高级生化期中

发布 2021-05-01 16:27:28 阅读 7267

系统生物学(systems biology)是研究一个生物系统中所有组成成分(基因、mrna、蛋白质等)的构成以及在特定条件下这些组分间的相互关系,并分析生物系统在一定时间内的动力学过程。

代谢组学研究的是在病理生理刺激或基因改变条件下生物体系代谢水平的应答,基因组学和蛋白质组学则分别从基因水平和细胞蛋白表达水平研究生物体系对药物刺激的响应。

要研究基因的功能,基因的调控机制非常重要,基因的表达产物很复杂并难以准确的定量和定性。研究报告基因系统成为一种简单的研究基因调控的方法。

对真核基因调控的了解,主要来自野生型和突变型的假定顺式作用调控元件的活性测定实验,是在转染的真核细胞中进行的。在大多数情况下不直接测定调控元件的调节转录速率的能力,而是把顺式调控元件与一种编码新的产物的,被称为报告基因的基因序列连接起来,在基因的转录过程中,测定报告基因的转录产物的量,来判断顺式调控元件的调控能力。

目前已有很多的方法用于报告基因的测定如:

比色法、荧光法、生物发光法、化学发光法、酶联免疫法及原位染色法及流式细胞仪法。

一些蛋白质如hiv 的tat蛋白、果蝇转录因子antp、hbv的前s抗原等可以进入细胞。其特定结构域(一般10-30个氨基酸)对其进入细胞发挥主要作用。这一结构域可以携带生物大分子以非受体依赖方式进入细胞。

这些具有携带生物大分子进入细胞的多肽统称为细胞转导肽(transduction peptide)或蛋白质转导功能区(protein transduction domain, ptd)。

蛋白转导系统的三种产生途径。

蛋白转导系统中肽段的人工合成:并且与蛋白转导结构域结合的肽段可交联成大蛋白。

转染tat或vp22的表达载体于细胞中,融合蛋白在细胞中表达,在由原始的转染细胞分泌而进入周围未转染细胞。

tat融合蛋白在细菌中大量表达,分离纯化后加到培养液中。

结构基因组学(structural genomics)

基因、蛋白质和其它生物大分子的全基因组(genome-wide)结构研究,包括基因**谱绘制、基因组测序、基因组组织、以及蛋白质结构描述。

功能基因组学(functional genomics)

基于全基因组(genome-wide)在系统水平上对生物系统功能各方面的研究,包括基因功能、调节网络。功能基因组学的特征是将大规模的实验方法与统计分析、数学建模和实验结果分析结合起来。

转录组学:通过高通量方法研究转录物组的表达动力学(发生和变化规律)。

在信号转导研究中的应用。

生物体能通过对外界环境因素的变化作出反应,主要靠复杂的调控基质调节,其中大多数调控机制是由蛋白质的构象变化所介导的,而蛋白质本身的构象变化常常是通过变构效应和蛋白质一级结构的化学修饰来实现的,如磷酸化、糖基化、酰基化和遍在蛋白化等。蛋白质磷酸化/去磷酸化是蛋白质饭以后修饰中最普遍、最重要的形式。细胞内全部蛋白质的大约1/3在某一时间点磷酸化,并且主要是丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸的磷酸化。

以及大约5%的基因编码蛋白激酶或磷酸酯酶,可见,蛋白质修饰(磷酸化)在细胞生命活动中的重要性。它是环境因子刺激或介导的信号从胞外流向保内并导致细胞效应过程中的关键调节机制。因此,研究信号传导通路中的蛋白质分子的磷酸化或去磷酸化,已成为信号传导通路领域的前沿和热点。

但由于磷酸化蛋白质大多数为低丰度蛋白质,用常规的2d分离技术很难分离得到。因此,富集磷酸化蛋白显得特别重要。

a. 研究信号转导中蛋白质的翻译后修饰。

针对蛋白质翻译后修饰主要为磷酸化,并且主要为丝/苏氨酸和酪氨酸磷酸化的特点,对外界因素(如:egf、pdgf)刺激细胞的前后的细胞提取物,使用泛抗磷酸化丝/苏氨酸抗体或/和泛抗磷酸化酪氨酸抗体,特异性沉淀丝/苏氨酸或/和酪氨酸磷酸化蛋白分子,然后进行二维电泳或一维凝胶电泳分离,比较刺激前后的图谱,从而可以获得差异蛋白质点,再用质谱技术进行鉴定,最终可以获得刺激因子(如:egf)介导的信号转到通路中的信号分子的磷酸化改变,即信号分子是否活化,这有助于获得某因子激活的信号分子和由此建立由其介导的信号转导通路。

可见,采用免疫共沉淀结合蛋白质组学高通量技术,有希望发现信号转导通路中的新的信号分子。

b.研究信号转导中蛋白质的相互作用。

信号转导通路是一连串的生化和分子事件,其中的信号转导分子的抑制或加强,均将影响下游蛋白质分子的活性或导致下游靶基因的表达改变,可以从中发信号转导通路中的下游分子,lewis等结合功能蛋白质组学和erk1/2的选择性活化或抑制以寻求mkk/erk通路的稀有效应分子,发现25种mapk通路下游效应靶蛋白分子,仅5种蛋白质为以前知道的mapk信号转导通路相关的蛋白质。

c.研究信号转导中下游靶分子的研究。

应用范围:1)蛋白质,如蛋白质差异显示、蛋白质组作图和成分鉴定。

2)基因,如功能基因组计划、基因产物识别、功能鉴定和调控机制分析等。

3)重要生命活动的分子机制,包括细胞周期、细胞分化与发育、肿瘤发生与。

发展等。4)医药靶分子寻找与分析。

差异蛋白质谱是着重寻找和筛选任何有意义的因素引起的2 个样本之间的差异蛋白质谱,揭示细胞生理和病理状态的进程与本质、对外界环境刺激的反应途径,以及细胞调控机制,同时获得对某些关键蛋白的定性和功能分析。

生物信息学是以生物大分子为研究对象,以计算机为工具,运用数学和信息系学的观点,理论和方法去研究生命现象、组织和分析呈指数级增长的生物信息数据的一门科学。

1、 ser/thr蛋白激酶。

camp依赖的蛋白激酶( camp dependent protein

ii、 ca2+ /磷脂依赖的蛋白激酶( ca2+/phospholipid dependent protein kinase)

iii、ca2+/钙调蛋白依赖的蛋白激酶。

iv、cgmp依赖的蛋白激酶 (cgmp dependent protein kinase,,gpk)

v、dna依赖的蛋白激酶( dna dependent protein kinase,dna-pk)

第二类、 酪氨酸蛋白激酶。

趋化因子是在多种刺激物如生长因子、干扰素、细菌产物、病毒感染等因素的刺激下,成纤维细胞、巨噬细胞、内皮细胞等分泌的一类小分子物质,它们大多具有促细胞**和趋化活性,可诱导多种免疫细胞到炎症部位,因此,趋化因子在机体的防御和炎症反应等方面起着重要的调节作用。新近研究表明,趋化因子在多种肿瘤的生长、转移过程中发挥重要作用。

高级生化讲稿

蛋白质的跨膜转运与分子伴侣辅助下的肽链折叠。摘要 本文综述了蛋白质的跨膜转运与肽链折叠的过程,了分子伴侣在肽链折叠过程中所起的作用,并对今后蛋白质折叠的研究热点做了展望。关键词 转运,折叠,分子伴侣。真核蛋白质起初都是在胞液内有力的多核糖体中合成的。膜蛋白和分泌性蛋白质首先合成是n端的信号序列。它能...

高级生化整理

名词解释 卷曲密码 多肽链中的氨基酸序列,包含知道它折叠成天然构象的信息。遗传密码 核苷酸序列中的遗传信息,三个碱基决定一个氨基酸。超二级结构 两个或多个相邻的构象单元被长度 走向不规则的连接肽彼此连接,进一步组合成有规律的 空间上可以辨认的局部折叠。锌指结构 一种常出现在dna结合蛋白中的一种结构...

高级生化复习参考

高级生化复习题。一名词解释。蛋白质的一级结构 指多肽链中氨基酸残基的数目 组成及其排列顺序 n 端 c 端 即由共价键维系的多肽链的一维 线性 结构,不涉及空间排列。在基因编码的蛋白质中,这种序列是由mrna中的核苷酸序列决定的。主要化学键是 肽键和二硫键。蛋白质的二级结构 多肽链主链 backbo...