46. (简答题, 4分)请简要叙述质子流驱动ATP合成的结合变构机制作用机理。
能量来源:电子沿呼吸链传递时,释放能量转运质子形成质子动力势。

1)细胞内膜系统是由单层膜结构包围的,在起源上相似,在细胞内分别具备专门功能的一类细胞器,包括内质网、高尔基体、溶酶体以及过氧化物酶体,它们在蛋白质的合成过程中分工协作(1分)。溶酶体酶的M6P合成途径是细胞内膜系统分工合作的典范。

56. (名词解释, 1分) Replicative senescence:
指体外培养绝大多数正常细胞在经历有限次数分裂后,细胞出现增殖减慢甚至不再具有增殖能力、生长停滞、丧失分化能力,细胞形态结构和代谢活动也发生显著改变的现象。

54. (名词解释, 1分)Cell determination:
细胞决定。细胞决定是指细胞分化 具有严格的方向性,当一个细胞接受了某种指令,在发育中这一细胞及 其子代细胞将区别于其他细胞而分化成某种特定的细胞类型,即在形 态、结构与功能等分化特征尚未显现之前,分化方向就已由细胞内部的 变化及周围环境的影响而决定的现象。

37. (简答题, 5分)简述MPF的组成和在G2 /M期进程中的作用。
(1)MPF的组成: MPF即成熟促进因子,是一种促进细胞成熟和分裂的调控性蛋白激酶。 成熟促进因子的生化成分是两个亚单位,一个是Cdc2蛋白,一个是周期 蛋白B。Cdc2蛋白(p34 cdc2)为催化亚基,周期蛋白为调节亚基,二者 结合后,表现出蛋白激酶活性。
(2)MPF在G2 /M期进程中的作用: 当Cdc2蛋白和周期蛋白结合后,MPF(CDK1)表现出蛋白激酶活性, 磷酸化下游的蛋白质分子,促进细胞周期由G2向M期转化,从而促进细 胞成熟或分裂,Cdc2蛋白是其催化亚单位,周期蛋白是其调节亚单位。

42. (名词解释, 1分) enzyme-linked receptor:
酶联受体,是指与酶连接的细 胞表面受体,又称催化性受体,目前已知的酶联受体都是跨膜蛋白,当 胞外信号(配体)与受体结合即激活受体胞内段的酶活性。主要包括: ① 受体酪氨酸激酶;② 受体丝氨酸/苏氨酸激酶;③ 受体酪氨酸磷酸酯 酶;④ 受体鸟苷酸环化酶;⑤ 酪氨酸蛋白激酶联系的受体。

59. (名词解释, 1分)photophosphorylation:
photophosphorylation:光合磷酸化是指由光照所引起的电子传递与磷酸化作用相偶联而生成ATP的过程, 光合作用通过光合磷酸化形成ATP, 再通过CO2同化将能量储存在有机物中。

2.主动运输是由载体蛋白所介导的物质逆着电化学梯度或浓度梯度进 行跨膜转运的方式,加大了细胞与周围环境的差别。

1)简单扩散特点是: ①沿浓度梯度(电化学梯度)方向扩散(由高到低) ②不需细胞提供能量 ③没有膜蛋白协助

2)协助扩散特点是:沿浓度梯度减小方向扩散 不需细胞提供能量 需特异膜蛋白协助转运,以加快运输速率转,运膜蛋白有 ①载体蛋白②通道蛋白

57. (论述题, 7分)小G蛋白是细胞内一类非常重要的GDP/GTP结合蛋白家族,在多种细胞反应中具有分子开关的作用,在物质转运、信号转导中发挥重要作用,试以其家族成员Ran、Ras、Rab和Sar1 为例阐明它们在亲核蛋白入核转运、酶联受体介导的信号转导以及在膜泡运输中的作用与机理。
⑴ Ran蛋白
①importin α识别亲核蛋白NLS,importin α与可溶性受体importin α/β 异二聚体结合,形成转运复合物;)
②在importin β 介导下,转运复合物与核孔复合体的胞质纤维结合,转运复合物通过改变构象的核孔复合体从胞质面被转移到核质面;
③转运复合物在核质面与Ran-GTP 结合,并导致复合物解离,亲核蛋白释放,受体亚基与结合的Ran 返回胞质,在胞质内Ran-GTP 水解形成Ran-GDP 并与importin β 解离,Ran-GDP返回核内再转换成Ran-GTP 状态。
⑵ Ras蛋白
配体→活化酪氨酸激酶RTK→活化的酪氨酸激酶RTK结合接头蛋白adaptor-GRF(鸟苷酸释放因子)→促进GDP释放→Ras(GTP结合蛋白)活化,诱导下游事件:Raf丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(又称MAPKKK)活化(使蛋白上的丝氨酸/苏氨酸残基磷酸化)→活化的Raf结合并磷酸化另一种蛋白激酶MAPKK,导致MAPKK活化(MAPKK是一种具双重特异的蛋白激酶,它能磷酸化MAPK的苏氨酸和酪氨酸残基使之激活)→MAPK活化→进入细胞核→其他激酶或基因调控蛋白(转录因子)的磷酸化修饰,对基因表达产生多种效应。(酪氨酸蛋白激酶受体介导的RTK-Ras信号通路的功能:由RTK介导的信号通路具有广泛的功能,包括调节细胞的增殖与分化,促进细胞存活以及调节与校正细胞代谢的作用。各种不同的生长因子与RTK结合,往往引起细胞内产生多向性的效应,包括早期和晚期基因表达。这种多向性效应是在配体作用下,产生多种信号调节的结果)
⑶ Rab蛋白
在膜泡运输中,Rab也是一类分子开关,调控着转运泡与靶膜的锚定与融合过程。
在特异鸟苷酸交换因子(GEF)催化下,胞质中的Rab-GDP转换为Rab-GTP,引发Rab构象变化使其与特定转运泡膜的表面蛋白相互作用,并通过类异戊二烯基团插入转运泡内,从而介导转运泡与靶膜上的Rab效应器相互结合,从而实现使转运泡锚定在靶膜上。膜泡融合发生后,Rab-GTP水解为Rab-GDP从而从膜泡上解离释放,参与下一个循环。
⑷ Sar1蛋白
在COPII膜泡运输中 胞质中可溶性的Sar1-GDP在ER膜蛋白Sec12(鸟苷酸交接因子)相互作用,催化GTP置换GDP形成Sar1-GTP,引发Sar1构象改变暴露出疏水N端插入ER膜,膜结合的Sar1对包被起募集作用。膜结合的Sar1-GTP为复合物Sec23/Sec24提供结合位点,形成Sar1-GTP/ Sec23/Sec24三重复合物,接着又与ER膜上的Sec13/Sec31复合物结合,共同构成COPII的包被的基本单元,最后纤维蛋白Sec16结合有ER膜表面,增加包被蛋白的聚合效率。当包被组装完成后,Sec23亚基促进Sar1-GTP水解,Sar1-GDP从膜泡上解离释放,引发包被去装配解聚。