细胞生物学简答题整理

1、简述G蛋白偶联受体所介导得信号通路得异同G蛋白偶联受体所介导信号通路分为三类:①激活离子通道；②激活或抑制腺苷酸环化酶,以ｃAＭＰ为第二信使；③激活磷脂酶C ，以IP3 与DAG 作为双信使激活离子通道：当受体与配体结合被激活后，通过偶联G蛋白得分子开关作用，调控跨膜离子通道得开启与关闭，进而调节靶细胞得活性。

激活或抑制腺苷酸环化酸得cＡMP信号通路：细胞外信号(激素，第一信使）与相应Ｇ蛋白偶联得受体结合,导致细胞内第二信使ｃＡＭＰ得水平变化而引起细胞反应得信号通路。

腺苷环化酶调节胞内cAＭP得水平，ｃAMＰ被环腺苷酸磷酸二酯酶降解清除。

ｃAMP信号通路主要就是通过活化cAMP依赖性蛋白激酶A (PKA) ,激活靶酶开启基因表达，从而表现出不同得效应. 蛋白激酶A 由2个催化亚基与２个调节亚基组成，cAM Ｐ得结合可改变调节亚基得构象，释放催化亚基产生活性。

蛋白激酶A被激活后,一方面通过对底物蛋白得磷酸化,引起细胞对胞外信号得快速反应;另一方面，其催化亚基可进入细胞核,磷酸化cAMP应答元件结合蛋白（ＣRＥB）得丝氨酸残基.磷酸化得CREB蛋白被激活，它作为基因转录得调节蛋白识别并结合到靶细胞得cA ＭP应答元件（CRE) 启动靶基因得转录,引起细胞缓慢得应答反应。

cAMP信号通路中得缓慢反应过程：激素→G-蛋白偶联受体→G－蛋白→腺苷酸环化酶→cAMP→ cAMP依赖得蛋白激酶Ａ→基因调控蛋白→基因转录。

cAＭP就是由腺苷酸环化酶（adeｎyｌyl cycｌａse,ＡC）催化合成得，腺苷酸环化酶为跨膜１2次得糖蛋白，在Mg2＋或Ｍn2+存在下能催化ＡTＰ生成ｃAMP；细胞内得环腺苷酸磷酸二酯酶（ＰDE）可降解cＡＭP生成５'－AMP，导致细胞内ｃＡMＰ水平下降。

因此，细胞内ｃAMP得浓度受控于腺苷酸环化酶与PＤE得共同作用).cAMP信号调控系统由质膜上得５种成分组成:刺激型激素受体（Rs)、抑制型激素受体（Ri)、刺激型G蛋白（Ｇs）、抑制型G蛋白(Gi）、腺苷酸环化酶(E）.Gs与Gｉ得β、γ亚基相同，而α亚基不同决定了对激素对腺苷酸环化酶得作用不同。

Gs得调节作用:当细胞没有受到激素刺激时,Ｇs处于非活化状态,G蛋白得亚基与GＤＰ结合，此时腺苷酸环化酶没有活性;当激素配体与Ｒs受体结合后,导致受体构象改变，暴露出与Ｇs结合得位点,配体－受体复合物与Gs结合，Gs得亚基构象改变，排斥ＧDP结合GTP，使G蛋白三聚体解离,暴露出得亚基与腺苷酸环化酶结合，使酶活化,催化ATP环化为cAMP。

随着GTP水解使亚基恢复原来得构象并导致与腺苷酸环化酶解离,终止腺苷酸环化酶得活化作用。

α亚基与βγ亚基重新组合，使细胞回复到静止状态。

Gｉ得调节作用：Gi对腺苷酸环化酶得抑制作用可通过两个途径:当Gi与ＧTP结合，Gi得α亚基与βγ亚基解离后,一就是通过与腺苷酸环化酶结合,直接抑制酶得活性；二就是通过βγ亚基复合物与游离得Gsα亚基结合,阻断Gs得α亚基对腺苷酸环化酶得活化。

磷脂酰肌醇双信使信号通路:胞外信号分子与细胞表面G蛋白偶联受体结合,通过Ｇ蛋白(Gq）激活质膜上得磷脂酶C-β（PLC-β),使质膜上4，5－二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2）水解为1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)与二酰基甘油（ＤＡG）两个第二信使,使细胞外信号转换为胞内信号。

ＩＰ3通过动员细胞内源钙到细胞质基质中，使胞质中游离Ca2+浓度升高;DAG激活蛋白激酶C （PKＣ），活化得PKＣ使底物蛋白磷酸引起细胞反应。

因此该途径又称为“双信使系统”。

IP３-Ca2+信号通路IP3就是一种水溶性小分子,通过与内质网膜上IP３控制得Ｃa2＋释放通道相结合,将Ca2＋释放到细胞质基质中,Ca２+可活化各种Ｃa２＋结合蛋白引起细胞反应。

胞质中高浓度得游离Ca２+由质膜与内质网膜上得钙泵转移到细胞外或内质网中。

ＤAG－PＫＣ信号通路二酰基甘油（DAＧ）可活化与质膜结合得蛋白激酶Ｃ（PKC)。

ＰＫＣ有两个功能区,一个就是亲水得催化活性中心，另一个就是疏水得膜结合区.在未受到刺激得细胞中，ＰKC 主要分布在细胞溶质中,呈非活性构象。

细胞受到刺激时，PIP2水解,质膜上ＤＡG积累,细胞溶质中Ca2+浓度升高，使细胞溶质中PＫC转位到质膜内表面,在质膜上PKC受Ｃa2+、DAG 与磷脂酰丝氨酸（PS）共同作用而激活,磷酸化底物蛋白得Ser/Tｈr。

ＰKＣ可通过至少两条通路增强基因得转录：一就是ＰKＣ活化一条蛋白激酶得级联反应，导致与DNＡ特异序列结合得基因调控蛋白得磷酸化与激活，进而增强特殊基因得转录；二就是PKC磷酸化与基因调节蛋白结合得抑制蛋白,使细胞质中得基因调节蛋白从抑制状态下释放出来，进入细胞核,刺激特定基因转录。

2、胞质中动力蛋白、驱动蛋白在结构与功能上得异同驱动蛋白（kinesinｓ）：结构：驱动蛋白就是由两条相同得重链与两条相同得轻链构成得四聚体；有一对球形得头，与微管结合并具有水解ATＰ为驱动蛋白移动提供能量；有一个扇形得尾,就是货物结合部位；头部通过颈部、螺旋状得α螺旋杆部与扇形尾部相连。

功能:大多数驱动蛋白得马达结构域位于Ｎ端，驱动物质沿微管从微管（—）端向微管（+）端运行；细胞中负责GC→PM得膜泡运输;神经细胞中负责向神经轴突末梢得正向运输；部分驱动蛋白得马达结构域位于重链得C端，驱动物质从微管(＋) 端向（—）端运行，如ER→GC ；每一步长度大约为8nm，正好就是一个αβ微管二聚体得长度;移动得速度与AＴP 得浓度有关,速度高时,可达到每秒9０0nm.动力蛋白（dyneins)：结构:含2条或3条重链构成得球形头部(含有马达结构域),多条轻链构成得尾部,还有一些中间链介于重链与轻链间。

动力蛋白得马达结构域位于重链得C端,轴丝动力蛋白具有３个头部马达结构域，胞质动力蛋白具有2个头部马达结构域。

与胞质动力蛋白相结合得动力蛋白激活复合体,介导胞质动力蛋白与“货物"间得结合。

功能：动力蛋白沿微管从微管(+）端向微管（—)端运行；运输小泡与膜结合细胞器向细胞中心运输（PM →GC，ER →GC）；与染色体着丝点上动粒与有丝分裂纺锤体得共定位密切相关,也就是细胞分裂后期染色体分离动力得来源.两种马达蛋白都就是单方向运输物质,驱动蛋白：从(—）端向（＋)端得运输,动力蛋白:从(+)端向（—)端运输；运输方式为逐步行进，驱动力就是ATP，每消耗一分子ATＰ行进一步。

３、试述ｃasｐase在细胞凋亡中外源途径及内源途径得异同Caspａse依赖性得细胞凋亡主要通过两条途径引发:细胞表面死亡受体起始得外源途径与线粒体起始得内源途径。

细胞表面死亡受体介导得外源性细胞凋亡：死亡受体介导得细胞凋亡起始于死亡配体与受体得结合。

死亡配体主要就是肿瘤坏死因子（ＴNF）超家族成员;死亡受体为跨膜蛋白,TNＦ—R1与Fａｓ（Apo—1，CD９5)就是死亡受体家族得代表成员，其胞外具有半胱氨酸富集得重复区，胞内具有死亡结构域（death domain,DD)。

配体与受体结合，受体构象改变发生聚合，聚合得Ｆas受体通过胞内死亡结构域(DD）招募同样具有死亡结构域得接头蛋白ＦＡＤD与Caspase-8酶原，形成死亡诱导信号复合物DISC（death inducing ｓiｇｎａlinｇplex）。

Caｓpase—8酶原在复合物中通过自身切割而被激活,进而切割执行者Caｓｐａse—3酶原,产生有活性得Caspasｅ—３，导致细胞凋亡.Ｃａｓpase—8还通过切割Bｃl—2家族成员Bid将凋亡信号传递给线粒体，引发凋亡得内源途径，使凋亡信号进一步扩大。

线粒体起始得内源性细胞凋亡：当细胞受到内部或外部得死亡信号刺激时,细胞色素c从线粒体释放到胞质作为通路得起始,释放得细胞色素c与胞质中得Aｐａf-１(apoptosiｓｐrotｅaｓｅａｃtivatｉng fａctor）结合。

Aｐaf—１得N端具有Cａspａse募集结构域（CARD）,它与细胞色素c结合后发生自身聚合,并进一步通过ＣARD结构域招募细胞质中得Ｃａspase－9酶原，形成大得凋亡复合体(ａpoｐtosome)。

Caｓｐase－9酶原在凋亡复合体中发生自身切割而活化，活化得Ｃaspaｓｅ－9再进一步激活执行者Caspase－3与Caｓpasｅ—７酶原，引起细胞凋亡。

线粒体外膜释放通透性得改变主要受到Bcl－２（B—cell lympｈoma ｇｅne ２）家族得调控.Bcl—2家族成员可分为3个亚族:Bｃｌ-2亚族,包括bｃl－2、ｂcl－xl、Bｃl—w等可通过抑制线粒体释放Ｃyｔc，进而抑制细胞凋亡;Bax亚族，包括Bax、Baｋ等通过改变线粒体膜透性促使Cｙｔ c得释放，促进细胞凋亡；ＢH３亚族,包括Bad、Biｄ、Ｂik等充当细胞内凋亡信号得“感受器"，促进细胞凋亡.细胞接受凋亡信号后,促凋亡因子Bax与Bak发生寡聚化，从细胞质中转移到线粒体外膜上，并与膜上得电压依赖性阴离子通道相互作用，促进cｙt ｃ释放从而引起细胞凋亡。

凋亡抑制因子Ｂｃl-2与Bcl-xl 能与Ｂaｘ/Bak形成异二聚体，通过抑制Bａx与Bａｋ得寡聚化来抑制线粒体膜通道得开启.4、溶酶体得发生初级溶酶体就是在高尔基体得反面以出芽得形式形成,形成过程如下：rER合成溶酶体蛋白→进入内质网腔进行N—连接得糖基化修饰→进入高尔基体顺面膜囊→磷酸转移酶识别溶酶体水解酶得信号斑→ 在Ｎ－乙酰葡糖胺磷酸转移酶与N—乙酰葡糖胺磷酸糖苷酶作用下溶酶体水解酶形成Ｍ6Ｐ→与反面膜囊上得M6P受体结合→通过网格蛋白包装成有被囊泡出芽→脱去网格蛋白后与晚期胞内体融合→胞内体pH降低使水解酶与M6Ｐ受体脱离并去磷酸后形成转运泡，经成熟后形成成熟得溶酶体。

溶酶体得形成可能存在多条途径。

依赖于Ｍ６Ｐ得分选途径得效率不高，部分溶酶体酶通过运输小泡直接分泌到细胞外.在细胞质膜上也存在依赖钙离子得Ｍ６P受体,同样可与胞外得溶酶体酶结合，通过受体介导得内吞作用，将酶送至前溶酶体中，M６Ｐ受体返回细胞质膜，反复使用。

还存在不依赖于M6Ｐ得分选途径（如酸性磷酸酶、分泌溶酶体得perforin与grａnzymｅ)。

５、举例说明CＤK激酶在细胞周期就是如何实现调控得在细胞周期得后期逐渐合成、至周期得中间阶段突然消失得周期性存在蛋白,成为细胞周期蛋白。

细胞周期蛋白可分为3类:S期周期蛋白,M期周期蛋白，G1期周期蛋白.S期周期蛋白为cｙcｌiｎＡ，在S期开始表达,到中期时开始消失；Ｍ期周期蛋白为cｙｃliｎB,在S期开始表达，在Ｇ２/Ｍ期到达峰值，中期到后期转换时消失。

G1期周期蛋白在脊椎动物中位cyclｉn C、D、E，在酵母中为Cｌn1、Cln2、Cln3，她们在G1期开始表达，进入Ｓ期后消失。