DNA重组技术：基因研究的硕果

DNA 重组技术是数十年来对DNA、RNA 和病毒研究的硕果。因此，DNA 重组技术是以核酸酶学为基础的。第二个基础是介导核酸识别的碱基配对语言。这一革命性的技术还特别依赖于病毒的存在，以及其与敏感宿主互作的详细知识。例如，限制酶的发现导致了DNA 快速测序技术的发展。DNA 的自动固相合成，提供了高度特异的探针和人工合成的订制基因。本章的最后一部分将讨论基因的新颖组合、克隆和构建。此外，在体外可设计特异突变，使蛋白质生产工程化。

理论教育 2023-11-26

发育受调节蛋白级联调控：高级生物化学成果

发育需要形态转变和蛋白质组成的转变，这依赖于生物基因组的紧密协调的表达变化。此复杂模式发育受遗传控制，显著影响身体组织结构的许多体形调节基因已被发现。母体基因在未受精的卵细胞中表达，这样产生的母体mRNAs 在受精前以休眠状态存在，在细胞囊胚层形成前，它们提供了早期发育的大多数蛋白质。体节形成基因在受精后转录，决定适当数量的体节的形成。发育极早期的一个重要事件是身体轴上的mRNA 与蛋白浓度梯度的形成。

理论教育 2023-11-26

蛋白质功能的三维结构与配体相互作用的重要性

了解蛋白质的三维结构是理解蛋白质功能的重要部分。许多蛋白质的功能涉及它与其他分子的可逆结合。蛋白质与配体间的相互作用的瞬时性质对生命来说是至关重要的，它可使生物体对外界环境及新陈代谢环境的变化做出迅速而可逆的反应。蛋白质具有灵活性。通常，特异构象变化对于蛋白质的功能来说是必需的。这些其他的配体可能引起蛋白质的构象变化，进而影响到第一个配体的结合。本章重点强调蛋白质的非催化功能。

理论教育 2023-11-26

基因是编码蛋白质的DNA段

DNA 还包括其他一些节段和序列，它们仅有调节功能。单条多肽链可由五十至几千个氨基酸残基组成；编码这些多肽链的基因，其碱基对数目必须至少是其氨基酸数目的三倍。许多真核生物的基因和少数原核生物的基因由非编码的DNA 区段所间隔，因此，它们的DNA 长度比上述简单计算得到的更长。这些碱基对编码了约4 300 个蛋白质和115 个稳定RNA 分子的基因。

理论教育 2023-11-26

血液凝固中凝血酶与丝氨酸蛋白酶的抑制机制

肝素钠通过增加抗凝血酶Ⅲ和丝氨酸蛋白酶凝结因子之间形成不可逆复合物的速率，而起抗凝剂的作用。血液中凝血酶和抗凝血酶的量是精确平衡的，以实现局限在受伤部位的快速凝结。由于Arg358的诱引，它变成了一个抗凝血酶，导致他的凝血酶活性降低了。此病例还说明了适量蛋白酶抑制剂的重要性。

理论教育 2023-11-26

氨基酸序列揭示生物化学信息

氨基酸序列的比较也揭示出了许多高等生物的许多大的蛋白质是由基因片段融合而成的结构域构建而成的。③可以搜寻氨基酸序列是不是存在内部重复。许多蛋白质明显是来自于一个原始基因的重复及随后的多样化所引起的。蛋白质的氨基酸顺序表现了它们的进化历史。④氨基酸序列含有决定蛋白质的去向和控制它们的加工的信号。⑥氨基酸序列对于制备编码相应蛋白质的基因的特异性DNA 探针也是很有价值的。

理论教育 2023-11-26

蛋白质分离和显示方法-凝胶电泳

在变性条件下的聚丙烯酰胺凝胶电泳，蛋白质主要是基于相对分子质量来进行分离的。然后把这种SDS 与变性蛋白质的复合物用于聚丙烯酰胺凝胶电泳，典型的是垂直板电泳形式。蛋白质也可以基于其酸碱性氨基酸残基的相对含量用电泳分离。这种根据蛋白质的等电点进行电泳分离的方法称为等电聚焦。等电聚焦很容易分辨pI 值差异小到0.01 个单位的蛋白质，这意味着只有一个净电荷差异的蛋白质都可以分离开来。

理论教育 2023-11-26

细胞表面分子互作引发免疫应答

病毒肽片断以其与Class II MHC 蛋白的复合物形式，在巨噬细胞和B 细胞表面展示，此肽抗原将引发涉及B 细胞、TC细胞和TH细胞的多重反应。在此过程中，与TC细胞复合的细胞发生新陈代谢的变化，结果迅速导致细胞的死亡。此种整体结合作用与目前正被鉴定的次级分子信号协同作用激活了TH细胞。TH细胞本身仅是间接地参与感染细胞和病原体的清除，但是它们的作用对整个免疫应答至关重要。这些细胞的逐渐消除使免疫系统瘫痪。

理论教育 2023-11-26

高级生物化学（第2版）中的蛋白质折叠简化问题

同样，龟壳的坚硬性也是由于其α-角蛋白中广泛存在二硫键之故。变性的BPTI 溶液冷却时，蛋白质的活性得到恢复。发现水解产物含5.5 mg的下列化合物，其相对分子质量为283。如何用多重Ala 突变来简化其蛋白质折叠问题？这个突变体与野生型酶的氨基酸序列实际上是相同的，只不过其二级结构元件与链末端之间的相对位置不同。此种突变体仍有酶学活性。

理论教育 2023-11-26

高级生物化学：代谢调节策略

蛋白质分子几乎与所有其他生物分子的特异结合，及使其过渡态稳定的能力赋予了酶巨大的催化能力。酶活性的调节有以下四种方式。由于它存在分离的调节亚基和催化亚基，这使得其成为了首选的探究对象。本章将讨论蛋白激酶A 的结构、特异性和调控。此酶广泛存在于真核细胞中，可调节许多靶蛋白。另一种不同的调节模式是将一种无活性的酶不可逆地转变成有活性的形式。

理论教育 2023-11-26

染色质重塑：乙酰化和核小体置换的作用

在染色质转录被激活处的核小体组蛋白被核内HATs进一步乙酰化。组蛋白H3 和H4 的氨基末端结构域的多个Lys 残基的乙酰化，能降低整个核小体对DNA 的亲和力。染色质重塑还需要活跃转运或置换核小体的蛋白复合体的参与，该过程需要水解ATP 获得能量。这些酶复合物对染色质活跃转录区域的准备起到了重要的作用。

理论教育 2023-11-26

真核mRNA翻译阻遏及其机制

当需要急剧增大蛋白产量时，细胞质已经存在的、被翻译阻遏了的mRNA 可被激活，立即用于翻译。这样定位结合后，这些蛋白与结合到mRNA 上的其他翻译起始因子或与40S 核糖体亚基相互作用，阻止翻译的起始。翻译调节机制的多样性提供了其灵活性，可重点使几种mRNA 阻遏或使细胞中所有的翻译受到全面调节。在细胞核丢失之前，mRNA 会在细胞浆中储存下来，使血红蛋白的替换成为可能。当网织红细胞缺乏铁离子或血红素时，珠蛋白mRNA 的翻译就被阻遏。

理论教育 2023-11-26

球蛋白的多样三级结构-高级生物化学书籍回顾

随着对数百种由X-射线分析的其他球蛋白的三级结构的阐明，人们越来越清楚地认识到，肌红蛋白只是多肽链折叠的众多方式中的一种。当将其结构进行比较时，细胞色素C、溶菌酶和核糖核酸酶这三种蛋白质都具有不同的氨基酸序列和反映其功能差异的三级结构。四个二硫键对其结构的稳定作出了贡献。例如，溶菌酶和核糖核酸酶有二硫键的联接，细胞色素C 的血红素辅基和蛋白质两侧共价联结，极大地稳定了整个蛋白质的结构。

理论教育 2023-11-26

pH对多聚赖氨酸和α-螺旋的影响

同样，在低于pH 9 时，多聚赖氨酸的氨基发生了质子化，这些带正电荷的基团的相互排斥也导致α-螺旋解折叠。因为解折叠是个高度协同的过程，所以此种pH的变化范围很狭小。事实上胰岛素是从其单链前体前胰岛素切割下33 个氨基酸残基后而形成的。丝氨酸能打断α-螺旋，而Ala 能形成α-螺旋，因此用Ala 置换一个暴露的Ser 残基会使其溶解温度增加。

理论教育 2023-11-26

弱相互作用稳定蛋白质构象

蛋白质天然构象的单个共价键，如连接多肽链不同部分的二硫键，明显比单个的弱相互作用力要强得多，然而弱相互作用力却是稳定蛋白质的最主要的作用力，这是因为它们的数目众多。但是，一种蛋白质的稳定性却不是其内部形成的弱相互作用力的自由能的简单加和。很明显，疏水相互作用在稳定蛋白质的构象中很重要。氢键和其他非共价相互作用力对稳定蛋白质构象所做出的整体贡献，人们仍然在评价。

理论教育 2023-11-26

超速离心法分离生物分子及确定相对分子质量

超速离心法是一种强有力的、常用的分离和分析细胞、细胞器以及生物大分子的方法。让我们来看看超速离心是如何用来分离沉降系数不同的蛋白质的。在离心管底部穿一个孔并收集液滴来得到分离的蛋白质带。这些液滴可以用来测定蛋白质含量和催化活性或其他的功能性质。浓度依赖于离旋转轴的距离揭示了粒子的相对分子质量。沉降平衡是确定相对分子质量的强有力的技术。

理论教育 2023-11-26