛋白质的错误折叠郑晓惠 10281034 生物物理学系主要内容： 1 蛋白质的正常折叠及保护机制 2 蛋白质错误折叠与神经系统相关疾病 3 蛋白质错误折叠的机制 4 蛋白质错误折叠的致病机理 5 针对蛋白质错误折叠可采取的治疗途径 6 结语一蛋白质的正常折叠及保护机制根据分子生物学中心法则，生物遗传信息的传递是由DNA到RNA（转录）、RNA到蛋白质多肽链（翻译）、再由多肽链形成具有生物活性的蛋白质（折叠）进行的。目前对前两个过程已有相当深入和清晰的了解，但对后者尚不十分清楚。可以说蛋白质折叠是生物学中心法则中至今尚未解决的一个重大生物学问题。蛋白质是生物体内一切功能的执行者。具有完整一级结构的多肽链只有当其折叠形成正确的三维空间结构才能具有正常的生物学功能。如果这种折叠过程在体内发生故障，形成错误的空间结构，不但将丧失其生物学功能，甚至会引起疾病。在细胞内大多数天然蛋白质能自发的形成比较稳定的天然结构，或被配体和代谢因子所稳定。但约10-20%新合成的多肽链需要分子伴侣的帮助才能正常折叠。另外，约有20%新合成的多肽链不能形成正确的三维结构而被蛋白酶降解，包括由于错误转录和翻译形成的不完全蛋白质，翻译后受到化学损伤或其他因素引起的失活、去折叠或折叠错误的蛋白质。在真核细胞中，多余的蛋白质主要通过泛肽化(ubiquittination)过程降解，见图1[3]。分子伴侣实际上是生物克服细胞内大分子拥挤环境对蛋白质生物合成影响的进化产物。分子伴侣的共同特征是参与催化、介导其他多肽链或寡聚体蛋白质分子的折叠与组装，但不是蛋白质最终结构的一部分。它与靶蛋白的结合不具高度专一性，同一伴侣分子可促进多种氨基酸序列不同的多肽链折叠。它只是分子折叠的协助者，本身并不含正确折叠所必须的构象信息，而是通过阻止非天然多肽内部或相互间的不正确作用而发挥效能。至今为止发现的大多数分子伴侣属热休克蛋白的范畴。小分子伴侣，如热休克蛋白40和70，以单体形式与核糖体上延伸中新生肽链上的疏水氨基酸短序列结合，防止新生肽链在未完成合成之前的错误折叠，抑制相邻肽链上的疏水氨基酸间相互作用而发生的聚集。当一个结构域的多肽链合成完成，便与小分子伴侣解离，而折叠成为结构域。有一些蛋白质的结构域折叠缓慢，当后续肽链合成时常以部分折叠中间体的形式存在，此时可有大量的疏水表面暴露，有增加聚集时风险。这时就需要大分子伴侣的帮助，与中间体结合而抑制翻译后折叠过程中的聚集[4]。所以，分子伴侣在保证蛋白质的正常折叠中有重要作用。

关于蛋白质折叠机制的研究

蛋白质体内折叠过程影响因素的研究进展

摘要对于多肽链到底是如何折叠形成有生物学活性的蛋白质这一问题，近年来一直研究不断。蛋白质的错误折叠可能导致某些疾病的发生，阐明蛋白质折叠的机制将有助于我们治疗甚至从遗传上根除这些疾病。关于蛋白质折叠的研究有体外实验和体内研究方面，而细胞内蛋白质折叠机制的研究显得尤为重要，关于蛋白质折叠体内机制的研究已经取得了许多令人欣喜的进展。本文总结了近几年来在研究影响蛋白质体内折叠过程的一些因素上的最新进展,包括已被证实的概念和突破传统的新理论,以及一些有创新性的预测理论。 How polypeptide chainsfold intobiologically activeproteins? In recent years,scientistshave been studyingthe issue constantly. Misfoldedproteinsmay lead tothediseases. Toclarifythe mechanismofproteinfoldingwill help us totreatmentand eveneradicationofthese diseasesfrom the geneticlevel. There’re two research aspect of protein folding, in vitro andin vivo. In these areas, theprotein folding mechanismsinthecellsis particularly important. Besides, the research about themechanismofproteinfoldingin the cell has important value, and which has been madegratifyingprogress. This paper summarizesthe latest progressin recent years insome of the factorsthat affectthefolding processofproteinsin vivo, including newconcepts andbreak the traditionaltheoryhas been confirmed, as well as someinnovativeprediction theory. 关键字蛋白质折叠机制体内影响因素研究进展 protein folding mechanisms considering folding in thecellresearch progress

蛋白质折叠问题探讨(一)

蛋白质折叠问题探讨(一) 摘要：生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识，就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现，就没有遗传传达传递的中心法则，也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基，多分子复和体结构研究。同时，过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态（时间统计）的结构分析开始进入动态（时间分辨）的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能，而“结构与功能”又强调“动力学（Dynamics）”，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系，以及对大分子相互作用的贡献。关键字：蛋白质；生物大分子；分子伴侣；折叠问题 Abstract:Biologicalmacromolecule'sstructureandthefunctionresearchisunderstandsthemolecularl evelthefirstalikefoundation.Nottobiologicalmacromolecule'sstructureandthefunctionunderstandi ng,doesnothavethemolecularbiology.JustlikedoesnothavetheDNAdoublehelixstructurediscovery,h asnotinheritedthetransmissiontransmissionthecentraldogma,alsodoesnothavetoday'smolecularbi ology.Thestructurememberbyentersbythefirstmembertorestorespeacethethingandeventhemulti-Asianbase,themulti-membersrestorepeacethebodystructuralresearch.Atthesametime,studiedwit hdifficultyinthepastinmolecularlevellifemovementsituationalsoalongwithresearchthoroughandtec hnologicalmeansdevelopment,butbecamethehotspotgraduallybythedifficulty.Proteincrystallograp hyresearchalreadyfrombiologicalmacromoleculestaticstate(timestatistics)thestructureanalysisstar tsentersdynamic(timeresolution)thestructureanalysisanddynamicsanalysis.Inthe13thsessionofint ernationalbiophysicscongress's25symposiumhasmorethan50%toinvolvetheproteinthestructurean dthefunction,but“thestructureandthefunction”alsoemphasize“dynamics(Dynamics)”,namelydyna micstructureorstructuremovementandproteinmemberfunctionrelations,aswellastomacro-molecu leinteractioncontribution. keywords:Protein;Biologicalmacromolecule;Molecularcompanion;Foldingquestion前言蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上，Nobel奖获得者Ernst 在报告中强调指出，NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程，其中包括主链和侧链的运动，以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。例如，运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象，结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态，又如，为了了解蛋白质是如何折叠的，就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制，包括二级结构（螺旋和折叠）的形成，卷曲，长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程，如快速核磁共振，快速光谱技术（荧光，远紫外和近紫外圆二色）。一、新生肽段折叠研究中的新观点