医学分子生物学-2蛋白质的修饰与降解
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2020年智慧树知道网课《分子生物学(山东联盟-济宁医学院版)》课后章节测试满分答案
第一章测试1【多选题】(15分)分子生物学的研究任务包括：A.生物大分子在遗传信息和细胞信息传递中的作用B.大分子结构与功能的关系C.生物大分子在食品中的作用D.生物大分子的结构2【多选题】(15分)1865年孟德尔在他的划时代的论文《植物杂交试验》中得出了两条规律：A.统一律B.连锁遗传规律C.分离规律D.基因学说3【多选题】(15分)在非转录区段对基因的表达起调控作用的是：A.抑癌基因B.原癌基因C.增强子D.启动子4【多选题】(15分)证明DNA是遗传物质的两个有名的实验为：A.T4噬菌体感染细菌实验B.肺炎双球菌转化实验C.豌豆杂交实验D.果蝇杂交实验5【多选题】(15分)目前分子生物学研究的前沿包括：A.细胞信号转导研究B.基因表达的调控研究C.基因组研究D.结构分子生物学研究6【多选题】(15分)DNA重组技术的应用包括：A.可被用于大量生产某些在正常细胞代谢中产量很低的多肽B.可用于定向改造某些生物的基因组结构C.可被用来进行基础研究D.可用于企业减少生产成本7【多选题】(10分)分子生物学技术包括：A.基因工程B.链反应技术C.分子杂交技术D.蛋白质工程第二章测试1【单选题】(15分)原核生物基因是：A.不连续的B.断裂的C.连续的D.跳跃的2【单选题】(15分)操纵子的结构基因区的功能是A.结合阻遏蛋白B.结合核糖体C.表达功能蛋白D.结合RNA聚合酶3【单选题】(15分)在断裂基因及其初级转录产物上出现，并表达为成熟RNA的核酸序列的是：A.终止子B.内含子。
content_03 蛋白质的修饰和表达
大肠杆菌表达体系的应用
当外源蛋白质的分子量小于70kD,不存在半胱 氨酸或分子内的二硫键少于3～4个，以及不需要 翻译后修饰而能保持其生物活性的蛋白质，大多 可以利用大肠杆菌系统得到满意的结果。
1．表达载体的一般特点
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 复制起始点 选择性基因 强的、可诱导的启动子 强的转录终止序列 核糖体结合位点 合适的多克隆位点
第三章 蛋白质的修饰和表达
第三章 蛋白质的修饰和表达
第一节 蛋白质修饰的化学途径 第二节 蛋白质改造的分子生物学途径 第三节 重组蛋白质的表达
第一节 蛋白质修饰的化学途径
一、功能基团的特异性修饰 二、基于蛋白质片段的嵌合修饰
一、功能基团的特异性修饰
在20种天然氨基酸的侧链中，大约有一半可以在足够温和 的条件下产生化学取代而不使肽键受损，其中氨基、巯基 和羧基特别容易产生有用的取代。 因为任何给定的氨基酸残基在蛋白质分子中可能出现不止 一次，如果用化学的方法对氨基酸进行修饰时，正常情况 下所有相关的氨基酸侧链都要被取代。至于谈到氨基和羧 基基团，尽管处在侧链上和末端基团的pK值有差别，但在 化学上很难将肽链的α-氨基或α-羧基基团与侧链上的氨基 或羧基相区别。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (2) 几种寡核苷酸介导的基因突变方法
① Kunkel 突变法 ② 基于抗生素抗性“回复”的突变方法 ③ 基于去除特定限制酶切位点的突变 ④ 利用聚合酶链反应(PCR)产生定点突变
2．区域性定向突变
基因工程技术不但可使基因产生特异性位点突变，也 可以产生区域性的突变。 常用的方法如盒式突变法(cassette mutagenesis)，又称片段 取代法(DNA fragment replacement)。 这一方法的要点是利用目标基因中所具有的适当的限制性 内切酶位点，用具有任何长度、任何序列(或任何混合序 列)的DNA片段来置换或取代目标基因上的一段DNA序列。
分子生物学-2_真题-无答案
分子生物学-2(总分100,考试时间90分钟)一、判断题1. 用重组修复和SOS修复的方式修复DNA损伤，在修复完成后都会产生较高的基因突变概率。
A. 正确B. 错误2. DNA错配修复不需要消耗能量。
A. 正确B. 错误3. 紫外线照射损伤DNA的主要原因是形成了嘧啶二聚体。
A. 正确B. 错误4. 只有DNA聚合酶Ⅰ参与了大肠杆菌的错配修复过程。
A. 正确B. 错误5. 点突变不会造成移码突变。
A. 正确B. 错误6. 切除修复不能修复嘧啶二聚体造成的DNA损伤。
A. 正确B. 错误7. 大肠杆菌的DNA同源重组修复不需要DNA聚合酶。
A. 正确B. 错误8. 核苷酸的插入或缺失突变不一定会造成移码突变。
A. 正确B. 错误9. 碱基类似物造成DNA突变的主要原因是其掺入DNA后抑制了DNA复制。
A. 正确B. 错误10. 真核生物的DNA错配修复需要PCNA的参与。
A. 正确B. 错误11. 大肠杆菌的错配修复机制能修复所有可能的碱基错配。
A. 正确B. 错误12. DNA损伤的光复活修复过程需要内切酶的参与。
A. 正确B. 错误13. 镰状细胞贫血是由于血红蛋白β链基因发生了缺失突变。
A. 正确B. 错误14. 胸腺嘧啶二聚体可以使DNA聚合酶失活，因而阻碍了DNA合成。
A. 正确B. 错误15. 紫外线照射不会造成DNA的单碱基突变。
A. 正确B. 错误16. 通常情况下SV40基因组的突变率比HIV低。
A. 正确B. 错误17. 参与大肠杆菌SOS修复的DNA聚合酶是DNA聚合酶Ⅲ。
A. 正确B. 错误18. DNA修复过程通常需要DNA连接酶。
A. 正确B. 错误19. DNA中的碱基G如果发生脱氨基反应将导致DNA发生突变。
A. 正确B. 错误20. 着色性干皮病人的DNA错配修复系统存在缺陷。
A. 正确B. 错误二、选择题1. 以下哪一项不会引起插入/缺失(insertion/deletion)突变?A. 胞嘧啶的脱氨基作用B. DNA复制过程中发生的错误C. 转座作用D. 吖啶的诱变作用2. 由于碱基突变使编码Cys的密码子TGC突变为TGA，这种突变称为：A. 无义突变B. 错义突变C. 沉默突变D. 移码突变3. 下列哪种因素不会诱发DNA突变：A. 放射性同位素辐射B. 紫外线C. 亚硝酸盐D. 饱和脂肪乳剂4. 亚硝酸能够诱导DNA分子中碱基的哪一类反应：A. 嘧啶二聚体B. 脱氨基C. 烷基化D. 羟基化5. 尿嘧啶糖苷酶的功能是：A. 切除RNA分子中的尿嘧啶B. 切除RNA分子中的尿苷酸C. 切除DNA分子中的尿苷酸D. 切除DNA分子中的尿嘧啶6. 以下有关大肠杆菌SOS反应激活过程的描述哪一项正确：A. DNA损伤激活RecA，RecA激活LexA成为转录激活蛋白B. DNA损伤激活RecA，RecA诱导降解转录抑制蛋白LexAC. DNA损伤激活转录激活蛋白LexA，LexA诱导降解RecAD. DNA损伤激活转录抑制蛋白LexA，LexA诱导降解RecA7. 原核细胞DNA的甲基化位点主要是在以下哪种序列上，为错配修复系统提供了区分母链与子链的标签：A. CpGB. GA TCC. FAATD. TGAC8. 原核生物中主要负责DNA修复的是以下哪一类DNA聚合酶：A. DNA polymerase ⅠB. DNA polymerase ⅡC. DNA polymerase ⅢD. Klenow9. 以下哪类化合物最易造成DNA的插入或缺失突变：A. 硫酸二甲酯B. 5-溴尿嘧啶C. 吖啶衍生物D. 乙基乙磺酸10. 以下有关胸腺嘧啶二聚体的说法错误的是：A. 胸腺嘧啶二聚体的出现不会造成DNA复制的终止B. 细胞内有多种修复机制可以修复胸腺嘧啶二聚体C. 胸腺嘧啶二聚体是DNA复制过程中产生的D. 胸腺嘧啶二聚体的光复活修复机制在真核与原核生物中普遍存在11. 切除修复可以修复以下哪种类型的突变：A. 胸腺嘧啶二聚体B. 插入突变C. 缺失突变D. DNA片段倒转12. 以下哪一项不是：RecBCD的活性：A. 外切酶B. DNA解链酶C. A TP酶D. 蛋白酶13. 以下哪种酶或蛋白质不会在大肠杆菌SOS反应中出现：A. RecAB. RecBCDC. DNA聚合酶VD. LexA14. 以下哪种修复机制不需要DNA聚合酶活性：A. 光复活修复B. SOS修复C. 碱基切除修复D. 核苷酸切除修复15. 大肠杆菌的SOS反应中，负责DNA合成的是：A. DNA聚合酶ⅠB. DNA聚合酶ⅢC. DNA聚合酶ⅣD. DNA聚合酶Ⅴ16. 以下哪一项是硫酸二甲酯致使DNA损伤的作用途径：A. 脱氨基作用B. DNA链交联C. 脱碱基作用D. 碱基烷基化17. 哺乳动物细胞的Ku70蛋白和Ku80蛋白参与了以下哪一类DNA修复过程：A. 错配修复B. 双链DNA断裂修复C. 碱基切除修复D. 核苷酸切除修复18. 以下哪一类不属于DNA的自发损伤：A. 碱基自发脱氨基B. 碱基自发脱嘌呤C. DNA复制中产生的错配碱基D. 紫外线照射产生的嘧啶二聚体19. 哺乳动物DNA损伤发生后，细胞内哪类蛋白质表达会上升：A. DNA聚合酶B. DNA连接酶C. P53D. RNA聚合酶20. 以下哪种基因突变对大肠杆菌来说最有可能是致死性的：A. DNA聚合酶ⅠB. dUTPaseC. DNA甲基化酶D. LexA。
蛋白质降解与修饰-理论与实验 (1)
Ubiquitin (泛素）
泛素由76个氨基酸残基组成，其中包括7个赖氨酸残基(K), 其C末端可与 底物的赖氨酸残基形成异肽键，从而引起底物泛素化。泛素的K11、K29 、K48和K63均能参与形成泛素与泛素间的异肽键 (Isopeptide bond)。 The C-terminal glycine 76 (Gly76) was identified to attach to the lysine site of protein substrate during ubiquitination 。
失调蛋白
底物
修饰
肿瘤类别
———————————————————————————————————————— SKP2 p27 (KIP) Polyubiquitylation Malignant melanoma MDM2 p53 Polyubiquitylation Non-small-cell lung cancer, soft-tissue carcinoma, colorectal cancer HAUSP p53, MDM2 De-ubiquitylation Non-small-cell lung cancer lymphoma APC Cyclin B, Polyubiquitylation Colorectal cancer securin FANCL FANCD2 Monoubiquitylation Fanconi anaemia-related cancers CYLD IKKγ De-ubiquitylation Cylindromatosis IAP2 BCL10 Polyubiquitylation MALT lymphomas CBL RTKs HIF Multiple monoubiquitylation Polyubiquitination Lymphoma, AML and gastric carcinoma von Hippel-Lindau disease
医学分子生物学名词解释-2
1.转录泡（三元复合物）：转录泡是由RNA聚合酶核心酶、DNA模板链以及转录形成的RNA新链三者结合形成的转录复合物。
在转录的延伸阶段，RNA聚合酶使DNA双螺旋解链，暴露出长度约为17bp的局部单链区，因外形酷似泡状结构故称之为转录泡2.3.密码子：mRNA上每 3 个核苷酸翻译成蛋白质多肽链上的一个氨基酸，这 3 个核苷酸称为密码，也叫三联子密码4.摆动假说：在密码子与反密码子的配对中，前两对严格遵守碱基配对原则，第三对碱基有一定的自由度，可以"摆动"，因而使某些tRNA可以识别1个以上的密码子。
5.SD序列：位于原核生物起始密码子上游7~12个核苷酸处的保守区，该序列能与16SrRNA的3端互补，促使mRNA与核糖体的结合，与翻译的起始有关。
6.校正tRNA：校正tRNA通过改变反密码子区校正突变。
可分为无义突变的校正RNA和错义突变的校正RNA、移码突变的校正RNA。
7.无义突变：在蛋白质的结构基因中，一个核苷酸的改变使代表某个氨基酸的密码子变成终止密码子(UAG、UGA、UAA)，使蛋白质合成提前终止，合成无功能的或无意义的多肽的突变，叫做无义突变。
8.错义突变：错义突变是由于结构基因中某个核苷酸的变化而使一种氨基酸的密码变成另一种氨基酸的密码。
9.移码突变：在正常地DNA分子中，碱基缺失或增加非3地倍数，造成这位置之后的一系列编码发生移位错误的改变，这种现象称移码突变。
10.可读框：可读框是指mRNA上从起始密码子到终止密码子的一段序列。
11.信号肽：常指新合成多肽链中用于指导蛋白质跨膜转移（定位）的N-末端氨基酸序列（有时不一定在N端）。
12.分子伴侣：一类能帮助其他蛋白质进行正确组装、折叠、转运、介导错误折叠的蛋白质进行降解的蛋白。
当蛋白质折叠时，它们能保护蛋白质分子免受其它蛋白质的干扰。
很多分子伴侣属于热休克蛋白（例如HSP-60），它们在细胞受热时大量合成。
分子生物学考研试题及答案
分子生物学考研试题及答案# 分子生物学考研试题及答案## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪个不是DNA聚合酶的功能？A. 校对功能B. 催化DNA链的延伸C. 催化RNA链的合成D. 催化DNA链的复制2. 真核生物的基因表达调控主要发生在哪个阶段？A. 转录前B. 转录后C. 翻译D. 翻译后3. 以下哪个是真核生物mRNA的5'端帽子结构？A. 甲基化鸟苷B. 磷酸化鸟苷C. 乙酰化鸟苷D. 腺苷4. 以下哪个不是蛋白质合成过程中的元件？A. 核糖体B. tRNAC. mRNAD. 内质网5. 基因克隆中，常用的载体是：A. 质粒B. 病毒C. 线粒体DNAD. 染色体DNA6. 以下哪个是限制性内切酶识别的序列？A. ATGB. GGTACCC. TATAAAD. CTTGAC7. 以下哪个是基因表达的负调控因子？A. 转录激活因子B. 转录抑制因子C. 转录因子D. RNA聚合酶8. 以下哪个是RNA干扰的机制？A. 降解mRNAB. 促进mRNA翻译C. 抑制蛋白质合成D. 促进DNA复制9. 以下哪个是基因组编辑技术CRISPR-Cas9的组成部分？A. 单链RNAB. 双链RNAC. 三链RNAD. 四链RNA10. 以下哪个是真核生物细胞周期的阶段？A. G0期B. G1期C. S期D. 所有选项都是## 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述PCR技术的原理及其在分子生物学中的应用。
2. 解释什么是转录后修饰，并举例说明其在蛋白质功能中的作用。
3. 描述基因敲除技术的原理，并简述其在生物医学研究中的重要性。
## 三、论述题（每题25分，共50分）1. 论述基因表达调控的多层次机制，并举例说明其在疾病发生中的作用。
2. 讨论CRISPR-Cas9基因编辑技术的优势、局限性以及未来可能的发展方向。
## 参考答案### 一、选择题1. C2. A3. A4. D5. A6. B7. B8. A9. B10. D### 二、简答题1. PCR技术，即聚合酶链反应，是一种分子生物学中用于快速制备大量特定DNA片段的方法。
医学分子生物学 蛋白质的修饰与降解
利用电泳、免疫共沉淀、色谱、生物质 谱、生物信息学等方法，对修饰蛋白质及 修饰位点进行鉴定。
第二节
蛋白质的降解
蛋白质的降解途径
• 泛素-蛋白酶体通路：需能，高效、特异的 蛋白质降解过程，控制着动植物体内绝大 多数蛋白质的降解。
• 自噬-溶酶体：不需能量。主要降解细胞外 和细胞膜蛋白质
泛素-蛋白酶体系统
溶酶体
蛋白质的修饰
概念：是指蛋白质翻译后进行共价修饰加工的过程， 通过一个或几个氨基酸残基加上修饰基团而改变 蛋白质的性质。
目的：调节蛋白质的活性，使蛋白质结构更为复杂， 功能更完善。
蛋白质的修饰
• 磷酸化修饰 • 脂基化修饰 • 甲基化修饰 • 乙酰化修饰 • 类泛素化修饰 • 巴豆酰化修饰
一、磷酸化修饰
泛素化过程的关键酶
• 泛素激活酶E1：细胞只表达一种E1，将泛素转 移到泛素结合酶E2上；
• 泛素偶连酶E2：约50种，E2与许多E3作用； • 泛素连接酶E3：约1000种，直接或间接与底物
蛋白结合，促进泛素从E2的硫酯键转移到底物 蛋白上，作为被UPS识别和降解的靶向信号。
泛素化反应
1. 泛素的活化：以ATP为能量，将泛素C-端的羧基 连接到泛素活化酶E1的巯基上，形成一个泛素和 泛素活化酶E1之间的硫酯键。
• 大多数蛋白质通过26S蛋白酶体以ATP和泛素依赖 方式降解；11S-20S-11S,11S-20S-19S，PA20020S-19S以不依赖ATP和泛素的方式降解一些调节 蛋白、氧化蛋白及衰老蛋白。
泛素的结构与组成
• 泛素含有76个氨基酸残基, 广泛存在于真核生物， • 泛素的氨基酸序列极其保 守。 •泛 素 共 价 结 合 于 底 物 蛋 白 的赖氨酸残基上，将底物蛋 白进行泛素化标记而被UPS 特异识别并迅速降解。
蛋白质降解与修饰-理论与实验 (1)
Ub E1 Ub-E2 底物
ATP
E3
AMP+PPi
-E1 Ub
E2
蛋白酶体
Ub: 泛素 (Ubiquitin)，一高度保守的，由76个氨基酸组成的多肽。 E1: 泛素激活酶 (Ubiquitin-activating enzyme)，人类仅有2种E1。 E2: 泛素载体蛋白 (Ubiquitin-carrier protein)， 人类约有 30 种E2s。 E3: 泛素－蛋白连接酶 (Ubiquitin-protein ligase)， 人类有1000多种E3s 。
3. 非泛素-蛋白酶体通路
Immunoproteasome REGgamma dependent protein degradation
Selective and ATP-independent
Proteasomes are responsible for degradation of most cellular proteins
Proteins constitute essential components of cells
Life cycle of proteins
/webcontent/an imations/content/lifecycleprotein.html
The Nobel Prize in Chemistry 2004 for the discovery of ubiquitin-mediated proteolysis
Aaron Ciechanover
阿龙.西查诺瓦
Avram Hershko
阿夫拉姆.赫希科
Irwin Rose
欧文.罗斯
近年与泛素－蛋白酶体相关的PubMed论 文数在持续增长
ATP
E3
AMP+PPi
-E1 Ub
E2
蛋白酶体
Ub: 泛素 (Ubiquitin)，一高度保守的，由76个氨基酸组成的多肽。 E1: 泛素激活酶 (Ubiquitin-activating enzyme)，人类仅有2种E1。 E2: 泛素载体蛋白 (Ubiquitin-carrier protein)， 人类约有 30 种E2s。 E3: 泛素－蛋白连接酶 (Ubiquitin-protein ligase)， 人类有1000多种E3s 。
3. 非泛素-蛋白酶体通路
Immunoproteasome REGgamma dependent protein degradation
Selective and ATP-independent
Proteasomes are responsible for degradation of most cellular proteins
Proteins constitute essential components of cells
Life cycle of proteins
/webcontent/an imations/content/lifecycleprotein.html
The Nobel Prize in Chemistry 2004 for the discovery of ubiquitin-mediated proteolysis
Aaron Ciechanover
阿龙.西查诺瓦
Avram Hershko
阿夫拉姆.赫希科
Irwin Rose
欧文.罗斯
近年与泛素－蛋白酶体相关的PubMed论 文数在持续增长
研究生医学分子生物学论述题
研究生医学分子生物学论述题分子生物学论述题1．试比较原核生物病毒与细菌在基因组结构与功能上的异同。
同：1）结构简单，都由一种核酸组成。
2）基因组的大部分可编码蛋白质，只有非常小的一部份不编码蛋白质。
3）噬菌体（细菌病毒）的基因和细菌的结构基因都是连续的，无内含子，转录时不需要剪切。
4）病毒基因组与细菌的结构基因都是单拷贝的。
5）结构基因都为多顺反子。
异：1）病毒基因组可由DNA或RNA组成，可以是单链或双链，可以是环状或线性。
细菌基因组由环状双链DNA组成，且形成类核，DNA通常与胞膜相连。
2）病毒基因组有重叠现象，细菌基因组没有重叠现象。
具有操纵子结构。
3）细菌具有操纵子结构。
4）细菌具有同基因，编码同工酶。
5）细菌具有终止子。
2.试比较原核生物与真核生物基因组结构与功能的异同。
答：不同点：①原核生物基因组由一条环状双链DNA分子组成，是单拷贝的。
真核生物基因组除了配子为单倍体外，体细胞一般为双倍体。
②原核生物基因组不形成染色体，真核生物基因组都有一定的染色体。
③原核生物基因组只有一个复制起点。
真核生物基因组有许多复制起点。
④原核生物基因组重复序列很少，真核生物基因组含有大量重复序列。
⑤原核生物基因组50％为编码区，真核生物基因组非编码区占90％以上。
⑥原核生物基因是连续的，无内含子。
真核生物基因是不连续的（断裂基因）含内含子。
⑦原核生物基因的转录产物为多顺反子，真核生物基因的转录产物为单顺反子。
相同点：细菌基因组和真核生物基因组中都存在可移动的DNA序列，包括插入序列和转座子。
3.真核生物基因组结构特点：答：①真核生物基因组远远大于原核生物基因组②真核生物基因组有多个复制起始点，每个复制子大小不一③真核基因都是有一个结构基因与相关的调控区组成，转录产物为单顺反子。
④真核生物基因组含有大量重复序列⑤真核生物基因组非编码序列＞90％⑥真核基因是断裂基因：即编码序列被非编码序列分隔开来，基因内非编码序列为内含子，被内含子隔开的编码序列为外显子。
分子生物学原理-蛋白质的生物合成
相互作用
蛋白质可以通过非共价相互作用（如氢键和 疏水效应）来保持其三维结构。
蛋白质的生物合成过程
1
转录
蛋白质合成的第一步是通过转录将DNA信息转录成RNA。
2
翻译
在细胞质中，RNA通过翻译过程被转化为氨基酸序列的链。
3
蛋白质的后处理
新合成的蛋白质需要进行修饰，如切割、磷酸化和糖基化。
质量控制和折叠
4 信号传递
蛋白质在免疫系统中起着抗体、炎症因子 和抗菌肽的作用。
蛋白质通过与其他蛋白质和分子相互作用， 参与细而精确的过程，对于维持生命体的正常功能至 关重要。
分子生物学原理-蛋白质 的生物合成
蛋白质是生命体中至关重要的分子之一。它们在细胞结构、代谢调节和信号 传递中发挥着重要角色。
蛋白质-构成与结构
构成多样
蛋白质由氨基酸构建而成，有20种不同类型 的氨基酸。
功能多样
蛋白质的结构决定它们的功能，如酶催化、 结构支撑和信号传递。
三级结构
蛋白质的结构由一级（氨基酸序列）、二级 （α-螺旋、β-折叠）和三级（整体折叠）组 成。
蛋白质折叠
蛋白质在合成过程中需要正确地折叠成特定的三 维结构才能发挥功能。
质量控制
细胞通过质量控制系统来检测和修复异常折叠的 蛋白质。
蛋白质的重要性
1 细胞结构
2 代谢调节
蛋白质构成了细胞的骨架和细胞器，使细 胞能够维持形态和功能。
蛋白质作为酶和调节因子参与细胞的代谢 过程和信号传递。
3 免疫和防御
蛋白质可以通过非共价相互作用（如氢键和 疏水效应）来保持其三维结构。
蛋白质的生物合成过程
1
转录
蛋白质合成的第一步是通过转录将DNA信息转录成RNA。
2
翻译
在细胞质中，RNA通过翻译过程被转化为氨基酸序列的链。
3
蛋白质的后处理
新合成的蛋白质需要进行修饰，如切割、磷酸化和糖基化。
质量控制和折叠
4 信号传递
蛋白质在免疫系统中起着抗体、炎症因子 和抗菌肽的作用。
蛋白质通过与其他蛋白质和分子相互作用， 参与细而精确的过程，对于维持生命体的正常功能至 关重要。
分子生物学原理-蛋白质 的生物合成
蛋白质是生命体中至关重要的分子之一。它们在细胞结构、代谢调节和信号 传递中发挥着重要角色。
蛋白质-构成与结构
构成多样
蛋白质由氨基酸构建而成，有20种不同类型 的氨基酸。
功能多样
蛋白质的结构决定它们的功能，如酶催化、 结构支撑和信号传递。
三级结构
蛋白质的结构由一级（氨基酸序列）、二级 （α-螺旋、β-折叠）和三级（整体折叠）组 成。
蛋白质折叠
蛋白质在合成过程中需要正确地折叠成特定的三 维结构才能发挥功能。
质量控制
细胞通过质量控制系统来检测和修复异常折叠的 蛋白质。
蛋白质的重要性
1 细胞结构
2 代谢调节
蛋白质构成了细胞的骨架和细胞器，使细 胞能够维持形态和功能。
蛋白质作为酶和调节因子参与细胞的代谢 过程和信号传递。
3 免疫和防御
分子生物学知识：蛋白质表达的调节机制
分子生物学知识：蛋白质表达的调节机制蛋白质表达的调节机制是生物体内蛋白质合成过程中的一系列调控机制。
蛋癸蛋白质表达是细胞生物学中最基本的生物学过程之一，对细胞的功能和生存至关重要。
蛋白质的表达调控机制包括转录调控和翻译调控两个层面。
这些调控机制能够有效地调节细胞内蛋白质的数量和种类，从而使细胞能够适应外部环境的变化和内部代谢的需要。
1.转录调控转录调控是指在转录过程中，通过控制RNA聚合酶的结合和活性来调节基因的转录水平。
细胞利用一系列的转录因子和共激活子来控制基因的转录。
这些转录因子可以识别并结合到特定的DNA序列上，从而启动或抑制基因的转录。
一种经典的转录调控机制是切割体的形成和功能。
在真核生物中，大部分mRNA在转录过程中都需要进行剪接修饰。
切割体由多种蛋白质组成，包括小核RNA和蛋白质因子。
切割体的形成和功能使得mRNA的剪接过程能够受到调控，从而产生不同种类的成熟mRNA，进而影响蛋白质的表达水平。
另一种转录调控机制是组蛋白修饰。
组蛋白是染色质的主要组成部分，它能够通过翻译后修饰来调节基因的转录。
例如，乙酰化和去乙酰化等修饰可以改变组蛋白对DNA的结合能力，进而影响染色质的开放性和基因的转录水平。
2.翻译调控翻译调控是指在mRNA翻译成蛋白质的过程中，通过控制转运RNA 和核糖体的结合来调节蛋白质的合成水平。
在这一过程中，细胞利用一系列的调控因子和信号通路来调节翻译的速率和效率。
一个典型的翻译调控机制是mRNA的稳定性调控。
mRNA在翻译前需要通过一系列的后修饰来影响其在细胞内的寿命和稳定性，并从而影响蛋白质的表达水平。
这些后修饰包括mRNA的poly(A)尾修饰和mRNA 的降解。
另外，一些RNA结合蛋白也能够通过结合到mRNA上来影响其稳定性和翻译效率。
转运RNA的选择性翻译也是一个重要的翻译调控机制。
这种机制能够通过选择性地识别和结合特定的转运RNA来调节特定蛋白质的合成水平。
例如，一些调控蛋白能够识别特定的转运RNA结构或序列，从而影响其在翻译过程中的优先级和效率。
蛋白质的修饰和表达
定向进化的应用
目标酶
所需功能
方法
结果
实施菌种
卡那霉素核苷基 转移酶
枯草杆菌蛋白酶
β-内酰胺酶 对硝基苯酯酶
胸苷激酶 β-半乳糖苷酶 砷酸脱毒途径
热稳定性
作用于有机溶 剂
作用于新底物
有机溶剂中的 底物特异性和
活性 第五特异性 基
因理疗 底物特异性
砷酸抗性
定位诱变+选择 易错PCR+选择
DNA改组+选择 易错PCR+重组
化学修饰影响的条件
• 1、温和的反响条件是防止蛋白质分子变性 的一个必要条件
• 2、pH值得变化：决定了具有潜在反响能力 的基团所处的可反响和不可反响的离子状 态。
• 3、温度：影响活性巯基的微环境 • 4、有机溶剂：试剂需要有机溶剂来助溶，
但有机溶剂可使蛋白质变性。
• 化学方法：
•
• 产生半合成的结构，一个天然多肽与一个 人造〔或化学修饰〕的多肽相缔合
Amps
Tetr
Tetr
Amps
突变 氨苄青霉素抗性的阳性克隆
设计突变体引物 氨苄青霉素抗性修复寡核苷酸
PCR方法介导的定点突变
• 通过改变引物中的某些碱基而改变基因序 列，到达有目的改造蛋白质结构、研究蛋 白质的结构和功能之间的关系的目的
• 取代突变、插入突变、缺失突变
5’ 3’
5’
3’ 3’
• 亚氨代乙酰基：亚氨代乙酰化反响可区分α氨基和ε-氨基。完全亚氨代乙酰化的蛋白质 仍保持在水溶液中的可溶性。
• α-异硫氰酸苯酯在严格控制的条件下可对α氨基进行相当特异性的修饰，而不作用于ε氨基。
羧基的化学修饰
• 由于羧基在水溶液中的化学性知识的蛋白 质分子中的谷氨酸和天冬氨酸的修饰方法 很有限，产物一般是酯类或酰胺类。水溶 性的碳化二亚胺类特定修饰羧基基团，可 在较温和的条件进行
蛋白质修饰的综述
蛋白质修饰是指在蛋白质序列上发生的化学和物理变化，这些变化可以改变蛋白质的结构、功能和相互作用。
蛋白质修饰在生物体内广泛存在，对于细胞正常生理功能和信号转导等过程至关重要。
蛋白质修饰的类型很多，其中磷酸化、糖基化、泛素化、甲基化、乙酰化和脂质化等是常见的修饰方式。
这些修饰可以影响蛋白质的活性、定位和稳定性，进而调节其功能。
磷酸化是最常见的蛋白质修饰之一，它可以通过将磷酸基团添加到蛋白质上，调节其活性和功能。
糖基化是将糖链连接到蛋白质上的一种修饰方式，它有助于蛋白质的稳定性和细胞识别。
泛素化是一种通过将泛素分子添加到蛋白质上来调节其稳定性和降解的过程。
甲基化是指将甲基基团添加到蛋白质上，调节其功能和稳定性。
乙酰化是通过将乙酰基团添加到蛋白质上来调节其功能和稳定性。
脂质化是指将脂质分子连接到蛋白质上，调节其定位和稳定性。
蛋白质修饰在多种生物学过程中发挥着重要作用，如细胞信号转导、细胞周期调控、基因表达调控、免疫应答等。
同时，蛋白质修饰也在一些疾病中发挥重要作用，如癌症、神经退行性疾病和免疫系统疾病等。
因此，研究蛋白质修饰对于理解生物学过程和疾病机制具有重要意义。
总之，蛋白质修饰是一个复杂的生物学过程，涉及到多种修饰方式和生物学效应。
研究蛋白质修饰有助于深入了解细胞生理和疾病机制，为疾病诊断和治疗提供新的思路和方法。
4第四章 蛋白质的加工、运输与降解
2019/9/26
10
HSP70 辅助肽链折叠
（HSP40）
（HSP70）
2019/9/26
11
2. 伴侣素Gro EL和Gro ES
伴侣素（chaperonin）是分子伴侣的另一家族， 如大肠杆菌的Gro EL和Gro ES（真核细胞中同 源物为HSP60和HSP10）等家族。
其主要作用是为非自发性折叠蛋白质提供能折 叠形成天然空间构象的微环境。
2019/9/26
5
二、分子伴侣
细胞中大多数天然蛋白质折叠都不是自发完成 的，其折叠过程需要其他酶或蛋白质的辅助，这 些辅助性蛋白质可以指导新生肽链按特定方式正 确 折 叠 ， 它 们 被 称 为 分 子 伴 侣 （ molecular chaperone）。
2019/9/26
6
• 细胞内分子伴侣可分为两大类
医学分子生物学
第四章 蛋白质的加工、运输与降解
南华大学生物化学与分子生物学教研室
目录 CONTENT
• 新生肽链的折叠 • 蛋白质亚基的聚合与组装 • 蛋白质翻译后的修饰 • 蛋白质的运输和定位 • 细胞内蛋白质的降解
2019/9/26
2
新生多肽链不具备蛋白质的生物学活性，必须经过复杂 的加工过程才能转变为具有天然构象的功能蛋白质，这 一 加 工 过 程 称 为 翻 译 后 加 工 (post-translational processing)。
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16
四、新生肽链错误折叠所致的疾病
（一）朊病毒病——神经退行性疾病
Prion：一类不含核酸而仅由蛋白质构成的可自我复制 并具感染性的亚病毒因子。
“朊”——蛋白质的旧称
2019/9/26
医学分子生物学之蛋白质分子折叠和定位
医学分子生物学 蛋白质分子折叠和定位
生命科学是研究生命现象和生命活动规律的 综合性学科
研究内容：生命物质的结构与功能，生物与生物之 间及生物与环境之间相互关系。
前沿领域：分子生物学、分子遗传学、细胞生物学、 发育生物学和神经生物学。而分子生物学是生命 科学的前沿。
生命科学的发展过程
整体水平
细胞异常与疾病 • 蛋白质分子异常与疾病 • 代谢异常与疾病 • 癌基因和抑癌基因异常与疾病 • 基因工程与基因工程药物
第一部分 蛋白质分子的折叠和定位
蛋白质的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
• 晶核由特定氨基酸残基形成接近天然状态相互作 用的结构。
• 以晶核为核心向两侧扩大，使得整个肽链迅速折 叠成为天然构象。
拼图模型（jip-saw puzzle model)
• 多肽链可沿多条不同途径进行折叠，最终形成天 然构象。
• 外界环境变化或突变可能会给单一折叠造成较大 的影响，对其他途径影响不大。
• Anfinsen 的“自组装”热力学假说得到 了许多体外实验的支持，一些小分子量蛋 白质在体外可进行可逆的变性和复性。
• 该假说发展成“蛋白质一级结构决定高 级结构”的著名论断，并荣获1972年诺贝 尔化学奖。
一些蛋白折叠“自组装”假说不能解释的 现象。有些蛋白变性-复性并非完全可逆；蛋 白质变性与复性是在不同条件下进行的，不 符合热力学准静态标准。
model) • 扩散-碰撞-缔合模型（diffusion-collosion-
adhesion model) • 动力学模型（kinetic model) • 格点模型（ HP model)
生命科学是研究生命现象和生命活动规律的 综合性学科
研究内容：生命物质的结构与功能，生物与生物之 间及生物与环境之间相互关系。
前沿领域：分子生物学、分子遗传学、细胞生物学、 发育生物学和神经生物学。而分子生物学是生命 科学的前沿。
生命科学的发展过程
整体水平
细胞异常与疾病 • 蛋白质分子异常与疾病 • 代谢异常与疾病 • 癌基因和抑癌基因异常与疾病 • 基因工程与基因工程药物
第一部分 蛋白质分子的折叠和定位
蛋白质的生物学功能
1）作为生物催化剂（酶） 2）代谢调节作用 3）免疫保护作用 4）物质的转运和存储 5）运动与支持作用 6）参与细胞间信息传递
• 晶核由特定氨基酸残基形成接近天然状态相互作 用的结构。
• 以晶核为核心向两侧扩大，使得整个肽链迅速折 叠成为天然构象。
拼图模型（jip-saw puzzle model)
• 多肽链可沿多条不同途径进行折叠，最终形成天 然构象。
• 外界环境变化或突变可能会给单一折叠造成较大 的影响，对其他途径影响不大。
• Anfinsen 的“自组装”热力学假说得到 了许多体外实验的支持，一些小分子量蛋 白质在体外可进行可逆的变性和复性。
• 该假说发展成“蛋白质一级结构决定高 级结构”的著名论断，并荣获1972年诺贝 尔化学奖。
一些蛋白折叠“自组装”假说不能解释的 现象。有些蛋白变性-复性并非完全可逆；蛋 白质变性与复性是在不同条件下进行的，不 符合热力学准静态标准。
model) • 扩散-碰撞-缔合模型（diffusion-collosion-
adhesion model) • 动力学模型（kinetic model) • 格点模型（ HP model)
蛋白质修饰的机制和影响因素
蛋白质修饰的机制和影响因素随着分子生物学的发展，人们对于蛋白质修饰机制的了解也越来越深入。
蛋白质修饰可以改变蛋白质的三维结构、稳定性、活性和亲和力，从而影响细胞信号转导、开关控制、细胞分裂、DNA修复等生物学过程。
本文将探讨蛋白质修饰的机制和影响因素。
一、蛋白质修饰的机制蛋白质修饰主要包括翻译后修饰和转录后修饰两种。
翻译后修饰包括磷酸化、甲基化、乙酰化等，发生在蛋白质合成完成后，用于调控蛋白质的功能和稳定性。
转录后修饰主要指由泛素连接到目标蛋白上的泛素化修饰，这种修饰方式能够调控蛋白质的降解和维持稳态水平。
下面将以磷酸化为例着重讲解蛋白质翻译后修饰的机制。
磷酸化修饰作为其中最为重要的一种方式，主要通过激酶酶促反应来完成。
具体来说，首先激酶识别靶蛋白的特定序列，接着将ATP的γ-磷酸基团转移到该序列上，用酵素学的方式将磷酸基团转移给靶蛋白，从而完成了磷酸化修饰的过程。
磷酸化能够改变蛋白质的电荷、立体构象和结构，影响蛋白质的活性、亲和力和参与的基础过程。
此外，磷酸化还能够与其他蛋白质结合形成复合物，从而参与许多蛋白质相互作用的过程。
二、蛋白质修饰的影响因素蛋白质修饰的影响因素可以分为生理、化学、环境三个方面。
这里我们只介绍其中最重要的因素。
1、生理因素生理因素是借助于蛋白质自身内在的机制来影响修饰的方式。
例如，在细胞分裂过程中，许多蛋白激酶和磷酸酶的表达量都会发生变化，使得磷酸化和去磷酸化的平衡状态也发生变化，从而影响蛋白质的修饰。
此外，这些因素还和细胞的生理状态、环境压力等有关。
2、化学因素化学因素主要包括蛋白质的化学构成和胺基酸的序列，这些都是决定化学修饰的重要因素。
其中，蛋白质中的氨基酸包括丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸等，其组成和序列决定了磷酸化和甲基化等反应发生的位置和效果。
例如，在某些特定的序列环境中，磷酸化和甲基化可以协同作用从而发生更加复杂的转化过程。
3、环境因素环境因素主要包括温度、pH值、离子浓度等化学变量。
分子生物学(二)
分子生物学（二）引言概述：分子生物学是研究生物分子结构和功能的学科。
本文将继续讨论分子生物学的相关内容，重点关注五个大点，包括蛋白质合成、基因表达调控、DNA复制、基因突变和分子诊断技术。
正文：一、蛋白质合成1. 转录和翻译的关系：RNA聚合酶合成mRNA，然后在核糖体中翻译成蛋白质。
2. 编码和非编码RNA：编码RNA包括mRNA和tRNA，而非编码RNA则不直接编码蛋白质，如rRNA和miRNA。
3. 编码RNA修饰：例如，剪接和RNA编辑，可以改变RNA序列，并对蛋白质产生重要影响。
4. 信使RNA降解：通过RNA酶的作用，mRNA可以被降解，控制蛋白质的合成量和速率。
5. 蛋白质翻译后修饰：包括磷酸化、糖基化和乙酰化等多种修饰形式，影响蛋白质的功能和稳定性。
二、基因表达调控1. 转录调控：转录因子的结合可以激活或抑制基因的转录过程，影响蛋白质的合成。
2. 染色质结构：染色质的组织结构和修饰可以影响基因的可及性，进而调控基因表达。
3. miRNA的调控作用：miRNA可以与mRNA结合，抑制其翻译或诱导降解，进而调控基因表达。
4. DNA甲基化：DNA甲基化是一种在基因调控中重要的表观遗传修饰方式，参与基因的静默。
5. 细胞信号转导：细胞内外的信号转导通路可以调控基因表达，对细胞发育和功能起重要作用。
三、DNA复制1. DNA复制的步骤：包括解旋、合成互补链和连接等多个步骤，确保DNA的准确复制。
2. DNA聚合酶：DNA聚合酶是复制DNA的主要酶类，具有高度专一性和准确性。
3. 复制起始位点选择：复制起始位点的选择是复制过程的关键步骤，受到复制起始蛋白的调控。
4. DNA损伤修复：复制过程中，可能会发生DNA损伤，细胞会通过修复机制保护DNA的完整性。
5. 复制过程的调控：多种蛋白质和调控机制参与DNA复制的调节，确保复制的顺序和精确性。
四、基因突变1. 突变的类型：包括点突变、缺失、插入和倒位等多种突变类型，影响DNA序列的改变。
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1.常见的蛋白酶抑制剂
• 作用于蛋白激酶ATP结合部位抑制剂： 该类抑制剂对PKA、PKC、PKG、MLCK、 CKⅠ 、CKⅡ、CAMKⅡ均有抑制作用。 是 应用最广泛的蛋白质丝氨酸/苏氨酸激酶抑 制剂。
• PTK的抑制剂
2.常见的蛋白磷酸酶抑制剂
• PP1和PP2A的抑制剂： 主要抑制丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶
蛋白质脂基化的生物学作用
• 脂基化蛋白相当于细胞信号转导的开关， 在信号转导方面发挥重要作用。
• 蛋白质脂基化增强蛋白质在细胞膜上的亲 和性，调节蛋白质的亚细胞定位、 蛋白质 的转运、 蛋白质之间的相互作用及蛋白质 的稳定性。
催化蛋白质脂基化的酶
• 棕榈酰基转移酶 该酶抑制剂具有抗肿瘤特性
• 法呢基转移酶 该酶抑制剂对正常细胞无毒性，对肿
中，蛋白质在天然状态下不被降解。 • 蛋白质正常结构出现变化或者受损，暴露
这些信号，就会被UPS发现。
UPS的生物学意义
• 通过降解错误的折叠、突变或者损伤的蛋 白质来维持细胞的质量。
• 通过降解关键的调节蛋白来控制细胞的基 本生命活动。例如生长、代谢、细胞凋亡、 细胞周期和转录调控。
泛素-蛋白酶体与疾病
• 泛素体系酶突变导致功能丧失或目标底物 蛋白识别基序改变，而导致某种蛋白的稳 定变化。
• 目标蛋白功能不正常或加速降解的结果。
肿瘤发病机制中的作用
• 肿瘤可以起因于癌基因蛋白生长促进因子的稳 定或由于肿瘤抑癌基因的不稳定。
• 通过蛋白酶体降解的癌基因蛋白,如果不能及 时地从细胞中清除,就会诱导细胞恶变。
• 蛋白质酪氨酸磷酸酶 目前已发现30多种，1/3是跨膜蛋白质酪氨酸 磷酸酶，类似受体分子。2/3位于胞质，为非 受体型蛋白质酪氨酸磷酸酶。
蛋白激酶抑制剂和蛋白磷酸酶抑制剂
• 蛋白激酶和蛋白磷酸酶的活性均可被一些 小分子化合物抑制。
• 这些小分子化合物在疾病治疗或蛋白激酶 和蛋白磷酸酶的研究中具有重要的意义。
2.蛋白质酪氨酸激酶
• 特异性催化蛋白质酪氨酸残基磷酸化的激 酶家族。
• 分为受体型PTK和非受体型 PTK。
3.双专一性蛋白激酶
• 同时自身磷酸化Tyr和Ser/Thr • 在信号级联反应中其重要作用
催化蛋白质去磷酸化的蛋白磷酸酶
• 蛋白质丝氨酸/苏氨酸磷酸酶 PP1、PP2A、PP2C、PPX等，亚细胞定位不同。
白质特定位置上添加乙酰基的过程。
蛋白质乙酰化的生物学作用
• 组蛋白乙酰化调节基因转录 • 可实现对自噬过程的动态调控 • 调节代谢酶的活性及代谢通路
催化蛋白质乙酰化的酶
催化蛋白质赖氨酸乙酰化是乙酰基转移酶 。
五、类泛素化修饰
• 小泛素相关修饰物（small ubiquitin related modifier, SUMO)是类泛素家族重要成员；
选择性降解短寿命的调节蛋白和损伤蛋白。 人体有三种蛋白酶体激活因子 19S（PA100）、11S（PA28或REG）和PA200。
ATP和泛素依赖的UPS组成
• 19S蛋白酶体激活因子结合20S蛋白酶体， 形成26S蛋白酶体。
• 细胞内大多数蛋白质泛素化后，都经26S蛋 白酶体进行降解。
26S蛋白酶体的结构
2.一种蛋白质可以有一种以上的翻译后 • 在RNA聚合酶Ⅱ控制的基因表达过程中，
磷酸化和糖基化对RNA聚合酶Ⅱ起到了不 同的作用。 • 组蛋白乙酰化和甲基化共同修饰作用
八、蛋白质修饰的研究策略
尽管蛋白质翻译后修饰对其生物学功能 有着重要的作用，目前对其规模化研究受 到分析方法的限制。主要由于翻译后修饰 蛋白质的化学计量低，复杂性造成的。蛋 白质修饰类型及程度差别大，有的修饰转 瞬即逝。
分布广泛，人类有四种： SUMO1、SUMO2 、 SUMO3、 SUMO4
• SUMO1-3：在各个组织均表达 • SUMO4:在肾脏、淋巴结和脾脏表达
催化蛋白质SUMO化修饰的酶
SUMO化修饰需要多个酶参与： E1活化酶、E2结合酶、E3连接酶。
• SUMO化修饰中，E1和E2可使底物蛋白完成修饰。 • 但大多数SUMO化修饰仍需要E3连接酶的参与。 • E3连接酶并不与SUMO分子形成共价结合，但可以
• SUMO分子结构与SUMO化反应途径与泛 素类似，但功能不同；
• SUMO化修饰参与转录调控、核转运、维 持基因组完整性及信号转导等。
SUMO的结构
• 与泛素相同：一个β-折叠缠绕一个α-螺 旋球形折叠，C-端两个Gly残基。
• 与泛素区别：N-端有10-25个氨基酸的延伸， 表面电荷不同。
SUMO的分类
• 改变蛋白质的亚细胞定位； • 改变蛋白质与其他蛋白质或其他生物分子
的相互作用。
催化蛋白质磷酸化的蛋白激酶
最大的蛋白家族，有保守的催化核心 （250-300个氨基酸残基）和多种调控模式。 根据底物的磷酸化位点分为三类： • 蛋白质丝氨酸、苏氨酸激酶； • 蛋白质酪氨酸激酶； • 双专一性蛋白激酶
利用电泳、免疫共沉淀、色谱、生物质 谱、生物信息学等方法，对修饰蛋白质及 修饰位点进行鉴定。
第二节
蛋白质的降解
蛋白质的降解途径
• 泛素-蛋白酶体通路：需能，高效、特异的 蛋白质降解过程，控制着动植物体内绝大 多数蛋白质的降解。
• 自噬-溶酶体：不需能量。主要降解细胞外 和细胞膜蛋白质
泛素-蛋白酶体系统
溶酶体
蛋白质的修饰
概念：是指蛋白质翻译后进行共价修饰加工的过程， 通过一个或几个氨基酸残基加上修饰基团而改变 蛋白质的性质。
目的：调节蛋白质的活性，使蛋白质结构更为复杂， 功能更完善。
蛋白质的修饰
• 磷酸化修饰 • 脂基化修饰 • 甲基化修饰 • 乙酰化修饰 • 类泛素化修饰 • 巴豆酰化修饰
一、磷酸化修饰
概念： 是指在巴豆酰基转移酶催化下，在蛋白
质赖氨酸添加巴豆酰基的过程。
蛋白质巴豆酰化修饰的生物学意义
组蛋白赖氨酸巴豆酰化修饰与基因活化密 切相关，机制目前尚不清楚。
七、不同翻译后修饰的相互协调与影响
1.在细胞信号转导过程中存在多种蛋白质翻 译后修饰 脂基化修饰是蛋白质磷酸化的开端，磷 酸化修饰过程分别受到特定蛋白激酶调节， 是细胞信号转导过程的主体。
• Ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶（Ca2+ /calmodulin dependent protein kinaes, CaM-PK)
• cGMP依赖的蛋白激酶 (cGMP dependent protein kinase, PKG)
• DNA依赖的蛋白激酶（DNA dependent protein kinase, DNA-PK)
• 1980年前后Ciechanover A，Hershko A和 Rose Ⅰ发现了泛素-蛋白酶体系统 （ubiqutin-proreasomesystem，UPS）
• 2004年获诺贝尔化学奖 • UPS参与细胞内80%以上蛋白质的降解
UPS组成
有酶促活性的蛋白酶体 20S核心颗粒和蛋白酶体激活因子
不依赖ATP和泛素的UPS组成
• 11S蛋白酶体激活因子（PA28或REG）因不 含ATPase活性，可不依赖ATP和泛素介导蛋 白酶体进行蛋白质降解。
• PA200是分子量为200kDa单体结构激活因子， 可激活蛋白酶体降解肽，而不能降解蛋白 质。
UPS的分类
• 三种激活因子与20S蛋白酶体至少可组成四种蛋白 酶体复合体：19S-20S-19S，11S-20S-11S,11S20S-19S，PA200-20S-19S
• 蛋白激酶催化的磷酸基转移反应， • 是最常见，最重要的蛋白质翻译后修饰方
式之一。 • 在细胞信号转导过程中起重要作用。 • 1992年 Fischer EH和krebs EG 共同获诺
贝尔生理或医学奖。
蛋白质磷酸化和去磷酸化
• 蛋白质磷酸化：是通过蛋白激酶催化将ATP 或GTP的γ位磷酸基转移到蛋白质特定位点 上的过程。
2. 泛素活化酶E1将活化后的泛素通过交酯化反应传 递给泛素结合酶E2。
3. 泛素连接酶E3将E2上的泛素连接到靶蛋白上。 上述过程循环往复，靶蛋白可共价连接多个
泛素分子，然后被26S蛋白酶体降解。
泛素化调节和去泛素化调节
• 蛋白质本身提供特定的UPS识别信号。 • 泛素
• cAMP依赖的蛋白激酶（cAMP dependent protein kinase, PKA)
• Ca2+/磷脂依赖的蛋白激酶（Ca2+ /phospholipid dependent protein kinase, Ca2+ /PL-PK)或蛋白激 酶C (protein kinase C, PKC)
• 大多数蛋白质通过26S蛋白酶体以ATP和泛素依赖 方式降解；11S-20S-11S,11S-20S-19S，PA20020S-19S以不依赖ATP和泛素的方式降解一些调节 蛋白、氧化蛋白及衰老蛋白。
泛素的结构与组成
• 泛素含有76个氨基酸残基, 广泛存在于真核生物， • 泛素的氨基酸序列极其保 守。 •泛 素 共 价 结 合 于 底 物 蛋 白 的赖氨酸残基上，将底物蛋 白进行泛素化标记而被UPS 特异识别并迅速降解。
• 蛋白质去磷酸化：蛋白质磷酸化逆过程由 蛋白磷酸酶催化，称为蛋白质去磷酸化。
细胞内30%蛋白质可被磷酸化和去磷酸化修饰。
蛋白质磷酸化的生物学作用
细胞信号传导、 神经活动、 肌肉收缩 及细胞增殖、 发育和分化等生理病理过程。 许多调控机制都涉及蛋白质的磷酸化修饰。
蛋白质磷酸化修饰生物学效应
• 增强或减弱被修饰蛋白质的酶活性或其他 活性；
活性。 • 作用于PP2B的抑制剂：
抑制Ca2+依赖蛋白磷酸酶的活性
二、脂基化修饰