五、简述第二信使cAMP的发现及生成的实验证明(20分)。 答:1957年 Earl Sutherland及其同事们在研究狗肝组织中糖原是如何断裂时发现了cAMP,这是 代谢研究的一个重要里程碑。 Sutherland鉴定了从膜颗粒中释放出的物质是一种小分子的环状单磷酸腺苷即cAMP。由于 cAMP是激素作用膜受体后释放出来的,并且能激活磷酸化酶的活性所以cAMP被称为第二 信使。 Joseph Orly和 Micheal schramm通过细胞融合实验首先证明了受体与腺苷酸环化酶是不同 的两种蛋白。用于融合实验的两个细胞中一个是带有肾上腺激素受体但缺少腺苷酸环化酶的 红细胞,另一个是带有腺苷酸环化酶但缺少肾上腺激素受体的肿瘤细胞。细胞融合以后,加 入肾上腺激素能够产生cAMP,而在未融合的细胞中加入肾上腺激素则不会有cAMP的产生 虽然证明了激素受体和腺苷酸环化酶是两个独立的成员,但是,同受体结合的激素又是如何 激活腺苷酸环化酶?最早是通过一种称为ac突变的肿瘤细胞系发现GTP能够增强激素对 腺苷酸环化酶的激发作用。这种突变细胞具有正常的腺苷酸环化酶和肾上腺激素受体,但是 用肾上腺素处理不能促进cAMP的生成。如果在该细胞培养基中加入从正常细胞分离的G蛋 白,就能够恢复对cAMP合成的激发作用由于这种G蛋白能促进( stimulating) cAMP的合成, 故称之称为Gs 六、分析与思考(任选一题,20分) 答.磷酸化/去磷酸化为控制蛋白质分选活性提供了一个最简单而又通用的方式 在信号传导途径中,蛋白质的活性状态的转变必须易于控制,即激活和失活都很方便。将蛋 白质添加一个负电性的磷酸是改变蛋白质构型和活性的有效方式,并且易于修改和状态复 原。另外,之所以是一种通用的方法,是因为蛋白激酶只要添加磷酸就会激活,若需将之失 活可通过磷酸酶除去磷酸 在进化过程中,激酶与磷酸酶的结合,使它们对一些靶蛋白具有特异性。人基因组中大约2% 的基因编码蛋白激酶,这些编码激酶的基因通过复制和修饰逐渐形成了特异性。由于丝氨酸 苏氨酸、酪氨酸通常是位于蛋白质表面的氨基酸,这就为改变靶蛋白的构型提供了合适的磷 酸化位点;最后,磷酸化/去磷酸化为开关的快慢、开启时间的长短的调节具有可伸缩性 磷酸化/去磷酸化的这些特点在别构调节中都遗失殆尽。这种调节,对于蛋白质功能开关在原 理上有了很大变化,要通过小分子而不是磷酸化/去磷酸化,因而也就不是通用方法。这种调 节,对于每一种靶蛋白都要设计一种特异的分子进行活性调节。即使在进化过程中形成了 个蛋白一个调节分子,特异的解决方法也不会帮助靶蛋白的进化。此外,通过与小分子结合 进行的调节与分子的浓度有极大的关系。对于不同的单体靶蛋白来说,小分子的浓度变化相 差100倍。 2. 答:将会有如下不同:①由于Ras活性不能及时被关闭,细胞内的Ras活性很高;(2)3 五、简述第二信使 cAMP 的发现及生成的实验证明(20 分)。 答: 1957 年 Earl Sutherland 及其同事们在研究狗肝组织中糖原是如何断裂时发现了 cAMP，这是 代谢研究的一个重要里程碑。 Sutherland 鉴定了从膜颗粒中释放出的物质是一种小分子的环状单磷酸腺苷,即 cAMP。由于 cAMP 是激素作用膜受体后释放出来的,并且能激活磷酸化酶的活性,所以 cAMP 被称为第二 信使。 Joseph Orly 和 Micheal Schramm 通过细胞融合实验首先证明了受体与腺苷酸环化酶是不同 的两种蛋白。用于融合实验的两个细胞中一个是带有肾上腺激素受体但缺少腺苷酸环化酶的 红细胞，另一个是带有腺苷酸环化酶但缺少肾上腺激素受体的肿瘤细胞。细胞融合以后，加 入肾上腺激素能够产生 cAMP，而在未融合的细胞中加入肾上腺激素则不会有 cAMP 的产生 虽然证明了激素受体和腺苷酸环化酶是两个独立的成员，但是，同受体结合的激素又是如何 激活腺苷酸环化酶? 最早是通过一种称为 cyc — 突变的肿瘤细胞系发现 GTP 能够增强激素对 腺苷酸环化酶的激发作用。这种突变细胞具有正常的腺苷酸环化酶和肾上腺激素受体，但是 用肾上腺素处理不能促进 cAMP 的生成。如果在该细胞培养基中加入从正常细胞分离的 G 蛋 白,就能够恢复对 cAMP 合成的激发作用。由于这种 G 蛋白能促进(stimulating) cAMP 的合成， 故称之称为 Gs。 六、分析与思考(任选一题, 20 分) 1. 答. 磷酸化/去磷酸化为控制蛋白质分选活性提供了一个最简单而又通用的方式。 在信号传导途径中, 蛋白质的活性状态的转变必须易于控制, 即激活和失活都很方便。将蛋 白质添加一个负电性的磷酸是改变蛋白质构型和活性的有效方式, 并且易于修改和状态复 原。另外, 之所以是一种通用的方法, 是因为蛋白激酶只要添加磷酸就会激活, 若需将之失 活可通过磷酸酶除去磷酸。 在进化过程中, 激酶与磷酸酶的结合, 使它们对一些靶蛋白具有特异性。人基因组中大约 2% 的基因编码蛋白激酶,这些编码激酶的基因通过复制和修饰逐渐形成了特异性。由于丝氨酸、 苏氨酸、酪氨酸通常是位于蛋白质表面的氨基酸, 这就为改变靶蛋白的构型提供了合适的磷 酸化位点; 最后, 磷酸化/去磷酸化为开关的快慢、开启时间的长短的调节具有可伸缩性。 磷酸化/去磷酸化的这些特点在别构调节中都遗失殆尽。这种调节, 对于蛋白质功能开关在原 理上有了很大变化, 要通过小分子而不是磷酸化/去磷酸化, 因而也就不是通用方法。这种调 节, 对于每一种靶蛋白都要设计一种特异的分子进行活性调节。即使在进化过程中形成了一 个蛋白一个调节分子, 特异的解决方法也不会帮助靶蛋白的进化。此外, 通过与小分子结合 进行的调节与分子的浓度有极大的关系。对于不同的单体靶蛋白来说, 小分子的浓度变化相 差 100 倍。 2. 答: 将会有如下不同:①由于 Ras 活性不能及时被关闭, 细胞内的 Ras 活性很高; (2)