细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ可溶性结构域的结构改变、转换和功能研究
某大学生物工程学院《生物化学》考试试卷(3932)

某大学生物工程学院《生物化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(95分,每题5分)1. Lys的缺乏可以通过在食物中添加相应的α酮酸加以纠正。
()答案:错误解析:Lys为必需氨基酸,人体不能通过自身的酶类进行合成Lys,必须从外源摄入。
2. 某真核生物的某基因含有4200bp,以此基因编的肽链应具有1400个氨基酸残基。
()答案:错误解析:3. 6磷酸葡萄糖转变为1,6二磷酸果糖,需要磷酸己糖异构酶及磷酸果糖激酶催化。
()答案:正确解析:4. Ala和Glu是生酮氨基酸。
()答案:错误解析:5. DNA分子中没有修饰的C发生自发脱氨基引发突变的可能性比修饰后的5甲基胞嘧啶自发脱氨基引发突变的可能性低得多。
()答案:正确解析:DNA分子中没有修饰的C发生自发脱氨基后转变为U,很容易被细胞内的BER系统识别和修复。
5甲基胞嘧啶自发脱氨基后转变为T,而T是DNA分子中正常的碱基,不容易被识别和修复,经过一轮复制以后,将导致CG碱基对突变为TA碱基对。
6. 载脂蛋白不仅具有结合和转运脂质的作用,同时还具有调节脂蛋白代谢关键酶活性和参与脂蛋白受体的识别的主要作用。
()答案:正确解析:7. 大肠杆菌参与DNA错配修复的DNA聚合酶是DNA聚合酶Ⅰ。
()答案:错误解析:参与大肠杆菌DNA错配修复的DNA聚合酶为DNA聚合酶Ⅲ。
8. 若没氧存在时,糖酵解途径中脱氢反应生成的NADH+H+交给丙酮酸生成乳酸,若有氧存在时,则NADH+H+进入线粒体氧化。
()答案:正确解析:9. 遗传密码的变偶性(可变性)是指密码子的第1位碱基比其他两个碱基在识别反密码子时具有较小的专一性,这样反密码子的第3位碱基则可有最大的阅读能力。
()[山东大学2017研]答案:错误解析:遗传密码的变偶性(可变性)是指密码子的第3位碱基比其他两个碱基在识别反密码时具有较小的专一性,这样反密码子的第1位碱基则可有最大的阅读能力。
某大学生物工程学院《普通生物化学》考试试卷(6962)

某大学生物工程学院《普通生物化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(140分,每题5分)1. 蛋白质合成的方向是从羧基端到氨基端。
()答案:错误解析:2. L抗坏血酸有活性,D抗坏血酸没有活性。
()答案:正确解析:维生素C又称抗坏血酸,有L及D型两种异构体。
其中只有L 型有生理功效,它的还原型和氧化型都有生物活性。
3. 嘧啶核苷酸从头合成途径不涉及天冬酰胺。
()[浙江大学2018研]答案:正确解析:嘧啶核苷酸的从头合成途径中嘧啶环上的各个原子分别来自于CO2、谷氨酰胺和天冬氨酸。
4. 胰高血糖素的作用需要G蛋白,而胰岛素的作用不需要G蛋白。
()答案:错误解析:都需要G蛋白,胰高血糖素需要GS,胰岛素需要Ras。
5. 反转录病毒基因组含有两条RNA链,属于双链RNA病毒。
()答案:错误解析:反转录病毒基因组含有两个拷贝的正链RNA,与带有正负链RNA的双链RNA病毒不同。
6. 在熔解温度时,双链DNA分子会变为无序的单链分子。
()[厦门大学2014研]答案:错误解析:DNA链的核苷酸序列已经固定,在变性时只是双链连接的氢键被破坏。
7. 核苷酸补救途径的特征是所有核苷酸都可以用现成的碱基合成核苷酸。
()[复旦大学2009研]答案:错误解析:核苷酸补救合成途径并不是所有的核苷酸都可以用现成的碱基合成核苷酸,有的只能利用嘧啶核苷或者嘌呤核苷合成。
8. 脯氨酸不能参与α螺旋,它使α螺旋弯曲(bend),在肌红蛋白和血红蛋白的多肽链中,每一个弯曲处并不一定有脯氨酸,但是每个脯氨酸却产生一个弯曲。
()答案:正确解析:9. 细胞膜类似于球蛋白,有亲水的表面和疏水的内部。
()答案:正确解析:10. 膜脂沿膜平面的侧向扩散速度与从一侧到另一侧的旋转扩散速度大体相等。
细胞生物学_06细胞的能量转换

⒊氧化磷酸化作用与电子传递的偶联
当电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形
成水时,同时伴有ADP磷酸化形成ATP,这一过
程称为氧化磷酸化。
NADH呼吸链生成ATP的3个部位是:①NADH 至辅酶Q;②细胞色素b至细胞色素c;③细胞色 素aa3至氧之间。但FADH2呼吸链只生成2个ATP 分子。
三、线粒体的功能
线粒体的主要功能是进行氧化磷酸化,合成 ATP,为细胞生命活动提供直接能量。 线粒体是糖、脂肪、和氨基酸最终释能的场所。 糖和脂肪等营养物质在细胞质中经过酵解作用
产生丙酮酸和脂肪酸。这些物质选择性地从细胞质
进入线粒体基质中,经过一系列分解代谢形成乙酰
CoA,即可进入三羧酸循环。
三羧酸循环脱下来的氢经线粒体内膜上的电子 传递链(呼吸链),最后传递给氧,生成水。
其意义:提供了氧化反 应所需的氢离子,通过 递氢体NAD+ 、 FAD将其 传递到呼吸链→氧化磷 酸化 。
-酮戊二酸 NADH2 2 NAD
NADH2
三羧酸循环开始。 总反应式:
2乙酰辅酶A+6NAD++2FAD++2ADP+2Pi+6H2O
4CO2+6NADH+6H++2FADH2+2辅酶A+2ATP
糖酵解
在细胞质中, 脂肪和葡萄糖 降解生成丙酮 酸进入线粒体 基质
三羧酸循环
在线粒体基质中,在丙酮脱氢酶体系作用下,丙酮酸进 一步分解为乙酰辅 酶A,NAD+作为受氢体被还原。 丙酮酸+辅酶A+2NAD+ 2乙酰辅酶A+CO2+2NADH+2H+ 乙酰辅酶A与草酰乙酸结合生成柠檬酸
某大学生物工程学院《生物化学》考试试卷(575)

某大学生物工程学院《生物化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(75分,每题5分)1. 植物的某些器官可以自行合成某些维生素,并供给植物整体生长所需。
()答案:正确解析:2. 己糖激酶作用于葡萄糖的Km=6×10-6molL,作用于果糖的Km=2×10-3molL,由此可知己糖激酶对果糖的亲和力更高。
()。
答案:错误解析:1Km可近似地表示酶对底物亲和力的大小。
1Km愈大,表明亲和力愈大,因为1Km愈大,则Km愈小,达到最大反应速率一半所需要的底物浓度就愈小。
显然,最适底物时酶的亲和力最大,Km最小。
3. 因为α螺旋是蛋白质构象稳定的重要因素,因此蛋白质活性部位通常在α碳螺旋区的表面。
()解析:蛋白质活性部位通常位于蛋白质的结构域、亚基之间的裂隙或是蛋白质表面的凹陷部位,通常都是由在三维空间上靠得很近的一些氨基酸残基组成。
具有活性的蛋白质通常具有α螺旋结构,但是与α螺旋没有太多的相关性。
4. 抑制剂对酶的抑制作用是酶变性失活的结果。
()。
答案:错误解析:引起抑制作用的物质称为抑制剂。
由于酶的必需基团化学性质的改变,但酶未变性,而引起酶活力的降低或丧失而称为抑制作用。
5. 生活在空气稀薄的高山地区的人和生活在平地上的人比较,高山地区的人血液中2,3二磷酸甘油酸(2,3DPG)的浓度较低。
()答案:错误解析:生活在空气稀薄的高山地区的人比平地上的人血液中2,3DPG 的浓度高,这样使为数不多的氧合血红蛋白分子尽量释放氧,以满足组织对氧的需要。
6. 酶经固定化后,一般稳定性增加。
()答案:正确解析:7. 膜蛋白的二级结构均为α螺旋。
()解析:膜蛋白包括骨架蛋白、受体、酶、抗原等。
膜蛋白的二级结构包括α螺旋、β折叠、β转角和无规则卷曲4种形式。
某大学生物工程学院《生物化学》考试试卷(1634)

某大学生物工程学院《生物化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(95分,每题5分)1. 胆固醇是生物膜的主要成分,可调节膜的流动性,原理是胆固醇是两性分子。
()答案:正确解析:2. NADH脱氢酶是以NAD+为辅酶的脱氢酶的总称。
()答案:错误解析:NADH脱氢酶是一种以FMN为辅基的黄素蛋白。
3. 柠檬酸是乙酰CoA羧化酶的激活剂,长链脂酰CoA则为其抑制剂。
()答案:正确解析:4. 抗脂解激素有胰高血糖素、肾上腺素和甲状腺素。
()答案:错误解析:脂肪细胞内甘油三酯脂肪酶是脂肪动员关键酶。
肾上腺素、胰高血糖素等均能促进脂肪动员,因而称脂解激素;胰岛素、前列腺素E2等可抑制脂肪动员,因而称抗脂解激素。
5. β氧化在线粒体基质进行,每4步一个循环,生成一个乙酰CoA。
()[中山大学2018研]答案:正确解析:6. ATP在高能化合物中占有特殊的地位,起着共同中间体的作用。
()答案:正确解析:7. ATP是果糖磷酸激酶(PFK)的别构抑制剂。
()答案:正确解析:ATP是果糖磷酸激酶(PFK)的底物,也是别构抑制剂。
在PFK上有两个ATP结合位点:底物结合位点和调节位点。
在ATP浓度高时,ATP除了与位点1结合外,还可以与位点2结合,使酶构象发生改变,降低酶活力。
8. 遗传信息只存在于DNA分子中,一条双链DNA含有许许多多基因,他们是相互不重叠的。
()[山东大学2016研]答案:错误解析:遗传信息主要存在于DNA分子中,还有少数病毒的遗传信息是存在于RNA分子中,而且一条双链DNA上的基因是可以重叠的,称为重叠基因。
9. 在氨基酸分解代谢中,氨基的载体是吡哆醛磷酸。
()答案:正确解析:10. 哺乳动物体内,胞嘧啶的水解脱氨生成尿嘧啶的反应发生在核苷酸水平上。
cxcr2因子

cxcr2因子全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:CXCR2因子是一种在生物体中起着重要作用的蛋白质因子,它属于趋化因子受体家族,也被称为趋化因子受体2。
CXCR2因子主要在免疫系统中发挥作用,参与调节炎症反应、免疫应答、白细胞迁移等生理过程。
本文将从CXCR2因子的结构、功能、调控机制以及与疾病相关的研究进展等方面进行详细阐述。
一、CXCR2因子的结构CXCR2因子是一种膜上受体蛋白质,其分子结构由7个跨膜结构域组成,这种结构是许多受体蛋白质的共同特征。
CXCR2因子的N端位于细胞外,C端位于细胞内,这种结构决定了其在细胞膜上的位置和功能。
CXCR2因子与其配体结合后,会激活信号传导通路,从而引发一系列生理效应。
CXCR2因子的活性受到多种因素的调控,例如细胞内信号通路的调控、配体的结合等。
研究表明,CXCR2因子的活性会受到炎症介质、细胞凋亡、氧化应激等多种生理和病理因素的影响。
调控CXCR2因子的活性也是治疗炎症性疾病的重要方式之一。
四、与疾病相关的研究进展CXCR2因子在多种疾病的发生和发展过程中起着关键作用。
炎症性疾病、自身免疫性疾病、肿瘤等都与CXCR2因子的异常表达和活性有关。
近年来,越来越多的研究表明,调控CXCR2因子的活性可能成为治疗这些疾病的有效手段。
第二篇示例:CXCR2因子是一种重要的化学信号分子,在细胞信号传导和炎症反应中起着关键的作用。
它是一种趋化因子受体,能够诱导白细胞向炎症部位移动,并参与细胞间的通讯和调控。
CXCR2因子在机体的免疫反应、炎症反应、细胞增殖和损伤修复等过程中发挥着重要作用。
研究表明,CXCR2因子在多种疾病的发生和发展中起着至关重要的作用。
在炎症性疾病中,CXCR2因子调节着炎症反应的程度和范围,对疾病的发展起着重要影响。
在肿瘤的发生和生长中,CXCR2因子也可以通过调节肿瘤微环境、促进肿瘤血管生成等方式,影响肿瘤的发展和预后。
CXCR2因子在免疫反应中也扮演着关键角色。
线粒体细胞色素C氧化酶I的研究进展
国际免疫学杂志2020年丨丨月第43卷第6期 I n t J I m m Und,N m.2020,V〇1.43,N〇.6• 677•线粒体细胞色素C氧化酶I的研究进展邓育琼^张穗盈“2黄杏兰1程喜平1^广州医科大学附属第一医院皮肤科510120;2东莞市松山湖中心医院皮肤科,广东东莞523326通信作者:程喜平,Email:cxplunwenyx@163. coni,电话*************【摘要】线粒体细胞色素 C氧化酶(mitochondrial cytochrome coxidase,nU-C O X,E •C •1.9. 3. 1)是线粒体呼吸链的复合物IVUomplex IV),是呼吸链末端的限速酶,参与能量供应、细胞凋亡、新陈代谢、活性氧产生等重要的生理过程。
由于哺乳动物中95%的氧是通过mt-C O X催化处理后被利用的,mt-C0X在能量产生与调节中起着重要作用,成为研究热点。
研究表明,细胞色素C氧化酶异常涉及多种疾病,尤其mt-C O X I是其核心基团,深人研究具有重要意义。
文章就线粒体细胞色素C氧化酶1的研究进展及其与相关疾病的关系进行综述。
【关键词】线粒体细胞色素C氧化酶I;呼吸链;线粒体相关疾病基金项目:国家自然科学基金(81373649,81673983,82074172);广东省自然科学基金(2014,\030313504)DOI:10.3760/cma. j. issn. 1673-4394.2020.06.013Research progress of mitochondrial cytochrome C oxidase IDeng Yuqiong1 , Zhang Suiying' 2, Huang Xinglan, Cheng Xiping11 Department of Dermatology,the First Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University,Guangzhou 5]Q\2Q,China; *Department of Dermatology,the Songshan Lake Central Hospital of Dongguan ,Dongguan523326,ChinaCorresponding author : Cheng Xiping, Email :cxplunwenyx@ \63. com, Tel:************【A bstract】Mitochondrial cytochrome C oxidase ( mt-COX, E.C.1.9.3.1)is the respiratory chaincomplex IV in mitochondria, which is the rate limiting enzyme at the end of respiratory chain, and participatesin the important physiological processes such as energy supply, cell apoptosis, metabolism, active oxygen production ,etc. Since 95% of oxygen in mammals is utilized by catalytic treatment of mt-cox, mt-cox plays an important role in energy production and regulation and becomes a research hotspot. The research shows that theabnormality of cytochrome C oxidase is related to many diseases, especially mt-coxI, which is the core group ofcytochrome C oxidase. This review summarized the research progress and related diseases of mitochondrial cytochrome C oxidase I.【Key words】Mitochondrial cytochrome C oxidase 1;Respiratory chain;MUochorulrial diseasesFund program : National Natural Science Foundation of China (81373649, 81673983,82074172 ); National Natural Science Foundation of Guangdong Province( 2014A030313504)DOI : 10. 3760/cma. j. issn. 16734394. 2020. 06. 013线粒体是哺乳动物细胞中重要的细胞器,有细 胞核外唯一的遗传物质即线粒体0~人(111丨1〇('11<>11(11^-a l D N A,m t D N A),主要功能是氧化磷酸化生产三磷 酸腺苷(adenosine triphosphate,A T P)为机体提供能 量。
某大学生物工程学院《普通生物化学》考试试卷(1769)
某大学生物工程学院《普通生物化学》课程试卷(含答案)__________学年第___学期考试类型:(闭卷)考试考试时间:90 分钟年级专业_____________学号_____________ 姓名_____________1、判断题(140分,每题5分)1. 糖基化在蛋白质的转运过程中具有重要的作用,可帮助蛋白运输到细胞的正确位置。
()答案:正确解析:糖基化修饰过后的蛋白是糖蛋白,有信号识别的功用,可以帮助定位。
2. 由于增强子的作用与距离无关,所以某一个增强子可同时提高与它同在一条染色体DNA上所有的基因的转录效率。
()答案:错误解析:增强子无论处在启动子的上游或者是下游,甚至相隔几千个碱基对,只要存在于同一DNA分子上都能对其起作用。
但如果临近有几个启动子,增强子总是优先作用于最近者。
3. 柠檬酸循环是分解与合成的两种途径。
()答案:正确解析:4. 生物膜结构的骨架的重要组分是磷脂。
()答案:正确解析:生物膜结构的骨架为磷脂双分子层,其主要组分为磷脂。
5. 呼吸链上电子流动的方向是从高标准氧化还原电位到低标准氧化还原电位。
()[华东师范大学研]答案:错误解析:电子从电势较低的电对流向电势较高的电对。
6. 呼吸链中将电子直接传递给氧的是细胞色素aa3。
()[中山大学2018研]答案:正确解析:7. tRNA的二级结构中的额外环是tRNA分类的重要指标。
()答案:正确解析:不同tRNA中的额外环大小差异很大,因此可作为tRNA分类的指标。
8. 天冬氨酸转氨甲酰酶是嘧啶核苷酸合成途径的限速酶,该途径的终产物CTP是它的别构抑制剂,ATP为其别构激活剂。
()答案:正确解析:9. D氨基酸氧化酶在生物体内的分布很广,可以催化氨基酸的氧化脱氨。
()答案:错误解析:D氨基酸氧化酶存在于有些细菌、霉菌和动物肝、肾细胞中,可广谱性地催化D氨基酸脱氨。
10. 脂质体不是一种细胞器。
()答案:正确解析:脂质体是根据磷脂分子在水相中形成稳定的脂双层膜的趋势而制备的人工膜,其直径一般在250~300A。
(整理)凋亡相关的基因和蛋白.
细胞凋亡和细胞增殖都是生命的基本现象,是维持体内细胞数量动态平衡的基本措施。
在胚胎发育阶段通过细胞凋亡清除多余的和已完成使命的细胞,保证了胚胎的正常发育;在成年阶段通过细胞凋亡清除衰老和病变的细胞,保证了机体的健康。
和细胞增殖一样细胞凋亡也是受基因调控的精确过程,在这一节我们就细胞凋亡的分子机理作简要的介绍。
细胞凋亡的途径主要有两条,一条是通过胞外信号激活细胞内的凋亡酶caspase、一条是通过线粒体释放凋亡酶激活因子激活caspase。
这些活化的可将细胞内的重要蛋白降解,引起细胞凋亡。
一、凋亡相关的基因和蛋白细胞凋亡的调控涉及许多基因,包括一些与细胞增殖有关的原癌基因和抑癌基因。
其中研究较多的有ICE、Apaf-1、Bcl-2、Fas/APO-1、c-myc、p53、ATM等。
1.Caspase家族Caspase属于半胱氨酸蛋白酶,相当于线虫中的ced-3,这些蛋白酶是引起细胞凋亡的关键酶,一旦被信号途径激活,能将细胞内的蛋白质降解,使细胞不可逆的走向死亡。
它们均有以下特点:①酶活性依赖于半胱氨酸残基的亲核性;②总是在天冬氨酸之后切断底物,所以命名为caspase(cysteine aspartate-specific protease),方便起见本文称之为凋亡酶;③都是由两大、两小亚基组成的异四聚体,大、小亚基由同一基因编码,前体被切割后产生两个活性亚基。
最早发现人类中与线虫ced-3同源的基因[1]是ICE,即:白介素-1 β转换酶(Interleukin-1 β-converting enzyme)基因,因该酶能将白介素前体切割为活性分子,故名。
通过cDNA杂交和查找基因组数据库,在人类细胞中已发现11个ICE同源物[2],分为2个亚族(subgroup):ICE亚族和CED-3家族(图15-6),前者参与炎症反应,后者参与细胞凋亡,又分为两类:一类为执行者(executioner或effector),如caspase-3、6、7,它们可直接降解胞内的结构蛋白和功能蛋白,引起凋亡,但不能通过自催化(autocatalytic)或自剪接的方式激活;另一类为启动者(initiator),如caspase-8、9,受到信号后,能通过自剪接而激活,然后引起caspase级联反应,如caspase-8可依次激活caspase-3、6、7。
细胞色素c氧化酶在脊髓损伤中的作用
细胞色素c氧化酶在脊髓损伤中的作用摘要】脊髓损伤(SCI)是中枢神经系统的严重创伤,因高发病率和高致残率一直成为医学研究的热门课题。
目前对于脊髓损伤的病理机制的探讨和治疗方案的研究呈现多样化,本文就细胞色素c氧化酶(CcO)在脊髓损伤及修复中的作用进行综述。
【关键词】脊髓损伤细胞色素c氧化酶继发性损伤神经修复综述【中图分类号】R19 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2014)12-0394-02The role of cytochrome c oxidase in spinal cord injury【Abstract】 Spinal cord injury(SCI) is a severe damage to central nervous system, and it has always been a hot topic in medical research due to its high morbidity and disability. The investigation on the mechanism and on the treatment of SCI present their diversity through various approaches. The role of cytochrome c oxidase(CcO) in spinal cord injury is discussed in this article.【Key words】 spinal cord injury cytochrome c oxidase secondary injury nerve repair review脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种严重的继发于高能量创伤的中枢神经系统疾患,是脊髓损伤平面以下轴突的断裂、髓鞘的崩解以及神经细胞的坏死和凋亡等病理改变而导致的脊髓神经功能(运动、感觉、括约肌及植物神经功能)的障碍或改变。
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细胞色素C氧化酶亚基Ⅱ可溶性结构域的结构改变、转换和功能
研究
细胞色素 c 氧化酶是哺乳动物线粒体或细菌呼吸链上的末端酶,催化电子从细胞色素 c 到 O2 的转移并使后者还原为水。
该酶是一个复合的膜蛋白,包括多个亚基及不同的金属活性中心。
其中,亚基II中的 CuA 中心被认为是电子从细胞色素 c 进入该酶的入口,在生理过程中起着重要作用。
细胞色素 c 氧化酶的缺损或不足可导致许多疾病,在一些退行性疾病 (如:老年痴呆症) 或癌症研究中已发现了与其相关的基因突变。
本工作以该酶的亚基 II 可溶区为研究对象,成功表达并获得了Paracoccus versutus 的细胞色素 c 氧化酶亚基II可溶区重组蛋白 (128-280位的氨基酸序列);通过基因工程方法构建突变体蛋白,研究了 Trp121 和
Val162氨基酸残基在该酶中的重要地位,报道了突变和其它物理化学因素引起的蛋白结构改变、转换,以及与此相关的性质和功能变化。
主要工作和结果如下:(一) 细胞色素 c 氧化酶亚基II可溶区蛋白的体外表达、纯化及性质表征以大肠杆菌BL21 (DE3) 为表达载体,建立并优化了表达条件,获得了细菌Paracoccus versutus 的细胞色素 c 氧化酶亚基II可溶区重组蛋白。
该蛋白大量存在于包涵体中,通过体外复性,金属中心重组和FPLC纯化,获得了水溶性的紫色蛋白,在SDS-PAGE中表现为单一条带。
经电喷雾质谱测定分子量,蛋白的成功制备得到了进一步确证。
采用紫外-可见和园二色谱表征了蛋白的金属活性中心和二级结构。
紫外可见光谱显示出明显的 CuA 特征,360,480,530 和 810 nm 的吸收带是双核混
价铜中心的特有贡献;在园二色谱中,215 nm 附近的负峰是 (-折叠的典型特征。
这些光谱学特征与文献报导的同类蛋白质基本一致。
稳态荧光谱研究提供了有关亚基II可溶区的三级结构信息,细胞色素 c 氧化酶亚基II可溶区的最大荧光发射波长为342±2 nm,主要反映了色氨酸的荧光特征,表明存在着Tyr →Trp的能量转移;Apo-WT 蛋白的荧光较Holo-WT 强,表明 CuA 中心对蛋白荧光有淬灭作用。
采用还原态的细胞色素c,对蛋白的活性也作了检测。
通过监测可见区 (520,530,550 nm) 的光谱变化,证明细胞色素 c 氧化酶亚基II可溶区可以氧化细胞色素c,具有酶活性。
(二) 121位色氨酸突变对蛋白结构和功能的影响细胞色素 c 氧化酶亚基II 中存在一个高度保守的芳香性残基簇 (Trp121,Tyr122,Trp123,Tyr125和
Tyr127),晶体结构研究表明:其中的Trp121距离 CuA <WP=6>中心仅有
5 ?,且与 CuA 中心的多个配体有相互作用。
同时,Trp121还被看作是电子从
细胞色素 c 进入细胞色素 c 氧化酶的入口。
然而,Trp121对蛋白结构所起的作用并不清楚,其影响电子传递的机制尚
需进一步探讨。
利用蛋白质工程的定点突变技术,我们构建了121位色氨酸残基的三个突变基因:W121Y、W121L 和 ?W121,经DNA测序证明其正确性。
突变基因转入大肠杆菌中进行表达,三个突变蛋白的制备过程均与野生型类似。
其中,只有W121Y突变体可以重组 CuA 中心,并具有与野生型一致的二级结构特征。
突变体 W121L 和 ?W121 均丧失了形成 CuA 中心的能力,园二色谱研究显示它们的二级结构也发生了改变,在215 nm 处的负峰转化为 208 和 220 nm 的
双负峰,暗示着蛋白中 (–螺旋和 (-折叠含量的相对变化。
电子自旋共振 (EPR) 和拉曼光谱 (Raman) 测定表明:在这两个突变体中,特征的 CuA 配位结构已明显转换为II型 Cu2+ 配位。
尤为重要的是,对Trp121残基的取代明显地影响了蛋白的电子传递功能。
利用Stopped-flow 快速动力学技术研究 CuA 中心与细胞色素 c 的电子转移
反应发现:与野生型相比,突变体W121Y与细胞色素 c 的电子传递速率减少了七倍;而在同样条件下,由于 CuA 活性中心的破坏和蛋白结构的转换,W121L 和(W121 突变体与细胞色素 c 几乎不发生电子传递。
研究表明,121位氨基酸残基的芳香性和氢键生成能力对于维系稳定的 CuA 中心和天然的构象是必需的,同时也有利于高效的电子转移。
用平衡滴定实验分别测得了野生型和W121Y突变体的电位,比较了可以部分保持电子传递功能的突变体W121Y与野生型的差异,进一步研究其活性减小的原因。
结果表明:W121Y突变体的电位与野生型接近,并非导致其活性下降的主要因素;相应地,侧链体积的减小及氨基酸突变所引起的微环境的扰动可能起着不可忽略的作用。
(三) 野生型及W121位突变体蛋白的稳定性及去折叠研究结合紫外-可见、园二色谱和稳态荧光光谱,考察了不同条件下细胞色素c氧化酶亚基II可溶区野生型及突变体的稳定性,并对变性过程中的去折叠机制进行了探讨。
细胞色素c氧化酶亚基II可溶区的稳定性包括两个方面:CuA 中心的稳定性和蛋白骨架的稳定性。
总的来讲,第121位色氨酸的突变使二者稳定性均有所下降。
在蛋白变性过程中,我们再次观察到与 CuA 中心相关的构象转换,其CD
光谱特征与W121L 和 (W121突变体类似。
在热、碱或盐酸胍诱导的变性过程中,
蛋白的去折叠不符合简单的二态机制,而是存在稳定的中间体。
从实验结果看,中间体的构象应该是对应于蛋白发生构象转换后的状态。
另外,蛋白酸变性<WP=7>的过程比较特殊,蛋白分子在等电点附近严重聚集,但是整个过程不发生构象转。