第一章 蛋白质的结构与功能
1. 氨基酸的两性解离与等电点
（1）氨基酸的两性解离
氨基酸同时含有氨基和羧基，是两性电解质，在水溶液以兼性离子或偶极离子的形式存在。氨基酸的兼性离子在酸性溶液中可接受质子形成阳离子，在碱性溶液中则释放质子形成阴离子。
（2）氨基酸的等电点
调节溶液的pH值，到某一点时羧基所带的负电荷与氨基所带的正电荷相同，氨基酸表现为整体不带电，这点的pH值就是氨基酸的等电点。
2. 蛋白质的结构层次
蛋白质是具有特定构象的大分子，为研究方便，将蛋白质结构分为几个结构水平，包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构以及超二级结构结合域。
一级结构：氨基酸排列顺序，其维持键为肽键及二硫键。
二级结构：指蛋白质多肽链本身的折叠和盘绕方式。二级结构主要有ɑ-螺旋、β-折叠、β-转角。二级结构是通过骨架上的羰基和酰胺基团之间形成的氢键维持的，氢键是稳定二级结构的主要作用力。
三级结构：蛋白质分子处于它的天然折叠状态的三维构象。三级结构是在二级结构的基础上进一步盘绕、折叠形成的，三级结构主要是靠氨基酸侧链之间的疏水相互作用，氢键，范德华力和静电作用维持。
四级结构：在体内许多蛋白质含有两条或两条以上的多肽链，才能全面执行功能。每一条多肽链都有其完整的三级结构，称为亚基，这种蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。其结合键为疏水键、离子键，氢键和范德华力。
超二级结构和结构域是介于二、三级结构之间的两个结构层次：超二级结构是有规则的二级结构聚合体，如???集合体等，而结构域是较大蛋白质中空间上可明显区分的相对独立的区域性结构。
3. 稳定蛋白质空间结构的作用力
维持蛋白质一级结构的化学键有肽键和二硫键；维持二级结构靠氢键；维持三级结构和四级结构靠次级键，其中包括疏水建、氢键、盐碱和二硫键。
（1）范德华力：非特异性相互作用，存在于所有分子及分子之间，在两个结构互补的大分
子间大量存在，介导酶与底物，抗原抗体结合力很弱。
（2）氢键： 呈直线排列，是维持蛋白质构象的重要作用力。
（3）离子键： 数量较少，主要在R侧链间起作用。
（4）疏水作用：是球状蛋白形成稳定构象的主要作用力。
（5）二硫键： 分子量较大的蛋白多借二硫键稳固其结构。
4. 二级结构的种类和特征
天然蛋白质的二级结构主要有三种类型：ɑ-螺旋、β-折叠、β-转角
（一）ɑ-螺旋的结构特点：
（1）蛋白质多肽链主链像螺旋状盘曲，每隔3.6个氨基酸残基沿中心轴螺旋上升一圈，每上升一圈相当于向上平移0.54nm，即每个氨基酸残基向上升高0.15nm，每个氨基酸残基沿中心轴旋转100o 。
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（2）ɑ-螺旋的稳定性是靠链内氢键维持的，相邻的螺圈之间形成键内氢键，氢键的取向几乎与中心轴平行，氢键是由每个氨基酸残基的N-H与前面隔3个氨基酸的C=O形成的，肽链上所有的肽键都参与氢键的形成，因此，ɑ-螺旋相当稳定。
（3）ɑ-螺旋中氨基酸残基的侧链伸向外侧。ɑ-螺旋有左手螺旋和右手螺旋两种，但天然蛋白质ɑ-螺旋，绝大多数都是右手螺旋。
（二）β-折叠的结构特点
（1）β-折叠结构中两个氨基酸残基之间的轴心距为0.35nm（反式平行）及0.325nm（平行式）
（2）肽链按层排列，靠键间氢键维持其结构的稳定性，β-折叠结构的氢键是由相邻肽键主链上的N-H和C=O之间形成的。
（3）相邻肽链走向可以平行也可以反平行，肽链的N端在同侧为平行式，在不同侧为反平行式，（即相邻肽链的N端一顺一倒地排列），从能量角度考虑，反平行式更稳定。
（4）肽链中氨基酸残基的R侧链交替分布在片层上下。
（三）β-转角的结构特点
（1）当蛋白质多肽链以180°回折时，这种回折部分就是β-转角，它是由第一个氨基酸残基的C=O与第四个氨基酸残基N-H之间形成氢键，产生的一种不很稳定的环形结构。
（2）由于β-转角结构，可使多肽链走向发生改变，目前发现的β-转角多数都处于球状蛋白质分子的表面，在这里改变多肽链的方向阻力比较小。
5. 蛋白质一级结构与高级结构及功能的关系
蛋白质一级结构决定于高级结构，而高级结构决定功能。蛋白质天然构象一般是自由能最低的状态，蛋白质合成后要形成特定的立体结构才有活性，对每种蛋白质而言，有活性的立体结构是特定的和唯一的，称之为天然结构。蛋白质的天然立体机构在溶液中有一定的可塑性。
牛胰RNAse变性，复性实验证明蛋白质的以一级结构决定高级结构，一级结构包含了决定高级结构的全部信息，因此可根据一级结构预测三级结构；根据已知氨基酸序列和结构的蛋白质，预测另一个与它序列相似的蛋白质结构与功能。
第二章蛋白质的研究技术
6.引起蛋白质变性的理化因素有那些，蛋白质变性后哪些性质发生了变化？
物理因素：加热，紫外线等射线照射，超声波，高压处理等；
化学因素主要有：强碱，强酸，脲，胍，去垢剂，重金属盐，生物碱试剂及有机溶剂等。 蛋白质变性后：1.生物活性丧失，如酶失去催化活性，抗体丧失其识别与结合抗原的能力。血红蛋白失去载氧能力，调节蛋白质丧失其调节功能等。2.溶解度降低，粘度增大，扩散系数变小。3.原来隐藏在内部的疏水侧链基因暴露，导致光学性质变化。4.对蛋白酶降解的敏感性增大。5.亲水基因相对减少。
蛋白质变形后一级结构不变，组成成分和相对分子质量不变，只是二、三级以上的高级结构发生巨大的改变，从而导致蛋白质表面结构发生变化，性质也变化。
7. 简述2种利用电荷性质差异分离纯化蛋白质的方法。
（1）等电点聚焦电泳：电泳时PAGE胶中的两性电解质形成连续的PH梯度，电泳后各种蛋白质停留在与其中等电点相同的位置，从而分离纯化蛋白质，他能分离PI值仅相差0.01的蛋白质。（等电点Mark）
（2）离子交换层析：蛋白质中的氨基酸有等电点，当氨基酸处于不同PH条件下，其带电
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情况也不同。阴离子交换基质结合带负点的蛋白质，这类蛋白质被留在柱子上，然后用洗脱液将其洗脱下来，结合较弱的蛋白质先被洗脱下来，阳离子交换基质结合带正电荷的蛋白质，然后用不同PH值或盐浓度的缓冲液将其洗脱下来。
8. 简述蛋白质双向电泳的分离原理及其用途。
双向电泳二等电点聚焦电泳（IEF）+SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）.
第一向：等电点聚焦电泳。根据蛋白质等电点不同进行分离，溶液PH>PI带负电荷，溶液PH<PI 带负电荷，溶液PH=PI电荷为零。
第二向：SDS-PAGE.蛋白质与SDS结合成蛋白质-SDS复合物，其电泳迁移率不受蛋白质原有电荷的影响，主要取决于蛋白质分子量的大小。
有些蛋白质分子量相近，但等电点不同；而等电点相近的蛋白质分子量不同，因此可用此法把原来用一种方法无法分离的蛋白质分开。
第三章 蛋白质的转运、加工与修饰
9. 真核细胞分泌蛋白的合成和转运途径。
（1）合成途径：首先通过细胞内的游离核糖体形成氨基酸肽链，然后在糙面内质网内肽链盘曲折叠构成蛋白质，接着糙面内质网膜会形成一些小泡，里面包裹着蛋白质，小泡运输蛋白质到高尔基体，蛋白质进入高尔基体后，进行进一步的加工。
（2）转运途径：
① 翻译同步转运:进入内质网腔或膜的蛋白质一部分留在内质网，另一部分形成转运小泡被运输到个网状内皮系统或分泌到细胞外。
②翻译后转运：一种途径是蛋白质通过核孔进入细胞核内，另一种途径是蛋白质跨膜转运到线粒体、叶绿体、过氧化体中。
10. 受体介导的胞吞作用的功能。
（1）将胞外物质运输到胞内。如铁离子，LDL，维生素，B12等。
（2）是细胞答应肽类激素和生长因子的调节方式之一。通过胞吞作用使细胞表面受体数目较少，使细胞对激素及生长因子的答应减弱，称为受体的下降调节。
（3）将需要降解的蛋白质通过内吞作用进入细胞后转运到溶酶体。如巨噬细胞清除血液循环中被损坏的蛋白质。
（4）某些病毒或细菌毒素能通过这种作用进入细胞。如HIV病毒，白喉毒素等。
11. 蛋白质生物合成中的加工、修饰包括那些方面。
（1）二硫键的形成。（在内质网腔中形成二硫键）
（2）内质网中蛋白质的质量控制（1.蛋白质折叠，2.未折叠或错误折叠的蛋白质留在内质网
中 3.泛素介导的蛋白质降解 4.内质网蛋白从内侧高尔基体运回内质网）
（3）蛋白质的共价修饰（氨基酸侧链的修饰，蛋白质与膜中脂类共价结合、肽链中L氨基
酸的D构型化）
（4）蛋白质前体的加工（将蛋白原加工成成熟、有活性的蛋白质）
（5）多亚基蛋白的组装（两条或两条以上的肽链组成寡聚体）
（6）蛋白质糖基化（O-连接糖链和N-连接糖链）
12.蛋白质磷酸化修饰的生物学意义。
蛋白质的磷酸化反应是指通过酶促反应把磷酸基团从一个化合物转移到另一个化合物
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上的过程,是生物体内存在的一种普遍的调节方式，在细胞信号的传递过程中占有极其重要的地位。
(1). 在胞内介导胞外信号时具有专一应答特点。与信号传递有关的蛋白激酶类主要受控于胞内信使，这种共价修饰调节方式显然比变构调节更少的受胞内代谢产物的影响。
(2).蛋白质的磷酸化与脱磷酸化控制了细胞内已有的酶"活性"。与酶的重新合成及分解相比，这种方式能对外界刺激做出更迅速的反应。
(3).对外界信号具有级联放大作用；
(4).蛋白质的磷酸化与脱磷酸化保证了细胞对外界信号的持续反应。
第四章 激素与信号传递
13. 几种主要的信号传递途径
（1）cAMP传导途径：通过G蛋白作用于腺苷酸环化酶，调节cAMP的合成。
（2）Ca2+传递途径：通过信使分子IP3从内质网中释放Ca2+。
（3）DAG/PKC传递途径：DAG与蛋白激酶C（pkc）结合并使其活化。PKC进一步使其他激酶磷酸化，调节细胞的生理过程。
（4）IP3/Ca2+信号传递途径：IP3→促使Ca2+库释放Ca2+→增加细胞质Ca2+的信号传导。
14. cAMP信号传递途径
cAMP信号通路的主要效应是激活靶酶和开启基因表达，这是通过蛋白激酶完成的。该信号途径涉及的反应链可以表示为：
激素→G蛋白偶联受体→G蛋白→腺苷酸环化酶→激活cAMP→cAMP依赖的蛋白激酶A→基因调控蛋白→基因转录
（1）细胞膜上存在受体、G蛋白、腺苷酸环化酶三种蛋白质；
（2）胞外的刺激信号与抑制信号分别被刺激性或抑制性受体（Rs或Ri）所接受，
（3）通过刺激性或者抑制性G蛋白（Gs及Gi）传递给一个共同的腺苷酸环化酶（AC）,使其激活或者钝化；
（4）当腺苷酸环化酶被激活时，细胞溶质产生cAMP信号，并通过PKA使蛋白质磷酸化，进而调节细胞反应。
15. 肾上腺素调节肝糖元分解的信号传递途径
肾上腺素是一种含氮激素，当肾上腺素到达靶细胞后通过与受体结合，激活环化酶，生成cAMP，经一系列的级联放大作用，在极短的时间内可以提高血糖含量，促进糖的分解代谢，产生大量的ATP，供给能量，其过程如下：
（1）肾上腺素与其受体结合，通过G蛋白偶联激活腺苷酸环化酶；
（2）活化的腺苷酸环化酶催化ATP生成cAMP；
（3）cAMP别构刺激蛋白激酶活性；
（4）蛋白激酶使糖原合成酶磷酸化；
（5）磷酸化激酶使糖原磷酸化酶磷酸化，成为有活性的磷酸化酶a，磷酸化酶a又催化糖原转化----磷酸葡萄糖，然后1-磷酸葡萄糖再转变成葡萄糖。
第五章 免疫球蛋白
16. Ig结构特点以及各结构域的功能
（一）Ig分子的基本结构
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（1）含有4条多肽链，2条相同的重链（H）和2条相同的轻链（L）
（2）重链和轻链之间以及重链和重链之间均有二硫键连接
（3）重链上结合有糖链
（4）某几种类别的免疫球蛋白分子以四链结构为单位，聚合成多聚Ig，如2聚体IgA和5聚体IgM。
（二）各结构域的功能
功能区 组 成 功 能
V区 VH/ VL 与抗原的决定簇发生特异性结合
C1区 CL/ CH1 与补体中C4b结合
C2 区 CH2/ CH2 激活补体C1q和控制体内Ig代谢降解速度
C3 区 CH3/ CH3 具有亲细胞性，与细胞表面Fc 受体结合
17. Ig的生物学功能
（1）与抗原特异性结合
Ig的抗原结合部位与抗原决定簇在空间结构上高度互补。抗原结合部位由重链和轻链的超变区组成，这些超变区的氨基酸大多位于Ig分子表面，由于超变区的氨基酸变化多样，形成形状或大小各异的穴槽，以适应各种抗原决定簇互补嵌入，这就是Ig与抗原特异性结合的分子基础。
（2）激活补体
补体是动物血清和组织液中的一组活化后具有酶活性的蛋白质，补体的活化途径包括经典途径、凝集素途径和旁路途径。
（3）亲细胞性
Ig的Fc部位可与多种细胞表面受体结合。
（4）通过胎盘
IgG分子γ链上的Fc可选择性地与胎盘微血管壁可逆性结合而通过
18. Ig的多样性
（1）重链VDJ和轻链VJ片段的重组连接
Ig轻链和重链的v区分别由2个或3个基因片段编码。由于在种系中VH、VL、DH、JH、和JL等多基因片段存在，使个体产生重链和轻链的V区以及它们之间的组合多样性。
（2）连接的多样性
在DJ-JH、VH-DH、JH和VL、JL的交接处的连接方式不十分明确，可能会进一步增加Ig的多样性。
① 核苷酸密码子内发生的连接位置的多样性。
② 由于连接方式不明确直接导致读码框架移动。
③ 在基因连接过程中由于额外核苷酸的插入增加了重链的多样性。
第6章 酶
19. 酶催化反应的特点
（1）酶易失活：反应条件温和，在常温，常压，中性pH条件下进行；
（2）酶具有很高的催化效率：酶催化可使反应速度提高108-1020倍，至少提高几个数量级；
（3）酶具有高度专一性：酶对反应的底物和产物都有极高的专一性，几乎没有副反应发生；
（4）酶的活性可受到调节和控制：根据生物体的需要，许多酶的活性可受到多种调节机制的控制，包括：别构调节、酶的共价修饰、酶的合成、活化与降解；
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（5）有辅酶、辅基、金属离子参与
20. 影响酶催化反应速度的主要因素
影响酶催化反应速度的主要因素有：底物浓度、酶浓度、pH、温度、激活剂、抑制剂
（1）底物浓度的影响
米氏方程式 Vmax[s]
V=——————
Km+[s]
式中，Vmax为最大反应速度，[S]为底物浓度，Km为米氏常数
在其他因素不变的情况下，底物浓度对酶促反应速度的影响具体来说：
① 当底物浓度[S]很低时，反应速度（V）随[S]增高而成直线比例上升；
② 当[S]继续增高时，V也增高，但不成比例；
③ 当[S]达到一定高度时，V不再随[S]增高而增高，反应达到最大速速（Vmax）。
（2）酶浓度的影响
如果底物浓度足够大，使酶饱和，则反应速速和酶速度成正比。
（3）pH的影响
① 影响蛋白构象，过酸过碱会使酶变性；
② 影响酶和底物分子的解离状态，尤其是酶活性中心的解离状态，最终影响复合物的形成；
③ 影响酶和底物分子中另一些基团的解离，这些基团的离子化状态影响酶的专一性及活性中心构象。
（4）温度的影响
① 从低温开始，随温度增加，反应速度加大；
② 达到一定温度后，反应速度达到最大，此温度为酶的最适温度；
③ 当温度继续升高，酶蛋白变性增加，反应速度开始下降；
④ 酶活性随温度降低而降低，但低温一般不使酶破坏；
⑤ 若酶促反应进行时间短暂，其最适温度可相应提高。
（5）抑制剂的影响
① 不可逆抑制剂
不能消除的抑制剂称为不可逆抑制剂，这是因为抑制剂与酶形成共价连接，使酶
失活，因此不能用透析、超滤等物理方法消除抑制。
② 可逆抑制剂
这类抑制剂与酶的结合时可逆的，用透析、超滤等物理方法清除抑制剂后，酶活
性可以恢复的抑制作用。
（6）激活剂的影响
① 无机离子的激活作用：许多金属离子是酶的辅助因子，是酶的组成成分，参与酶催
化反应中的电子传递。
② 简单有机离子的激活作用：还原剂（如还原性谷胱甘肽）能激活某些活性中心含有
-SH的酶；金属螯合剂（EDTA）能去除酶中重金属离子，解除抑制作用。
21. 酶催化反应高效性的机理
（1）临近效应与定向效应
酶把底物分子从溶液中富集出来，使它们固定次啊活性中心附近，反应基团相互临近，同时使反应基团的分子轨道以正确方位相互交叠，反应易发生。
（2）扭曲变形和构象变化的催化效应
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酶中某些基团可使底物分子的敏感键中某些基团的电子云密集变化，产生电子张力。
（3）酸碱催化
指通过瞬时的向反应物提供质子或从反应物接受质子以稳定过渡态，加速反应的一类催化机制。一个氨基酸侧链作为酸碱催化剂的可能性依赖于其pKa和活性部位的环境pH。
（4）共价催化
酶上负责催化的亲核基团释放电子，攻击底物的缺电子中心，迅速形成不稳定的共价中间复合物，降低反应活化能，使反应加速。
（5）活性中心的微环境
酶活性中心附近往往是疏水的，介电常数低，可加强极性基团间的反应。在酶活性中心附近，往往有一电荷离子，可稳定过渡态离子，增加酶促反应速度。
22. 酶活性的调节方式
（1）别构调控
效应物与别构酶分子中的别构中心结合后，诱导产生或稳定住酶分子的某种构象，使酶活性中心对底物的结合催化作用受到影响，从而调节酶促反应的速度。
（2）酶原的激活
具有不可逆性。属于此类的有消化系统中的酶和血液凝固系统中的酶。
（3）可逆共价修饰
酶分子被其他的酶催化进行共价修饰，从而在活性形式与非活性形式之间相互转变。
（4） 同工酶
催化同一种化学反应，但酶蛋白的分子结构不同的一组酶，存在于生物的同一种属或同一个体的不同组织中。
第7章 糖蛋白
23. 糖蛋白中聚糖的分类和结构
（1）糖蛋白中糖基的连接方式和分类
① O-连接糖基或糖链
由单糖的半缩醛羟基与丝氨酸/苏氨酸残基的羟基缩合而成，其形式如（糖）C1—O—C（肽）。具体分为：糖基和羟赖氨酸的OH连接、糖基和Ser或Thr的OH连接。 ② N-连接糖链
单糖的半缩醛羟基与天冬酰胺或赖氨酸的氨基缩合而成，其形式如（糖）C1—N—C（肽）。
（2）聚糖的结构
① N-连接型聚糖
N-聚糖由一个分支的五糖核心和不同数量的外链组成。分为三种类型：高甘露糖型、复杂型和杂合型，它们都含有一个共同的核心五糖，也称三甘露糖基核心。但它们的连接于三甘露糖基核心的糖基结构和位置有所不同。
② O-GalNAc糖基或聚糖
根据连接的糖基数可分为单糖基聚糖、双糖基聚糖和多糖基聚糖
一、单糖基聚糖
最简单的O-GalNAc只有一个GalNAc, 存在于为数不多的粘蛋白及分泌性糖蛋白中。
二、双糖基聚糖
两个糖基组成的O-GalNAc聚糖有4种：
SA α 2,6 GalNAc α1 Ser/Thr
Gal β 1,3 GalNAc α1 Ser/Thr
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GlcNAc β1,3 GalNAc α1 Ser/Thr
GalNAc α1,3 GalNAc α1 Ser/Thr
三、多糖基聚糖
两个以上糖基的O-GalNAc聚糖，其结构可分为核心、骨架和非还原性末端。
24. 糖蛋白中糖链的生物学功能
糖蛋白中糖链可以参与肽链的折叠和缔合；参与糖蛋白的转运和分泌；还参与分子识别和细胞识别等。
如宿主细胞N糖链前体合成的第一步，即UDP-GlcNAc与多萜醇磷酸的加成被衣霉素抑制后，流感病毒红细胞凝集素（HA，一种糖蛋白）多肽部分虽能合成但不含N-糖链，缺失糖链的HA不能正常折叠，继而不能形成三聚体，因而不能被分泌到胞外。
第8章 脂蛋白
25. 脂蛋白有哪些种类？简述其中CM的代谢过程。
（1）脂蛋白分类
① 正常血浆脂蛋白
根据密度增加为序可分为：乳糜微粒、极低密度脂蛋白（VLDL）、中间密度脂蛋白（IDL）、低密度脂蛋白（LDL）、高密度脂蛋白（HDL）
②异常血浆脂蛋白
在特殊情况下，血浆可出现异常脂蛋白，如β-VLDL、HDLc、HDL1 和HDL3B等。 ③ 脂蛋白（a）
④ 修饰脂蛋白
（2）CM的代谢过程
① 食物脂肪消化吸收后在肠粘膜上皮细胞再合成TG、PL、CE,加上载脂蛋白B48、A等形成新生CM，
② 经淋巴进入血液，从HDL获得apoC及E，形成成熟CM。
③ 其中apoCⅡ可激活肌肉等组织毛细血管内皮细胞表面的LPL，使CM中的TG逐步水解，生成甘油及脂肪酸而被阻止细胞摄取利用。
④ 最终生成的富含胆固醇酯、apoB48及apoE的CM残粒。
⑤ CM残粒被肝细胞膜apoE受体结合并被摄取代谢。
第9章 细胞因子
26. 按习惯命名法，细胞因子分为哪些类型?
干扰素、炎症细胞因子、淋巴细胞因子、巨噬细胞因子、化学趋化因子、转化生长因子、细胞生长因子
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