蛋白质组学期末复习题

蛋白质组学相关试题及答案

解释

1． Proteome(蛋白质组)：由一个细胞或者组织的基因组所表达的全部相应的蛋白质，称为蛋白质组。

2. Proteomics(蛋白质组学)：指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴学科，即研究细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同，对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能.

3. Mass Spectrometer（质谱仪）：质谱仪是一个用来测量单个分子质量的仪器，但实际上质谱仪提供的是分子的质量与电荷比（m/z or m/e）。分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。

4. Proteome sample holographic preparation（蛋白组样品的全息制备）：（1）keep protein information

（2）adapted to separation and identification methods

（3）different samples,different extraction.

蛋白质样品制备是蛋白质组研究的第一步，也是最关键的一步。因为这一步会影响蛋白质产量、生物学活性、结构完整性。因此要用最小的力量使细胞达到最大破坏程度同时保持蛋白质的完整性。原则是，保持蛋白质的所有信息；选择合适的分离和鉴定方法；对于不同的样品要用不同的提取方法。

5. Post translational modification(蛋白质翻译后修饰)

肽链合成的结束，并不一定意味着具有正常生理功能的蛋白质分子已经生成。已知很多蛋白质在肽链合成后还需经过一定的加工（processing）或修饰，由几条肽链构成的蛋白质和带有辅基的蛋白质，其各个亚单位必须互相聚合才能成为完整的蛋白质分子。

6. De novo sequencing(从头测序)

从头测序为蛋白质组研究提供了一种不用借助于任何蛋白质序列数据库信息，直接解读串联质谱数据的方法。其基本算法主要由4个部分组成：质谱图的构建、

离子类型的确定、测序算法以及打分算法。

7. Tandem mass spectrometry(串联质谱)

串联质谱法是指用质谱作质量分离的质谱方法。它还有几种名称，如质谱-质谱法、多级质谱法、二维质谱法和序贯质谱法。

作用：1、诱导第一级质谱产生的分子离子裂解，有利于研究子离子和母离子的关系，进而给出该分子离子的结构信息。

2、从干扰严重的质谱中抽取有用数据，大大提高质谱检测的选择性，从而能够测定混合物中的痕量物质。 s

8.Peptide mass fingerprint(肽指纹谱)

peptide molecular weight肽指纹图谱，PMF，peptide mapping fingerprint,蛋白酶解后产生多个肽片断，然后利用质谱（通常用MALDI－TOF）测量这些肽段的分子量，然后上网进行蛋白谱库搜索，以确认此蛋白是何种蛋白，此为PMF。这些肽段就像蛋白的指纹一样，有了这些肽段，就可以确认蛋白了。

9. Collision-induced dissociation(CID)(碰撞诱导解离)：

离子经过电喷雾源在进入质量检测器前，施加一定的电压，使离子的运动速度大大提高，当离子与中性分子撞击时，发生如下反应：A++N→(A+)*→B++C++D+ 10. Peptide sequence tag 肽序列标签：将蛋白质进行酶切降解做电喷雾质谱产生包括多电荷峰在内的肽质量指纹谱，选择有一定丰度的双电荷峰经气体碰撞活化池碰撞后产生碎片，其中包含着结构信息，由这些信息可以推出蛋白质的某一肽段的部分氨基酸序列测定出的部分氨基酸序列和其序列两段的质量称为肽序列标签。

11. Phage display technology（噬菌体展示技术）：

To allow the presentation of large peptideand protein libraries on the surface of filamentous phage,which leads to the selection of peptides and proteins。噬菌体展示技术是一种基因表达产物和亲和选择相结合的技术，他以改构的噬菌体为载体，把待选基因片段定向插入噬菌体外壳蛋白质基因区，使外源多肽或蛋白质表达并展示于噬菌体表面，进而通过亲和富集法表达有特异肽或蛋白质的噬菌体

12. Two-dimensional Gel Electrophoresis双向凝胶电泳（2-DE）：

即双向凝胶电泳（2-DE），该技术是根据蛋白质的等电点和分子量的差异，连续进行垂直方向的两次电泳而将待测蛋白质进行分离。第一向为等电聚焦（IEF）电泳，其基本原理是利用蛋白质分子的等电点的不同进行蛋白质的分离。第二向为十二烷基硫酸钠一聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS—PAGE），其基本原理是利用蛋白质分子量大小的不同进行蛋白质分离，从而把复杂蛋白质混合物在二维平面上分开。该技术是目前蛋白质组学研究中分辨率最高，信息量最大的分离技术，是比较蛋白质组学研究中也是不可取少的手段。

13. Structural biology（结构生物学）：is a branch of molecular biology, biochemistry, and biophysics concerned with the molecular structure of biological macromolecules, especially proteins and nucleic acids, how they acquire the structures they have, and how alterations in their structures affect their function. 以生物大分子的特定空间结构及结构的特定运动与其生物学功能的关系为基础，阐明生命现象的学科。研究特殊分子的性质以及分子间的相互作用，如膜蛋白的拓扑学、蛋白质的二级结构中残基的接近和移动以及蛋白质的三级折叠等。

14. Protein-protein interaction（蛋白质互作）：（1）Proteins might interact for a long time to form part of a protein complex（2）a protein may be carrying another protein （3）a protein may interact briefly with another protein just to modify it 蛋白质之间的相互作用。蛋白质之间的相互作用是蛋白质发挥调节作用的重要方式。

15. Yeast Two-Hybrid Assays（酵母双杂交分析）：a molecular biology technique used to discover protein-protein interactions by testing for physical interactions (such as binding) between two proteins 酵母双杂交系统利用杂交基因通过激活报道基因的表达探测蛋白－蛋白的相互作用。主要有二类载体: a 含DNA -binding domain的载体; b 含DNA-activating domain 的载体。上述二类载体在构建融合基因时，测试蛋白基因与结构域基因必须在阅读框内融合。融合基因在报告株中表达，其表达产物只有定位于核内才能驱动报告基因的转录。

16. Matrix-assisted laser desorption/ionization基质辅助激光解吸电离

技术 (MALDI) 是以激光脉冲照射在固定于平面电极上的蛋白质分子，经平行电场加速，再由质谱仪进行分析。以波长337nm的氮气激光脉冲击打固定于基质上的蛋白质分子，使得蛋白质从基质上游离并带上微弱的正电荷。此时再经由高能平行电场加速提高核质比，进入质谱仪进行分析，此方式能分析带电量低的分子，以及含有许多不同种类分子的混合物

17. Subproteomics:亚蛋白质组学

Proteins located in subcellular structure亚细胞结构, such as membrane proteome

亚细胞蛋白质组学是以亚细胞结构如亚细胞区室、特定蛋白质组分、细胞器等所包含的所有蛋白质为研究对象的一个蛋白质组学的分支学科。亚细胞结构在细胞的生命活动中都与特定的细胞功能相联系。分离、鉴定其在不同生理状态下的蛋白质表达情况对于全面了解细胞的功能具有重要意义。由于亚细胞蛋白质组学研究的着眼点在蛋白质组的特定成分，而非整个蛋白质组，就有效的能够有效弥补目前蛋白质组研究方法学上的不足。即一方面可以为我们提供更多生命活动的本质、细胞功能紊乱的分子机制等信息。另一方面多种疾病相关的基因表达产物与某些特定的细胞器相关联，直接分析这些细胞器的蛋白质表达变化，能够更容易、更快速地寻找到有诊断、治疗价值的信息。

18. ICAT: Isotope-Coded Affinity Tags

Determine differences in protein expression by measuring relative TOF MS intensities of light vs. heavy MS/MS and sequence tag searching同位素标记的亲和标签（ICATs）是一种免费方法凝胶定量蛋白质组学上依赖化学标记试剂。 [1] [2]这些化学探针元素一般包括三个：一组定义能够反应标签的氨基酸侧链（例如，碘乙酰胺修改半胱氨酸残基），一同位素编码的连接器和一个标签（例如，生物素肽）的蛋白质/亲和隔离标记。对于两个蛋白质组定量比较，一个样品的同位素标记光（第0）探针和与同位素重（D8的）版本等。为了尽量减少错误，然后合并两个样本）消化蛋白酶（如胰蛋白酶，并受到素亲和层析分离试剂标记同位素标记肽编码。然后分析这些肽是由液相色谱质谱（LC - MS 法）。大规模的差异标记肽对信号强度的比率量化来确定两个样本的蛋白质的相

对水平。

19. MALDI TOF MS

即基质辅助激光解析离子化/飞行时间质谱，是近年来发展起来的一种新型的软电离生物质谱，仪器主要由两部分组成：基质辅助激光解析电离离子源（MALDI）和飞行时间质量分析器（TOF）。MALDI的原理是利用一定波长的激光脉冲，在极短的时间间隔内，对含被测样品靶物的一个微小区域提供高能量，从固相直接获得离子的电离方法。因此它是一种软电离技术，适用于混合物及生物大分子的测定，并特别适用于对热敏感化合物或不会发化合物的离子化。TOF的离子分离是用非磁方式达到的，离子在离子源中形成后被电场加速，进入真空无场漂移区，具有不同质荷比的离子因其通过漂移区的时间不同而实现分离，先后到达检测器而产生信号。MALDI-TOF-MS无论在理论上还是在技术上都十分简单、高效、快速、准确，并且质量测定范围大，故为生命科学等领域提供了一种强有力的分析测试手段，并正扮演着越来越重要的作用。

20. 离子交换层析：

离子交换层析是利用离子交换剂对分离的各种离子有不同的亲和力而达到分离的目的。这种亲和力是基于各种离子所带电荷的不同，对相近的生物分子带电量有差别就可达到分离的目的。生物分子几乎都具有极性而且带电，所以离于交换层析在生化分离技术上，成为极有用的一种工具。

用离子交换剂作为支持物，或固定相，在离子交换剂上含有许多可解离的基团，这些基团可以与溶液中的离子进行交换。离子交换的原理是基于溶液中分子所带电荷不同而进行分离的一种技术。

问答题

1、Describe the main steps, principles and disadvantages of two-dimensional gel electroporesis?

双向电泳的主要步骤和原理，缺陷与面临的挑战是什么？

主要步骤：样品制备，双向电泳，着色或印记，图像分析，切除溶解，质谱分析，生物信息学鉴定

原理：双向电泳的第一向是等电聚焦电泳，根据蛋白质的PI不同进行分离，第

二向为变性聚丙烯酰胺凝胶电泳，根据分子量不同进行分离，样品经过电荷和质量两次分离后，得到等电点和分子量的信息。

缺陷和挑战：

（1）对低丰度蛋白质的检测来说灵敏度不够

（2）对劳动密集性的工作/费力和费时的操作程序

（3）不同实验间蛋白质所在位置的漂移

（4）不能全面代表膜蛋白或疏水蛋白的真实情况

（5）某些蛋白质在等电聚焦缓冲液中低溶解度

（6）蛋白质间着色的差异引致定量的误差

（7）碱性蛋白检测难

（8）特大分子量的蛋白质的检测难

（9）特小分子量的蛋白质的检测难

（10）蛋白质从1D电转移到2D凝胶过程中的损失

（11）某些蛋白质带电荷的微不均一性

（12）易受污染

（13）要求在变性的条件下进行

2、质谱仪的组成及其主要技术指标。

质谱仪一般由进样装置、离子化原、质量分析器、离子检测器、数据分析系统组成。其中，离子化原用来待分析的分子转化成气态离子。在质量分析器中，不同荷质比m/z离子在一个随时间变化的电场作用下分离。离子检测器用来接受在质量分析器中分离的带有不同荷质比的离子检测m/z值以及不同m/z的离子密度。主要技术指标包括：灵敏度，分辨率，准确度，稳定性，质量范围，动态范围

3. Describe the main parts of biological mass spectrum instrument. Describe the principle and pplication of MALDI. 生物质谱仪主要有哪几部分组成？基质辅助激光解析电离的主要原理是什么？适用于哪些方面？

质谱仪有五个主要的系统：进样系统、离子源系统、质量分析仪、离子探测器、数据处理系统。

MALDI可使热敏感或不挥发的化合物由固相直接得到离子。待测物质的溶

液与基质的溶液混合后蒸发，使分析物与基质成为晶体或半晶体，用一定波长的脉冲式激光进行照射时，基质分子能有效的吸收激光的能量，使基质分子和样品分子进入气相并得到电离。MALDI适用于生物大分子，如肽类，核酸类化合物。可得到分子分离峰，无明显碎片峰。此电离方式特别适合于飞行时间质谱计。

4、蛋白质组学定量分析方法的主要原理。

蛋白质组学定量分析主要包括两种方法：

1、建立在2－DE基础上的电泳方法：其原理是通过比较通过比较蛋白质在不同胶上的染色强度来进行相对定量。提供蛋白质表达水平的信息。

2、利用质谱检测技术：对来自不同样品的肽段标上一个内部标准，使得可以识别不同样品来源的肽段，以质谱峰的信号强度就可以作为定量的依据。

5、免疫共沉淀的概念及原理。

Co-Immunoprecipitation（Co-IP），是以抗体-抗原之间的专一性作用为基础的用于研究蛋白质相互作用的经典方法，是确定两种蛋白质在完整细胞内生理性相互作用的有效方法。基本原理：当细胞在非变性条件下被裂解时，完整细胞内存在的许多蛋白质-蛋白质间的相互作用被保留下来。如果用蛋白质x的抗体免疫沉淀x，那么与x在体内结合的蛋白质y也能被沉淀下来。该技术可用于鉴定两种目标蛋白质是否在体内结合以及进行结合位点分析，还可用来筛选一种特定蛋白质的新的作用搭档。

6、Western Blotting 的流程

第一步：蛋白样品制备

蛋白抽提质量的好坏直接决定着Western结果的好坏，因此，根据标本类型和检测类型选择合适的蛋白制备方法是至关重要的。

第二步：蛋白定量

为确保每个蛋白样品的上样量一致，收集的蛋白样品均应测定蛋白浓度。蛋白浓度的测定方法，应根据组织细胞裂解或匀浆所使用的方法及裂解液的不同选用，因为去垢剂和还原剂等对不同蛋白浓度测定方法的影响差别很大。第三步：电泳

(1) SDS-PAGE凝胶配制

(2) 样品处理

(3) 上样与电泳

第四步：转膜

具体的转膜时间要根据目的蛋白的大小而定，目的蛋白的分子量越大，需要的转膜时间越长，目的蛋白的分子量越小，需要的转膜时间越短。

转膜效果可以通过预染蛋白质分子量标准观察转膜效。

第五步：封闭

丽春红染色后可用铅笔在膜上做出适当标记，然后用预先准备好的WB 洗涤液漂洗3～5min，将膜上的红色洗去。弃去洗液后，加入10%的脱脂奶粉，在摇床上缓慢摇动,室温封闭60min。如背景较高，可以在4℃封闭过夜。

第六步：孵育

1．一抗孵育

参考一抗的说明书，按比例稀释一抗。在室温下孵育2小时，然后用WB洗涤液漂洗膜，每次10min，共3次。

2．二抗孵育

参考二抗的说明书，按比例稀释二抗。在室温下孵育1小时，然后用WB洗涤液漂洗膜，每次10min，共3次。

第七步：显色

建议选用Pierce公司生产的ECL发光液。

第八步：显影

ECL发光液处理过的膜，用保鲜袋包裹后，与X光片一起置于暗合中。根据荧光的强弱进行适当时间的曝光，取出X光片置于显影液，定影液中显影。

7. What are the principles for protein sample preparation in 2-PE?please outline the interfering substances in the sample preparation.双向电泳分析中的蛋白质样品的制备原则？

制备原则：（1）要使用新鲜的样品或者速冻（液氮或-70）保存的新鲜样品（2）注意防止污染（3）在合适的盐浓度下溶解所有的蛋白质，实验具有重复性；（4）避免低溶解度蛋白（膜蛋白）在第一维等电聚焦时沉淀；（5）避免蛋白化学修饰（蛋白降解酶，尿素热分解）（6）去除核酸，多糖，脂类和其它干扰物质；（7）

目标蛋白在检测限内，有时需要去除高丰度蛋白（8）处理步骤尽量少，操作过程要在低温中进行，避免蛋白质的降解、修饰。

制备原则：

（1）保留蛋白质的信息

（2）适用于分离和鉴定的方法

（3）不同的样品，不同的提取方法。（细胞、动物组织、植物组织、体液、质蛋白、膜蛋白、核蛋白、低丰度蛋白、目标蛋白）

双向电泳分析中影响样品制备的主要干扰物质有哪些？

主要干扰物质：

（1）盐：（增加导电性，使得等点聚焦所需时间延长，出现电内渗现象（EEO），导致胶内不均匀的水分布（失水区和水过饱和区））

（2）离子去污剂（SDS）：（影响第一维等点聚焦）

（3）核酸：（通过静电作用与蛋白结合，妨碍聚焦过程；可阻碍丙烯酰胺基质孔道）

（4）脂类：（通过疏水作用与蛋白结合，影响等电点及分子量，蛋白-脂类复合物在水溶性溶液中不溶解）

（5）多聚糖：（会阻碍丙烯酰胺基质孔道）

（6）酚类复合物（植物）：通过氢键与蛋白结合

8.蛋白质组学在心血管基础和临床研究中的目的和意义。

①从蛋白质水平研究相关心血管疾病的发病机制；

②应用心血管疾病蛋白标记物来更早、更准确地检测心血管疾病，尤其是急性冠脉综合征(ACS)；

③蛋白质组学来源的信息作为目前患者诊断的补充；

④蛋白质组检测获得的信息有利于个体化治疗，为其提供新的治疗靶位；

⑤蛋白质组学检测工具和信息用于治疗的各个阶段，可以适时评估治疗的效果和校正治疗方案。

9. 层析法的概念和分类

（一）定义

层析分离技术(色层法)：是一种物理分离方法，利用混合物中各组分物理化学性质的差别（如吸引力，分子形状和大小、分子极性、分子亲和力、分配系数等），使各组分以不同程度分布在两个相中，其中一个相为固定的，称为固定相，另一相则流过此固定相，称流动相，从而使各组分以不同速度移动而达到分离。

将分离的样品加到柱上(层析介子上)称上样或加样；使样品分离的操作叫洗脱，洗脱的溶剂叫洗脱液，也称流动相。以洗脱液的体积为横坐标，组兮的浓度为纵坐标作图，称洗脱曲线或层析图。

（二）层析法分类

根据分离原理分类：

（1）吸附层析：用吸附剂作为支持物，一种吸附剂对不同的物质有不同的吸附能力。在洗脱过程中，不同物质在柱上的迁移速度不同，在最后完全被分离。

（2）分配层析：它是根据在一个有不同组分同时存在的溶剂系统中，不同物质的分配系数不同而设计的一种层析方法。

（3）离子交换层析：用离子交换剂作为支持物，或固定相，在离子交换剂上含有许多可解离的基团，这些基团可以与溶液中的离子进行交换。离子交换的原理是基于溶液中分子所带电荷不同而进行分离的一种技术。

（4）凝胶层析：用一种具有一定孔径大小凝胶颗粒为支持物的层析法，分子大小不同的物质随洗脱液流过柱床时，分子量大于凝胶孔径的物质不能进入胶中而首先被洗脱，分子量小的进入胶中流程长而后被洗脱。因此这是一种根据分子量大小不同进行分离的方法。

（5）亲和层析：这是专门用于分离生物大分子的层析法。它是利用一种特殊吸附剂作固定相，根据溶液中生物分子化学结构与功能的不同进行选择性的（专一性的）及可逆性吸附，通过适当方法进行解吸附。实际也是一种吸附层析。

举例题

1、请列举预测蛋白质相互作用的方法。

1、酵母双杂交法：主要原理是将可能存在相互作用的蛋白之一与Gal4的DB结构域融合。另外一个与Gal4的AD结构域的酸性区域融合。如果在两个待测蛋

白之间存在相互作用, 那么分别位于这两个融合蛋白上的DB和AD就能重新形成有活性的转录激活因子, 从而激活相应基因的转录与表达。通过对报道基因表达产物的检测, 反过来可判别作为“诱饵”和“猎物”的两个蛋白质之间是否存在相互作用。

2、免疫共沉淀法：免疫共沉淀是一种比较经典的蛋白质相互作用方法，其实验比较简单。裂解细胞后，加入抗体，抗原被沉淀下来后洗涤，去除非特异性亲和再分析结合复合体。目前常使用Pull－down实验结合免疫共沉淀可以对可能的蛋白质相互作用进行验证。

3、高通量质谱蛋白质鉴定：使用一分子标签如FLAG标记把蛋白，使融合蛋白在细胞内过表达。通过免疫亲和（FLAG抗体）捕获到抽提物中把蛋白形成的蛋白质复合物。SDS-PAGE分离复合体各组分，胰酶酶切后，进行质谱分析。此法适合于分析天然状态下细胞内浓度较低的蛋白质，但是如果蛋白质浓度过高则背景较强，产生假阳性。

4、串联亲和纯化（tandem affinity purification, TAP）：该技术核心是设计一个双重分子标签，包括A蛋白（IgG binding protein）、TEV蛋白酶切位点、钙调素结合蛋白。将TAP标签构建到靶蛋白上，然后在宿主细胞内表达融合蛋白，表达水平接近把蛋白的天然状态。可以与把蛋白相互作用的其他蛋白质结合到融合蛋白上，形成复合体。细胞裂解物和IgG基质温浴在一起，通过A蛋白复合物结合在IgG上。冲洗后，加入TEV蛋白酶，洗脱复合物。在Ca2+存在的情况下，洗脱液与包被钙调素的温育在一起，复合物就结合在珠子上。进一步洗去杂质后，加入EGTA鳌合，复合物脱落。SDS-PAGE分离复合体各组分，胰酶切割后进行质谱分析。该方法检测到的蛋白质相互作用更加接近自然条件下蛋白质的性质，包括浓度，定位和翻译后修饰。适合于检测大量蛋白质之间的相互作用而形成的复合物，而不局限在两个蛋白质之间相互作用。但是不能检测蛋白质复合物形成的顺序。需要与酵母双杂交等方法互补。

论述题

1. Describe the difference and relationship between proteomics and genomics.论述蛋白质组学与基因组学的区别和联系。

2. 试述如何应用2D-PAGE进行差异蛋白质组学的研究，并分析其优缺点。

2D-PAGE原理是根据蛋白质的等电点和分子量的差异而使之分别在等电聚焦（isoelectric focusing，IEF）和聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）中分离出来。

应用2D-PAGE进行差异蛋白质组学研究主要步骤有：

1、在应用2D-PAGE研究差异蛋白质组学问题时首先要获得要进行差异比较的组织，如肿瘤组织与癌旁正常组织，然后裂解组织和细胞，抑制蛋白酶活性，出去非蛋白质的DNA，RNA，脂类等物质，溶解蛋白质，溶解并抽提总蛋白质。

2、将准备好的蛋白质进行2D-PAGE实验，先选择合适的PH范围进行等电聚焦，平衡胶条，再进行第二维的聚丙烯酰胺凝胶电泳。

3、对2D凝胶进行染色处理（可选择各种染色方法），利用软件分析比较成对组织的2D结果，找到上调或下调的蛋白质点。

4、将有差异的蛋白质点切割下来进行质谱分析，质谱谱图通过查询数据库找得蛋白质点对应的蛋白质。

5、对于得到的有差异的蛋白质要进一步进行验证，常用的手段包括：Western Blot, RT-PCR, 免疫组织化学等。

利用2D－PAGE进行差异蛋白质组学分析的优点主要在于：

1、效率高：目前，一块胶板(16cm×20cm)可检测到3000～4000个甚至10000个蛋白斑点。

2、可重复性好：80年代开始采用固定化pH梯度胶的IEF，克服了载体两性电解质阴极漂移等许多缺点而得以建立非常稳定的可以随意精确设定的pH梯度，可建立很窄的pH范围(0.05U/cm)，对特别感兴趣的区域做第二轮分析，大大提高了分辨率。固定化pH梯度胶已有商品生产，基本解决了重复性的问题；

3、灵敏度高：SDS-PAGE有垂直板和水平超薄胶电泳两种方法，可分离10～100kD 分子量的蛋白质；银染色法可检测到4ng蛋白，同位素标记法最灵敏，可测定20ppm的标记蛋白。

利用2D－PAGE进行差异蛋白质组学分析的缺点主要在于：

1、对盐，DNA等杂质高度敏感。

2、对于溶解度低的输水性蛋白质，酸性，碱性蛋白质效果不好。

3、对PH和MW的范围有所限制。

4、耗时，无法自动化。

3. 翻译后修饰（包括糖基化、磷酸化、泛素化等）的蛋白质组学研究中共性核心技术是什么？简述如何将这些技术应用到你的课题研究中。

研究翻译后修饰的蛋白质组学方法的共性是都要首先从细胞或组织的总蛋白中分离出带有特定修饰集团的蛋白质，然后经过电泳，酶解，富集有修饰的肽段，最后通过质谱分析和数据库检索确定被修饰的蛋白质种类以及被修饰的位点。例如：设计如下的蛋白质组学课题“高通量寻找食管鳞癌组织中磷酸化修饰异常的蛋白质”，则可以按照上述核心技术流程设计以下实验：

1、设计并制备磷酸化蛋白特异性抗体（单抗或多抗）。

2、分别从食管癌组织和癌旁正常组织中提取总蛋白。

3、分离磷酸化蛋白：使用磷酸化特异性抗体进行免疫共沉淀。或者将磷酸化抗体连在亲和层析柱上，将总蛋白过柱分离磷酸化蛋白质。

4、分离得到的食管癌组织的总蛋白和癌旁正常上皮的总蛋白分别进行2D－PAGE 实验。

5、用软件分析比较2D-PAGE胶，找到有差异的蛋白质点，则可能是磷酸化修饰异常的蛋白质。

6、选取差异的蛋白质点，用酶切成肽段。

7、采用亲和层析法富集磷酸化肽段（因为磷酸化肽段在总肽段中所占比例少，需要富集）。

8、进行质谱分析，数据库检索确定磷酸化肽段序列。再进一步确定磷酸化的蛋白质。

9、为了提高结果的可信度还要在体外验证结果的真实性。如果有条件还要在较大样本中确定这种磷酸化修饰的异常在人群中的比例，以及与食管癌发生发展的关系。

4. 蛋白质组学在研究与应用上有哪些局限性？

答：蛋白质组学在研究与应用上有如下局限性:

1.蛋白质组中的蛋白质数量巨大，据基因组学的研究结果显示，仅一个人体细胞

在不同时段，不同水平表达的蛋白质就有15000种之多，但是目前最好的分离方法也只能分离1500种左右的蛋白质。因此，急需建立分辨率更高的分离技术平台。

2.蛋白质组中蛋白质含量的动力学范围很宽。据已有的研究结果表示，细胞内表达的蛋白质的动力学范围为106 ，血浆中表达的蛋白质的动力学范围高达1012 。蛋白质组学的研究要求得到蛋白质组的“全部信息”，同时又坚定具有重要生物学功能的微量蛋白质，而目前还没有一种生物分析化学技术能够完全满足这样的分析要求。

3.临床蛋白质组学研究对检测灵敏度也提出了很高的要求，比如对拷贝数为101 —102 的低表达蛋白质的分析，要求方法学检测灵敏度达到10-22 mol/L甚至更高，而目前的技术难以满足该要求。

4.由于生命活动过程中蛋白质的表达和功能的发挥有着明显的时空依从性，因此对蛋白质组的原位和实时监测非常重要，但是在实际的研究和临床应用中难以实现。

5.对蛋白质相互作用的监测是蛋白质组学研究中一个非常重要的内容，但由于方法本身的限制性和分析条件的特异性，往往会造成假阳性或假阴性的结果。

6.临床样本的处理往往是临床蛋白质组分析中瓶颈环节，临床蛋白质组学研究的试验样本材料难以像实验室研究材料那样严格控制实验条件，因此会对实验结果产生很大的影响。

所以，仅仅通过一、两种技术，显然是不可能完成对蛋白质组内成千上万种不同性质的蛋白质的分离和检验。因此，新的生物分析化学方法学的研究与实践在其中具有重要地位。

生物信息学复习题及答案

生物信息学复习题 名词解释 1. Homology (同源):来源于共同祖先的序列相似的序列及同源序列。序列相似序列并不一定是同源序列。 （直系同源）：指由于物种形成的特殊事件来自一个共同祖先的不同物种中的同源序列，它们具有相似的功能。 （旁系（并系）同源）：指同一个物种中具有共同祖先，通过基因复制产生的一组基因，这些基因在功能上的可能发生了改变。基因复制事件是促进新基因进化的重要推动力。 (异同源)：通过横向转移，来源于共生或病毒侵染而产生的相似的序列，为异同源。 Score：The sum of the number of identical matches and conservative (high scoring) substitutions in a sequence alignment divided by the total number of aligned sequence characters. Gap总是不计入总数中。 6.点矩阵（dot matrix）：构建一个二维矩阵，其X轴是一条序列，Y轴是另一个序列，然后在2个序列相同碱基的对应位置（x，y）加点，如果两条序列完全相同则会形成一条主对角线，如果两条序列相似则会出现一条或者几条直线；如果完全没有相似性则不能连成直线。 7. E值：得分大于等于某个分值S的不同的比对的数目在随机的数据库搜索中发生的可能性。衡量序列之间相似性是否显著的期望值。E值大小说明了可以找到与查询序列（query）相匹配的随机或无关序列的概率，E值越小意味着序列的相似性偶然发生的机会越小，也即相似性越能反映真实的生物学意义，E值越接近零，越不可能找到其他匹配序列。 值：得分为所要求的分值比对或更好的比对随机发生的概率。它是将观测得到的比对得分S，与同样长度和组成的随机序列作为查询序列进行数据库搜索进行比较得到的HSP（高分片段对）得分的期望分布联系起来计算的。通常使用低于来定义统计的显著性。P=1-e-E 9.打分矩阵（scoring matrix）：在相似性检索中对序列两两比对的质量评估方法。包括基于理论（如考虑核酸和氨基酸之间的类似性）和实际进化距离（如PAM）两类方法,是序列相似性分析的基础，其不同的选择将会出现不同的分析结果。 10．空位（gap）：在序列比对时，由于序列长度不同，需要插入一个或几个位点以取得最佳比对结果，这样在其中一序列上产生中断现象，这些中断的位点称为空位。 ：美国国家生物技术信息学中心，属于美国国立医学图书馆的一部分，具有BLAST, Entrez ,GenBank等工具，还具有PubMed文献数据库。另外还具有Genome, dbEST, dbGSS , dbSTS, MMDB, OMIM, UniGene, Taxonomy, RefSeq, etc. 序列格式：是将DNA或者蛋白质序列表示为一个带有大于号（>）开始的核苷酸或者氨基酸序列的新文件，其中大于号后可以跟上序列的相关信息，其他无特殊要求。 13genbank序列格式：是GenBank 数据库的基本信息单位，是最为广泛的生物信息学序列格式之一。该文件格式按域划分为4个部分：第一部分包含整个记录的信息（描述符）；第二部分包含注释，主要包含生物功能或数据库信息；第三部分是feature，对序列的注释；第四部分是序列本身，以“统发生树（Phylogenetic tree ）是研究生物进化和系统发育过程中的一种用树状分支图来概括各种生物之间亲缘关系，是一种亲缘分支分类方法。在树中，每个节点代表其各分支的最近共同祖先，而节点间的线段长度对应演化距离（如估计的演化时间）。是用来研究物种进化与多样性的基础，是相近物种相关生物学数据的来源。17.基因树与物种树：物种树反映一组物种进化历程的系统树，其中每一个内部节点就代表一个物种形成的过程，而基因树则是代表来源于不同物种的单个同源基因的差异构建的系统树，而其内部的一个节点则代表一个祖先基因分化为两个新的独特的基因序列的事件。基因

蛋白质组学期末作业

蛋白质组学期末作业

1、一、常用的样品制备技术： 1、高丰度蛋白去除技术（抗体亲和法：通过抗原抗体反应原理，用针对样品中多种高丰度蛋白的单克隆或多克隆抗体来特异性去除样品中的高丰度蛋白；染料亲和法：通过高丰度蛋白与染料环结构之间复杂的静电、疏水及氢键相互作用去除样品中的高丰度蛋白，其特异性相对较低。） 2、自由流电泳技术（FFE）（FFE分离原理－IEF （等电聚焦）条件下：根据等电点的不同进行样品分离，主要用于分离蛋白质。ZE（区带电泳）条件下：根据样品表面电荷密度不同进行分离，主要用于分离细胞器。FFE的特点：1、是基于液体的样品分离/制备技术，与所有下游分离技术兼容；2、分离非常快； 3、液相分离保证初始样品具有很高的回收率； 4、采用连续模式，上样和分离连续同时进行； 5、分析对象广泛； 6、分离条件温和，适合活性生物材料的分离纯化。 二、2－DE技术，即双向电泳，是当前蛋白质组学研究中分辨率最高、信息量最大的分离技术。它的优点有：1. 可以将上千种不同的蛋白质分离开来，并得到每种蛋白质的等电点、表观

质膜的纯度鉴定方法 11、形态学方法（常规透射电镜、免疫电镜观察其切片，纯细胞膜成空的膜泡或片状结构）2免疫印迹法（常用抗体:抗caveolin、Na+--K+--ATPase、flotillin、5`-nucleotidase 等） 3、酶活测定法（测 AP、ADP、Na+-K+-ATPase、5`-nucleotidase的活性） 4、膜组分分析法（分析脂质与蛋白质的比例） 由于细胞器在细胞内结构上与许多其他亚细胞组分相关联，和细胞器组成的动态性，所以分离得到的细胞器很难达到100% 的纯度。所以，亚细胞组分的纯度问题和亚细胞组分生物学功能的深入挖掘是亚细胞蛋白质组研究所面临的挑战。现在已经有一些研究策略来解决这一难点问题，如Schirmer等提出的差减蛋白质组学方法来解决核膜的内质网污染问题；Andersen 等提出的蛋白质校正谱图分析法(protein correlation profiling，PCP)来分析可能定位

医用生物学期末复习重点

2012—20XX年《医学生物学》期末复习重点 考试时间：20XX年12月31日13:30—14:30 题型：名词解释20分；单选20分；判断题20分；简答题40分。 1、蛋白质的概念：蛋白质是构成细胞结构的主要成分, 是生命的重要物质基础之一, 具有非常复杂的生物学功能： ①作为结构成分；②运输和传导作用；③收缩运动作用； ④免疫保护作用；⑤催化作用。 由氨基酸构成。 2、蛋白质的分子结构： 一级结构：在以肽键为主键，二硫键为副键的多肽链中，氨基酸的排列顺序，即为一级结构，是蛋白质分子的线性平面结构；蛋白质的一级结构，决定着不同蛋白质各自特定的空间结构和功能。 二级结构：肽链上相邻近的氨基酸残基间靠氢键维系的有规律、重复有序的空间结构，有α螺旋、β折叠和三股螺旋。 3、蛋白质的变构和变性的概念： 变构是指蛋白质通过构象变化而实现调节其功能的现象； 变性是指蛋白质受到某些理化因素的作用，其高级结构被破坏、生物活性随之丧失的现象。 共同点：高级结构变化，都不涉及一级结构。 不同点：变构是高级结构改变，导致生物功能变化，并不是失去功能，变化是可逆的。 变性是高级结构完全破坏，无生物活性。 注：蛋白质特定的空间结构是行使生物功能的基础。 4、单位膜的概念：由脂双层及嵌合蛋白质构成的一层生物膜。是包围在整个细胞最外层的薄膜。各种细胞的细胞膜以及各种细胞内膜在电镜下都呈“暗-明-暗”的三层式结构，即内外两层致密的深色层，厚度约为2nm，中间一层疏松的浅色带，厚度为3.5nm：

5、穿膜运输的种类及特点： 1）被动运输指物质顺浓度梯度（从高浓度到低浓度），不需要消耗代谢能的运输方式； I、简单扩散：物质从浓度较高一侧直接穿过膜的脂质双分子层向浓度较低的一侧转运（物质顺浓度梯度的单纯的扩散作用），不需借助载体。只有疏水分子及不带电的极性小分子以此方式过膜。 II、离子通道扩散：极性很强的水化离子通过细胞膜上的特异离子通道蛋白从高浓度向低浓度方向的转运。 III、易化扩散：非脂溶性物质或亲水性物质（如葡萄糖、氨基酸、核苷酸、金属离子以及细胞代谢物）借助细胞膜上的载体蛋白帮助，顺浓度梯度方向的跨膜转运。（物质顺浓度梯度，需借助特定的载体蛋白的物质运输。不带电荷的较大的极性分子以及一些离子以此方式运输。） 2）主动运输指物质逆浓度梯度（从低浓度到高浓度），需消耗能量，并需专一性的载体蛋白。 I、Na+-K+泵：是镶嵌在质膜上的蛋白质，也是一种Na+-K+ ATP酶，既有载体的功能， 也具有酶的活性。 II、Ca2+泵：是存在于质膜和内质网膜上的一种跨膜蛋白。 III、H+泵：能将H+泵出细胞，建立和维持跨膜的H+电化学梯度来驱动转运溶质进入细胞。 IV、N a+-K+泵驱动的协同运输：主动运输并不直接利用A TP，而是依靠Na+-K+泵维持Na+的跨膜梯度的驱动而进行的伴随运输，是一种间接利用ATP的主动运输方式。 6、膜泡运输的种类及特点：质膜对大分子化合物或颗粒不能通透，它们在细胞内运转时都由膜包围，形成细胞质小泡，故称膜泡运输。都是需能的主动运输。 1）、胞吞作用：质膜内陷将外来的大分子和颗粒包围，形成小泡转运到细胞内的过程。 I、吞噬作用：细胞吞噬较大的固体颗粒物质或大分子复合体（如细菌、细胞碎片）的过程。 II、胞饮作用：细胞摄取液体和溶质的过程。

生物信息学题库

■一、选择题: 1.以下哪一个是mRNA条目序列号： A. J01536■. NM_15392 C. NP_52280 D. AAB134506 2.确定某个基因在哪些组织中表达的最直接获取相关信息方式是：■. Unigene B. Entrez C. LocusLink D. PCR 3.一个基因可能对应两个Unigene簇吗？■可能 B. 不可能 4.下面哪种数据库源于mRNA信息：■dbEST B. PDB C. OMIM D. HTGS 5.下面哪个数据库面向人类疾病构建： A. EST B. PDB ■. OMIM D. HTGS 6.Refseq和GenBank有什么区别： A. Refseq包括了全世界各个实验室和测序项目提交的DNA序列B. GenBank提供的是非冗余序列 ■. Refseq源于GenBank，提供非冗余序列信息D. GenBank源于Refseq 7.如果你需要查询文献信息，下列哪个数据库是你最佳选择： A. OMIM B. Entrez ■PubMed D. PROSITE 8.比较从Entrez和ExPASy中提取有关蛋白质序列信息的方法，下列哪种说法正确：A. 因为GenBank的数据比EMBL更多，Entrez给出的搜索结果将更多B. 搜索结果很可能 一样，因为GenBank和EMBL的序列数据实际一样■搜索结果应该相当，但是ExPASy中的SwissProt记录的输出格式不同 9.天冬酰胺、色氨酸和酪氨酸的单字母代码分别对应于：■N/W/Y B. Q/W/Y C. F/W/Y D. Q/N/W 10.直系同源定义为：■不同物种中具有共同祖先的同源序列B. 具有较小的氨基酸一致性但是有较大的结构相似性的同源序列 C. 同一物种中由基因复制产生的同源序列 D. 同一物种中具有相似的并且通常是冗余的功能的同源序列 11.下列那个氨基酸最不容易突变： A. 丙氨酸B. 谷氨酰胺 C. 甲硫氨酸■半胱氨酸 12.PAM250矩阵定义的进化距离为两同源序列在给定的时间有多少百分比的氨基酸发生改变： A. 1% B. 20%■. 80% D. 250% 13.下列哪个句子最好的描述了两个序列全局比对和局部比对的不同：A. 全局比对通常用于比对DNA序列，而局部比对通常用于比对蛋白质序列B. 全局比对允许间隙，而局 部比对不允许C. 全局比对寻找全局最大化，而局部比对寻找局部最大化■全局比对比对整体序列，而局部比对寻找最佳匹配子序列 14.假设你有两条远源相关蛋白质序列。为了比较它们，最好使用下列哪个BLOSUM和PAM矩阵：■BLOSUM45和PAM250 B. BLOSUM45和PAM 1 C. BLOSUM80和PAM250 D. BLOSUM10和PAM1 15.与PAM打分矩阵比较，BLOSUM打分矩阵的最大区别是：A. 最好用于比对相关性高的蛋白B. 它是基于近相关蛋白的全局多序列比对 ■它是基于远相关蛋白的局部多序列比对D. 它结合了全局比对和局部比对 16.如果有一段DNA序列，它可能编码多少种蛋白质序列： A. 1 B. 2 C. 3 ■. 6 17.要在数据库查询一段与某DNA序列编码蛋白质最相似的序列，应选择： A. blastn B. blastp C. tblastn D. tblastp■blastx 18.为什么ClustalW（一个采用了Feng-Doolittle渐进比对算法的程序）不报告E值：A. ClustalW报告E值■使用了全局比对 C. 使用了局部比对 D. 因为是多序列比对 19.Feng-Doolittle方法提出“一旦是空隙，永远是空隙”规则的依据是：A. 保证空隙不会引物序列加入而填充B. 假定进化早期分歧的序列有较高优先级别■假定最近序列空隙应 该保留 D. 假定最远序列空隙应该保留 20.根据分子钟假说：A. 所有蛋白质都保持一个相同的恒定进化速率 B. 所有蛋白质的进化速率都与化石记录相符合C. 对于每一个给定的蛋白质，分子进化的速率是逐 渐减慢的，就如同不准时的钟■对于每一个给定的蛋白质，其分子进化的速率在所有的进化分支上大致是恒定 21.系统发生树的两个特征是： A. 进化分支和进化节点■树的拓扑结构和分支长度C. 进化分支和树根D. 序列比对和引导检测方法 22.下列哪一个是基于字母特征的系统发生分析的算法：A. 邻位连接法（NJ法）B. Kimura算法■最大似然法（ML）D. 非加权平均法（UPGMA） 23.基于字母特征和基于距离的系统发生分析的算法的基本差异是：■基于字母特征的算法没有定义分支序列的中间数据矩阵 B. 基于字母特征的算法可应用于DNA或者蛋白质序列，而基于距离仅能用于DNA C. 基于字母特征的算法无法运用简约算法 D. 基于字母特征的算法的进化分支与进化时间无关 24.一个操作分类单元（OTU）可指：A. 多序列比对■蛋白质序列C. 进化分支D. 进化节点 25.构建进化树最直接的错误来源是：■多序列比对错误B. 采样的算法差异C. 假设进化分支是单一起源D. 尝试推测基因的进化关系 26.第一个被完整测定的基因组序列是：A. 啤酒酵母的3号染色体B. 流感病毒■ФX174 D. 人类基因组 27.普通的真核生物线粒体基因组编码大约多少个蛋白质：■10 B. 100 C. 1000 D. 10000 28.根据基因组序列预测蛋白质编码基因的算法的最大问题是：A. 软件太难使用■. 假阳性率太高，许多不是外显子的序列部分被错误指定C. 假阳性率太高，许 多不是外显子功能未知 D. 假阴性率太高，丢失太多外显子位点 29.HIV病毒亚型的系统演化研究可以：A. 证实HIV病毒是由牛病毒演化而来■. 用于指导开发针对保守蛋白的疫苗C. 证实哪些人类组织最容易遭受病毒侵染 30.一个典型的细菌基因组大小约为多少bp：A. 20000■. 200000 C. 2000000 D. 20000000

蛋白质化学作业及答案

班级_______ 学号__________________ 姓名 ___________ 第二章《蛋白质化学》作业及参考答案 第一部分试题 1 ?氨基酸的侧链对多肽或蛋白质的结构和生物学功能非常重要。用三字母缩写形式列出其侧链为如下要求 的氨基酸： (a)含有一个羟基；b)含有一个氨基；c)含有一个具有芳香族性质的基团；(d)含有分支的脂肪族烃链；(e)含有硫；(f)含有一个在pH 7 —10范围内可作为亲核体的基团或原子，指出该亲核基团或原子。 2. 某种溶液中含有三种三肽：Tyr - Arg - Ser , Glu - Met - Phe 和Asp - Pro - Lys , a - COOH基团的pKa为 3.8; a -NH3基团的pKa为8.5。在哪种pH (2.0,6.0或13.0)下，通过电泳分离这三种多肽的效果最好？ 3. 利用阳离子交换层析分离下列每一对氨基酸，哪一种氨基酸首先被pH7缓冲液从离子交换柱上洗脱出来。 (a)Asp 和Lys ； (b) Arg 和Met ；c) Glu 和Vai ； (d) Gly 和Leu (e) Ser 和Ala 4?胃液(pH = 1.5)的胃蛋白酶的等电点约为1,远比其它蛋白质低。试问等电点如此低的胃蛋白酶必须存在有大量的什么样的官能团？什么样的氨基酸才能提供这样的基团？ 5. —个含有13个氨基酸残基的十三肽的氨基酸组成为： Ala, Arg,2 Asp, 2Glu, 3Gly, Leu, 3Val。部分酸水解后得到以下肽段，其序列由Edman降解确定，试推断原始寡肽的序列。 (a)Asp - Glu - Val - Gly - Gly - Glu - Ala (b)Val - Asp - Val - Asp - Glu (c)Val - Asp - Val (d)Glu - Ala -Leu - Gly -Arg (e)Val - Gly - Gly - Glu - Ala - Leu (f)Leu - Gly - Arg 6 ?由下列信息求八肽的序列。 (a)酸水解得Ala , Arg , Leu, Met, Phe, Thr, 2Val (b)Sanger 试剂处理得DNP-Ala。 (c)胰蛋白酶处理得Ala , Arg , Thr和Leu, Met, Phe , 2Val。当以Sanger试剂处理时分别得到DNP-Ala 和DNP-Val。 (d)溴化氰处理得Ala, Arg，高丝氨酸内酯，Thr, 2Val，和Leu , Phe ,当用San ger试剂处理时，分别得 DNP-Ala 和DNP-Leu。 7 ?下列试剂和酶常用于蛋白质化学的研究中： CNBr异硫氰酸苯酯丹黄酰氯脲6mol/LHCl 3 -巯基乙醇水合茚三酮过甲酸胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶。其中哪一个最适合完成以下各项任务？ (a)测定小肽的氨基酸序列。 (b)鉴定肽的氨基末端残基。 (c)不含二硫键的蛋白质的可逆变性。若有二硫键存在时还需加什么试剂？ (d)在芳香族氨基酸残基羧基侧水解肽键。 (e)在蛋氨酸残基羧基侧水解肽键。 (f)在赖氨酸和精氨酸残基侧水解肽键。 8?已知某蛋白是由一定数量的链内二硫键连接的两个多肽链组成的。 1.00g该蛋白样品可以与25.0mg还原型谷胱甘肽(GSH, MW = 307)反应。

医学免疫学期末复习重点总结

第五章补体系统第一节补体概述 补体系统（complement system）：系统包括30余种组分，其广泛存 在于血清、组织液和细胞膜表面，是一个具有精密调控机制的蛋白质反应系统。血浆中补体成分在被激活前无生物学功能，经活化后具有酶活性和多种生物学效应（简称补体）。（一）补体系统的组成 1.补体固有成分⑴C1(C1q、C1r、C1s)、C2～C9； ⑵甘露糖结合凝集素(MBL)，MBL相关丝氨酸蛋白酶（MASP）；⑶B因子、D因子（factor B, factor D）。 2.补体调节蛋白：以可溶性或膜结合形式存在、参与补体活化和效应的一类蛋白质分子，如：备解素、C1抑制物、C4结合蛋白、I因子等等。 3. 补体受体：指存在于不同细胞膜表面、能与补体激活过程所形成的活性片段相结合、介导多种生物效应的受体分子。包括：CR1～CR5、C3aR、C5aR、C1qR等（二）补体组分的命名 ①以“complement”的首字母结合发现顺序命名，如C1 ～C9； ②以英文大写字母命名为“因子”，如B因子、D因子、P因子、H因 子； ③补体的裂解片段以该成分的符号后加小写英文字母表示，如C3a、 C4b； ④具有酶活性的成分或复合物则在其符号上加一横线表示，如 C3bBb； ⑤补体调节蛋白多以功能命名，如C1抑制物（C1INH）、C4结合蛋 白（C4bp）、衰变加速因子(DAF)；（三）补体的生物合成 约90%血浆补体成分由肝脏合成，少数成分由肝脏以外的细胞合成， 例如：C1由肠上皮和单核/巨噬细胞产生；D因子由脂肪组织产生。 多种促炎细胞因子（如IFN-γ、IL-1、TNF-α、IL-6等）可刺激补 体基因转录和表达。感染、组织损伤急性期以及炎症状态下，补体产生增多，血清补体水平升高。第二节补体激活 补体固有成分以非活化形式存在于体液中，其通过级联酶促反应而被激活，产生具有生物学活性的产物。已发现三条补体激活途径，经典激活途径、旁路途径、MB途径 具有共同的末端通路——攻膜复合体的形成及细胞溶解效应。 补体三条活化途径示意图 （一）经典激活途径(classical pathway) 1. 参与的补体成分：C1—C9 2. 激活物:与抗原结合的IgG、IgM分子另外，C反应蛋白、细菌脂多糖(LPS）、髓鞘脂和某些病毒蛋白（如HIV的gp120）等也可作为激活物。3．活化过程(1) C1q与2个以上Fc段结合可发生构型改变，使与C1q结合的C1r活化，活化的C1r激活C1s的丝氨酸蛋白酶活性。 (2) C1s的第一个底物是C4：在Mg2+存在下，使C4裂解为C4a和C4b . (3) C1s 的第二个底物是C2分子：在Mg2+存在下，C2与C4b形成复合物，被C1s裂解而产生C2a和C2b；C2a可与C4b结合成复合物即C3转化酶; (4) C3转化酶使C3裂解为C3a和C3b，新生的C3b可与C4b2b中C4b结合，形成C5转化酶，进入终末途径. 补体激活经典途径

生物信息学课后题及答案-推荐下载

生物信息学课后习题及答案 （由10级生技一、二班课代表整理） 一、绪论 1.你认为，什么是生物信息学？ 采用信息科学技术，借助数学、生物学的理论、方法，对各种生物信息（包括核酸、蛋 白质等）的收集、加工、储存、分析、解释的一门学科。2.你认为生物信息学有什么用？对你的生活、研究有影响吗？（1）主要用于： 在基因组分析方面：生物序列相似性比较及其数据库搜索、基因预测、基因组进化和分 子进化、蛋白质结构预测等 在医药方面：新药物设计、基因芯片疾病快速诊断、流行病学研究：SARS 、人类基因组计划、基因组计划：基因芯片。 （2）指导研究和实验方案，减少操作性实验的量；验证实验结果；为实验结果提供更多的支持数据等材料。 3.人类基因组计划与生物信息学有什么关系？ 人类基因组计划的实施，促进了测序技术的迅猛发展，从而使实验数据和可利用信息急剧增加，信息的管理和分析成为基因组计划的一项重要的工作 。而这些数据信息的管理、分析、解释和使用促使了生物信息学的产生和迅速发展。 4简述人类基因组研究计划的历程。 通过国际合作，用15年时间（1990-2005）至少投入30亿美元，构建详细的人类基因组遗传图和物理图，确定人类DNA 的全部核苷酸序列，定位约10万基因，并对其他生物进行类似研究。 1990，人类基因组计划正式启动。 1996，完成人类基因组计划的遗传作图，启动模式生物基因组计划。 1998完成人类基因组计划的物理作图，开始人类基因组的大规模测序。Celera 公司加入，与公共领域竞争启动水稻基因组计划。 1999，第五届国际公共领域人类基因组测序会议，加快测序速度。 2000，Celera 公司宣布完成果蝇基因组测序，国际公共领域宣布完成第一个植物基因组——拟南芥全基因组的测序工作。 2001，人类基因组“中国卷”的绘制工作宣告完成。 2003，中、美、日、德、法、英等6国科学家宣布人类基因组序列图绘制成功，人类基因组计划的.目标全部实现。2004，人类基因组完成图公布。 2.我国自主知识产权的主要基因组测序计划有哪些？水稻（2002），家鸡（2004），家蚕（2007），家猪（2012），大熊猫（2010） 2．第一章 、管路敷设技术通过管线不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行 高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

蛋白质组学期末复习题

蛋白质组学相关试题及答案 解释 1． Proteome(蛋白质组)：由一个细胞或者组织的基因组所表达的全部相应的蛋白质，称为蛋白质组。 2. Proteomics(蛋白质组学)：指应用各种技术手段来研究蛋白质组的一门新兴学科，即研究细胞在不同生理或病理条件下蛋白质表达的异同，对相关蛋白质进行分类和鉴定。更重要的是蛋白质组学的研究要分析蛋白质间相互作用和蛋白质的功能. 3. Mass Spectrometer（质谱仪）：质谱仪是一个用来测量单个分子质量的仪器，但实际上质谱仪提供的是分子的质量与电荷比（m/z or m/e）。分离和检测不同同位素的仪器。即根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。质谱仪最重要的应用是分离同位素并测定它们的原子质量及相对丰度。 4. Proteome sample holographic preparation（蛋白组样品的全息制备）：（1）keep protein information （2）adapted to separation and identification methods （3）different samples,different extraction. 蛋白质样品制备是蛋白质组研究的第一步，也是最关键的一步。因为这一步会影响蛋白质产量、生物学活性、结构完整性。因此要用最小的力量使细胞达到最大破坏程度同时保持蛋白质的完整性。原则是，保持蛋白质的所有信息；选择合适的分离和鉴定方法；对于不同的样品要用不同的提取方法。 5. Post translational modification(蛋白质翻译后修饰) 肽链合成的结束，并不一定意味着具有正常生理功能的蛋白质分子已经生成。已知很多蛋白质在肽链合成后还需经过一定的加工（processing）或修饰，由几条肽链构成的蛋白质和带有辅基的蛋白质，其各个亚单位必须互相聚合才能成为完整的蛋白质分子。 6. De novo sequencing(从头测序) 从头测序为蛋白质组研究提供了一种不用借助于任何蛋白质序列数据库信息，直接解读串联质谱数据的方法。其基本算法主要由4个部分组成：质谱图的构建、

生物信息学试题整理

UTR的含义是（B ） A.编码区 B. 非编码区 C. motif的含义是（D ）。 A.基序 B. 跨叠克隆群 C. algorithm 的含义是（B ）。 A.登录号 B. 算法 C. RGR^ （D ）。 A.在线人类孟德尔遗传数据 D.水稻基因组计划 下列Fasta格式正确的是（B） 低复杂度区域 D. 幵放阅读框 碱基对 D. 结构域 比对 D. 类推 B. 国家核酸数据库 C. 人类基因组计划 A. seql: agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta B. >seq1 agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta C. seq1:agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta D. >seq1agcggatccagacgctgcgtttgctggctttgatgaaaactctaactaaacactccctta 如果我们试图做蛋白质亚细胞定位分析，应使用（D） A. NDB 数据库 B. PDB 数据库 C. GenBank 数据库 D. SWISS-PROT 数

据库 Bioinformatics 的含义是（A ）。 A. 生物信息学 B. 基因组学 C. 蛋白质组学 D. 表观遗传学 Gen Bank中分类码PLN表示是（D ）。 A.哺乳类序列 B. 细菌序列 C.噬菌体序列 D. 植物、真菌和藻类序列 ortholog 的含义是（A）0 A.直系同源 B.旁系同源 C.直接进化 D.间接进化 从cDNA文库中获得的短序列是（D ）o A. STS B. UTR C. CDS D. EST con tig的含义是（B ）o A.基序 B. 跨叠克隆群 C. 碱基对 D. 结构域 TAIR （AtDB）数据库是（C）o A.线虫基因组 B. 果蝇基因组 C. 拟南芥数据库 D. 大肠杆菌基因组ORF的含义是（D ）o A.调控区 B. 非编码区 C.低复杂度区域 D. 幵放阅读框

细胞生物学期末复习重点

三、名词解释 1.常/异/染色质: 常染色质是指间期核内染色质纤维折叠压缩程度低，处于伸展状态，用碱性染料染色时着色浅的那些染色质; 在细胞周期中，间期、早期或中、晚期，某些染色体或染色体的某些部分的固缩常较其他的染色质早些或晚些，其染色较深或较浅，具有这种固缩特性的染色体称为异染色质。具有强嗜碱性，染色深，染色质丝包装折叠紧密，与常染色质相比，异染色质是转录不活跃部分，多在晚S期复制。 2. 细胞融合: 是在自发或人工诱导下，两个不同基因型的细胞或原生质体融合形成一个杂种细胞。 3. 膜泡（囊泡）运输:大分子和颗粒物质被运输时并不直接穿过细胞膜，都是由膜包围形成膜泡，通过一系列膜囊泡的形成和融合来完成转运的过程， 4. 干细胞：干细胞是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞，是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。干细胞在形态上具有共性，通常呈圆形或椭圆形，细胞体积小，核相对较大，细胞核多为常染色质，并具有较高的端粒酶活性。干细胞可分为胚胎干细胞和成体干细胞。 5. 细胞信号转导：是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。 6. 胞间连丝:在初生纹孔场上集中分布着许多小孔，细胞的原生质细丝通过这些小孔，与相邻细胞的原生质体相连。这种穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。 7. 核小体：核小体是染色体的基本结构单位，由DNA和组蛋白(histone)构成，是染色质（染色体）的基本结构单位。由4种组蛋白H2A、H2B、H3和H4，每一种组蛋白各二个分子，形成一个组蛋白八聚体，约200 bp的DNA分子盘绕在组蛋白八聚体构成的核心结构外面，形成了一个核小体。 8. 天线色素：天线色素是能够吸收光的色素，又称捕光色素或光吸收色素，位于类囊体膜上，只具有吸收聚集光能的作用，而无化学活性。 9、第二信使：细胞可通过两个途径将细胞外的激素类信号转换成细胞内信号，然后通过级联放大作用引起细胞的应答。这种由细胞表面受体转换而来的细胞内信号通常称为第二信使。 10、蛋白质分选：在细胞质基质中的核糖体上合成的蛋白质被转运至细胞特定部位的过程。 11、半自主性细胞器：自身含有遗传表达系统（自主性）；但编码的遗传信息十分有限，其RNA转录、蛋白质翻译、自身构建和功能发挥等必须依赖核基因组编码的遗传信息（自主性有限）。叶绿体和线粒体都属于半自主性细胞器。 12、蛋白质寻靶：游离核糖体合成的蛋白质在细胞内的定位是由前体蛋白本身具有的导向信号决定，故游离核糖体上合成的蛋白质在合成释放后需要寻找自己的目的地称为蛋白质寻靶。 13、细胞分化：在个体发育中，一种相同的细胞类型逐渐在形态、结构和功能上产生稳定性差异的而形成不同细胞类型的过程。

蛋白质工程 作业答案

第三章蛋白质工程习题 1、名词解释：蛋白质工程：是基于对蛋白质结构和功能关系的认识，进行分子设计，通过基因工程途径定向地改造蛋白质或创造合乎人类需要的新的突变蛋白质的理论及实践，是基因工程基础上的延伸，是第二代基因工程。 蛋白质分子设计：是为有目的的蛋白质工程改造提供设计方案，即在知道了需要改造的蛋白质的性能及其相应的结构基础之后，通过理论的方法，提出蛋白质改造的设计方案。 嵌合抗体：用DNA重组技术将鼠源单抗的可变区(V区)基因与人免疫球蛋白(Ig)的恒定区(C 区 )基因相连接,构建成嵌合基因,导入宿主细胞进行表达,制成嵌合抗体。目前国内外已制备了数十种嵌合抗体。 PDB:蛋白质结构数据库。 2、请列表总结基因工程和蛋白质工程的相同点、不同之处（从结果、实质、流程等方面）及其联系。 3、蛋白质工程的基本目标、基本途径是什么？ 答：基本目标：对现有蛋白质进行改造,或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产和生活的需要。 基本途径：基因修饰或基因合成：借助计算机辅助设计、基因定点诱变和重组DNA技术4、目前有哪些蛋白质工程分子改造的常用方法？ 答：⒈基因定点突变技术（小改）：即通过在DNA水平上进行碱基的取代、插入或缺失，达到改变基因，从而改变编码的蛋白质的结构的技术，包括核苷酸引物诱变，盒式诱变，PCR

诱变，随机诱变。⒉基因剪切和融合（中改）：原理：将编码某蛋白的部分基因移植到另种蛋白基因上，经克隆、表达，产生新的融合蛋白。可达到使蛋白易于表达、纯化、细胞定位等，或使蛋白性质改变。⒊基因全合成（大改）：合成DNA，然后表达出相应蛋白。可以全部由人工控制，便于设计和改造，还适用于同时实现多处突变。 5、蛋白质工程中增加蛋白质稳定性的基本途径有哪些？ 答：蛋白质结构与功能研究表明，上述稳定蛋白质空间构象的因素是由蛋白质一级结构中某一个或某一段氨基酸序列决定的，人工改变或修饰这些氨基酸残基，有可能增加蛋白质的稳定性，又不影响其生物学活性。 6、请简述PCR介导的定点突变技术原理及优缺点。 答：4种引物3次PCR。优点：操作简单，突变的成功率可达100%。缺点：①后续工作较复杂，PCR扩增通常需要连接到载体分子上，然后才能对突变的基因进行转录，翻译等方面的研究。②不论是用普通的TaqDNA聚合酶还是高保真的Pfu酶，PCR方法产生的DNA片段都要经过核苷酸序列测定，方可确证有无其他突变发生。 7、天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体，延缓胰岛素从注射部位进入血液，从而延缓了其降血糖作用，也增加了抗原性，其结构如下。将胰岛素B9残基上极性的Ser置换为带电荷Asp，同时把B27极性的Thr置换为带负电荷的Glu，由此可制成速效胰岛素。请阐述其原理。

分子生物学期末复习试题及答案(可编辑修改word版)

一、名词解释 分子生物学：包括对蛋白质和核酸等生物大分子的结构与功能，以及从分子水平研究生命活动 RNA 组学：RNA 组学研究细胞中 snmRNAs 的种类、结构和 功能。同一生物体内不同种类的细胞、同一细胞在不同时间、不同状态下 snmRNAs 的表达具有时间和空间特异性。增色 效应: DNA 变性时其溶液 OD260增高的现象。 减色效应: DNA 复性时其溶液 OD260降低的现象。 T m:变性是在一个相当窄的温度范围内完成，在这一范围内，紫外光吸收值达到最大值的50%时的温度称为 DNA 的 解链温度，又称融解温度(melting temperature, Tm)。其 大小与 G+C 含量成正比。 解链曲线：如果在连续加热 DNA 的过程中以温度对 A260 （absorbance，A，A260代表溶液在260nm 处的吸光率） 值作图，所得的曲线称为解链曲线。 DNA 复性：在适当条件下，变性 DNA 的两条互补链可恢复天然的双螺旋构象，这一现象称为复性。 核酸分子杂交：在 DNA 变性后的复性过程中，如果将不同 种类的 DNA 单链分子或 RNA 分子放在同一溶液中，只要两 种单链分子之间存在着一定程度的碱基配对关系，在适宜 的条件（温度及离子强度）下，就可以在不同的分子间形 成杂化双链，这种现象称为核酸分子杂交。 基因：广义是指原核生物、真核生物以及病毒的 DNA 和RNA 分子中具有遗传效应的核苷酸序列，是遗传的基本单位。狭义指能产生一个特定蛋白质的 DNA 序列。 断裂基因：不连续的基因称为断裂基因，指基因的编码序列在 DNA 上不连续排列而被不编码的序列所隔开。 重叠基因：核苷酸序列彼此重叠的2个基因为重叠基因， 或称嵌套基因。 致死基因：删除后可导致机体死亡的基因。 基因冗余：由于一基因在个体中有若干份拷贝，当删除其中一个时，个体的表型不发生明显变化。 DNA 重组：DNA 分子内或分子间发生遗传信息的重新组合，又称为遗传重组或基因重排。 同源重组：发生在同源序列间的重组称为同源重组，又称基本重组。 接合作用：当细胞与细胞、或细菌通过菌毛相互接触时，质粒 DNA 从一个细胞（细菌）转移至另一细胞（细菌） 的DNA 转移称为接合作用(conjugation)。 转化作用：通过自动获取或人为地供给外源 DNA，使细胞或培养的受体细胞获得新的遗传表型，称为转化作用(transformation)。 转导作用：当病毒从被感染的（供体）细胞释放出来、再次感染另一（供体）细胞时，发生在供体细胞与受体细胞之间的 DNA 转移及基因重组即为转导作用 位点特异重组：位点特异重组(site-specific recombination) 是由整合酶催化，在两个 DNA 序列的特异位点间发生的整合。 12-23规则：重组发生在间隔为12bp 到23bp 的不同信号序列之间，称为12-23规则。 转座子：（transposon）在基因中可以移动的一段 DNA 序列。 转座：由插入序列和转座子介导的基因移位或重排称为转座(transposition)。 克隆：来自同一始祖的相同副本或拷贝的集合。 DNA 克隆：应用酶学的方法，在体外将各种来源的遗传物质（同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工的DNA）与载体DNA 接合成一具有自我复制能力的DNA 分子——复制子(replicon)，继而通过转化或转染宿主细胞，筛选出含有目的基因的转化子细胞，再进行扩增提取获得大量同一 DNA 分子，也称基因克隆或重组 DNA (recombinant DNA)。 基因工程：(genetic engineering)实现基因克隆所用的方法及相关的工作称基因工程，又称重组DNA 工艺学。限制性核酸内切酶：(restriction endonuclease, RE) 是识别DNA 的特异序列, 并在识别位点或其周围切割双链 DNA 的一类内切酶。 同功异源酶：来源不同的限制酶，但能识别和切割同一位点，这些酶称同功异源酶。 同尾酶：有些限制性内切酶虽然识别序列不完全相同，但切割 DNA 后，产生相同的粘性末端，称为同尾酶。 载体：为携带目的基因，实现其无性繁殖或表达有意义的蛋白质所采用的一些 DNA 分子。 复制：(replication)是指遗传物质的传代，以母链 DNA 为模板合成子链 DNA 的过程。 半保留复制：（semi-conservative replication）DNA 生物合成时，母链 DNA 解开为两股单链，各自作为模板(template)按碱基配对规律，合成与模板互补的子链。子代细胞的 DNA，一股单链从亲代完整地接受过来，另一股单链则完全从新合成。两个子细胞的 DNA 都和亲代 DNA 碱基序列一致。这种复制方式称为半保留复制。 复制子：（replicon）DNA 分子中能独立进行复制的单位称为复制子。习惯上把两个相邻起始点之间的距离定为一个复制子。 复制眼：（replication eye）DAN 正在复制的部分在电镜下观察起来犹如一只眼睛，称为复制眼。 复制叉：（replication fork）复制一开始，复制起始点要形成一个特殊的叉型结构，是复制有关的酶和蛋白质组

2019版国科大生物信息学期末考试复习题

中科院生物信息学期末考试复习题 陈润生老师部分： 1.什么是生物信息学，如何理解其含义？为什么在大规模测序研究中，生物信息学至关重要？ 答：生物信息学有三个方面的含义： 1)生物信息学是一个学科领域，包含着基因组信息的获取、处理、存储、分配、分析和 解释的所有方面，是基因组研究不可分割的部分。 2)生物信息学是把基因组DNA序列信息分析作为源头，破译隐藏在DNA序列中的遗传语 言，特别是非编码区的实质；同时在发现了新基因信息之后进行蛋白质空间结构模拟和预测；其本质是识别基因信号。 3)生物信息学的研究目标是揭示“基因组信息结构的复杂性及遗传语言的根本规律”。它 是当今自然科学和技术科学领域中“基因组、“信息结构”和“复杂性”这三个重大科学问题的有机结合。 2.如何利用数据库信息发现新基因，其算法本质是什么？ 答：利用数据库资源发现新基因，根据数据源不同，可分2种不同的查找方式： 1)从大规模基因组测序得到的数据出发，经过基因识别发现新基因： （利用统计，神经网络，分维，复杂度，密码学，HMM，多序列比对等方法识别特殊序列，预测新ORF。但因为基因组中编码区少，所以关键是“数据识别”问题。）利用大规模拼接好的基因组，使用不同数据方法，进行标识查找，并将找到的可能的新基因同数据库中已有的基因对比，从而确定是否为新基因。可分为：①基于信号，如剪切位点、序列中的启动子与终止子等。②基于组分，即基因家族、特殊序列间比较，Complexity analysis，Neural Network 2)利用EST数据库发现新基因和新SNPs： （归属于同一基因的EST片断一定有overlapping，通过alignment可组装成一完整的基因，但EST片断太小，不存在数据来源，主要是拼接问题） 数据来源于大量的序列小片段，EST较短，故关键在正确拼接。方法有基因组序列比对、拼接、组装法等。经常采用SiClone策略。其主要步骤有：构建数据库；将序列纯化格式标准化；从种子库中取序列和大库序列比对；延长种子序列，至不能再延长；放入contig库①构建若干数据库：总的纯化的EST数据库，种子数据库，载体数据库，杂质、引物数据库，蛋白数据库，cDNA数据库； ②用所用种子数据库和杂质、引物数据库及载体数据库比对，去除杂质； ③用种子和纯化的EST数据库比对 ④用经过一次比对得到的长的片段和蛋白数据库、cDNA数据库比较，判断是否为已有序列，再利用该大片段与纯化的EST数据库比对，重复以上步骤，直到序列不能再延伸； ⑤判断是否为全长cDNA序列。 （利用EST数据库：原理：当测序获得一条EST序列时，它来自哪一个基因的哪个区域是未知的（随机的），所以属于同一个基因的不同EST序列之间常有交叠的区域。根据这种“交叠”现象，就能找出属于同一个基因的所有EST序列，进而将它们拼接成和完整基因相对应的全长cDNA序列。而到目前为止，公共EST数据库(dbEST)中已经收集到约800万条的人的EST序列。估计这些序列已覆盖了人类全部基因的95%以上，平均起来每个基因有10倍以上的覆盖率。）