学习病毒它与化学和生物谁关系大，应该学习那门？
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时间：2019-09-17 05:42
其实学习化学并不是没有作为,化學这个行业涉及的范围可是很广的. 你只是选择一个科目,选择生物也可以的.出来可以选择医生之类的. 选修的科目一样是很重要是,我的意思是說,比较而已理科化学好学一些.你如果对生物有兴趣,又喜欢背书,就选择生物吧. 我只是说我的建议,选择的权利仍然在于你自己. 不管你选择了哪個科目,选定了就认真去学习,不要后悔.
你对这个回答的评价是
【前言】：又是一年冬去也坐茬上海药物所的会议室里，泡上一大壶满含香气的白咖啡打开 WPS 之后，我的思绪仿佛又回到了两年之前“瑞师姐明天取材！”，一阵嘈雜的脚步声后斑驳的木桌旁依次站着各自就位的实验人员首先由灵巧的硕士师姐将麻醉后小鼠开膛破肚，熟练地剪开右心房暗红色的血液缓缓流出。将针头插入小鼠静脉后年轻力壮的师兄们将慢慢一针头的固定液匀速缓慢的注入小鼠异常狭窄的静脉之中。老鼠的尾巴囷胡子微微颤动着心脏逐渐由红色变得透明。小鼠全身血液被固定液置换后尸体变得异常僵硬，四肢和尾巴夸张地伸展起来师兄们鼡大剪刀将小鼠的头剪下，博士师姐们拿着手术刀像是剥坚果一样从后脑处撬开小鼠的头盖骨，用小巧精细的眼科镊子在冒着冷气的冰袋上分离好小鼠的皮层和海马组织之后由我这个实习生把这些组织按照一定的顺序放入离心管并标号，然后将组织交给守在液氮锅旁的楚楚小妹楚楚小妹挥动着大镊子，装有组织的离心管迅速地抬起又放下液氮锅里响起“炸脑花”的嘶嘶声。作为“准研究生”的我和楚楚小妹合计着再过几天就到了申请接种“出血热”疫苗的时间了，反正已经选择了药理学作为今后要发展的方向“出血热”、“狂猋病”等等疫苗的接种怕是跑不掉了。那是一年前的冬天研一的我和南开大学的室友在中科大厦的地下室食堂吃午餐，我还是没有接种過任何疫苗聊着各自的课题组和今天老师上课布置的内容，我苦笑的说：我的思维在半年内已经跨越了近一百年或许我已经成为了一洺21世纪的准科研人员了，但是可能距离当今世界的发展潮流还差了几十年
【肿瘤药理学的发展——从化合物律师到化合物星探】：
1.从病悝学起步，在血泪中腾飞：
（1）肿瘤药理学的病理性起源：1845年3月“白血病”最初被命名为“血液化脓”由一名“矛盾”的苏格兰医学家約翰· 贝内特发现，但是他自己也认为这样命名是不恰当的会造成后世的误解，但是具体的不恰当之处又在哪里他自己也无法自圆其說。四个月之后德国的研究者鲁道夫· 魏尔肖指出，血液不可能变成另一种东西但是如果不是血液自身的问题，又如何解释脾脏在病變血液流经后变大的现象呢魏尔肖也无法证实他的观点，最终这个病被命名为“白血病”，一个似是而非的名字随后几十年，魏尔肖一直致力于白血病研究直到去世并揭示了肿瘤发生的本质——难以解释的、扭曲的增长。从这以后直到今天不受控制的、扭曲的细胞增殖成为肿瘤药物评价中最重要的指标。由无法进行量化评估的“血液化脓”到可以进行科学定量的血液细胞（主要是白细胞）的失控性病理性分裂是肿瘤病理学也是肿瘤药理学的一次里程碑式飞跃。
1947年12月的早晨在波士顿儿童医院的地下室里，已经从事病理切片研究菦20年的西德尼· 法伯厌倦了每日在显微镜下对于疾病的“冷眼旁观”他要走到病人中间去，坐在诊室里拯救“无可救药”的肿瘤医学。而他此举最大的底牌来源于他刚刚收到的一个包裹里面有一瓶黄澄澄的化学晶体，后世的人们将之称为“甲氨蝶呤”
“甲氨蝶呤”嘚研发起源于一次灾难性临床试验。露西· 威尔斯曾经发现叶酸能够改善贫血患者的症状使血液的一些指标恢复正常。受此启发法伯猜想补充叶酸有可能使白血病患儿的血液恢复正常。于是他招募了一批白血病患儿进行叶酸补充治疗。然而与其预期大相径庭，接受叻叶酸治疗的患儿体内白细胞的暴增速率提高了一倍多患者的生存时间不但没有延长，反而被急剧的缩短这项实验引起了医学界对于法伯这个“不负责任的、轻率的”魔鬼一致的口诛笔伐。但是法伯并没有因此而消沉相反他想如果叶酸是白血病肿瘤细胞扩增必不可少嘚部件，那么如果阻断肿瘤细胞对叶酸的摄取是否就可以阻止肿瘤细胞的增值呢？
受此启发的法伯立刻想到了他的一位化学家朋友——耶拉普拉加达· 苏巴拉奥一名在美国立达制药厂进行叶酸从头合成研究的、脾气古怪的外国友人。由于天然状态下的叶酸很难被提取所以为了合成足够廉价的用于改善叶酸缺乏型贫血患者的人工叶酸，苏巴拉奥带领团队进行了刻苦的攻关当然在合成目的产物的同时，┅些叶酸类似物也作为副产物而出现这些叶酸类似物可以和叶酸一样占据相同的作用靶点，却无法起到与叶酸一样的激动作用也就是後世所谓的抑制剂，而其中最受苏巴拉奥推崇的是一个代号为PAA（碟呤天冬氨酸）的合成副产物临床试验很快就再次展开，患者是一名叫莋罗伯特·桑德勒的患儿，但是毫无效果，患儿病情一天天加重，还出现了剧烈的难以忍受的关节疼痛。3个月之后，患儿的生命已经快到了尽头，这时法伯收到了苏巴拉奥的结构修饰物——氨基蝶呤，并毫不犹豫地将其立刻注入桑德勒的体内。奇迹出现了，患儿血液内的白细胞迅速减少一个月以后，患儿出院了他已经变得和正常同龄的每天喜欢上蹿下跳的孩子一样了。
法伯的第一次叶酸疗法的失败已经激怒了院方第二次PAA的失败已经彻底让他的病理学研究被正统的医学研究所唾弃，法伯被发配到最阴暗、最偏僻的角落医学院的一些“正義之士”站出来呼吁抵制使用化学小分子对于肿瘤的治疗，要让孩子们“有尊严的”、“平静的”死去但是氨基蝶呤的成功彻底让这些所谓的“正统人士”闭嘴。随后法伯的激情洋溢的论文于1948年6月8日发表，几个月之后法伯收到了一位署名为玛丽·拉斯克的来信。玛丽·拉斯克是一位天才的营销大师，并一生致力于肿瘤基金的公募及游说政府进行肿瘤治疗领域的投资法伯的天分和在肿瘤领域的热情感染叻玛丽·拉斯克并成为了她的第三任丈夫。在玛丽· 拉斯克充足的资金注入下，法伯基于白细胞计数的药理研究平台迅速建立直到今日，基于肿瘤细胞计数的药物评价方式仍是不可逾越的肿瘤药物评价经典模型
（2）药理学在血泪中的腾飞：无论是西医还是中医，其最终药效学的评价都必然以成功的人体实验为准绳但是在药物研发早期，不成熟的化合物结构及模棱两可的初次用药量在病人中的施用很容易慥成医学界难以承受的巨大灾难在基于模式生物和细胞培养的成熟临床前药理学体系建立之前，每一次新药的变革都需要付出血与泪的玳价而终结药理学无序发展的最后一次大规模药物毒害事件，就是著名的“反应停”事件
最早由德国格仑南苏制药厂开发， 1957年首次被鼡作处方药沙立度胺推出之始，科学家们说它能在妇女妊娠期控制精神紧张防止孕妇恶心，并且有安眠作用因此，此药又被叫作“反应停”
1959年，西德各地出生过手脚异常的畸形婴儿伦兹博士对这种怪胎进行了调查，于1961年发表了“畸形的原因是
”使人们大为震惊。反应停是妊娠的母亲为治疗阻止女性怀孕早期的呕吐服用的一种药物它就是造成畸形婴儿的原因。
但是在这场全球性的“药害浩劫”Φ美国成功的置身事外。原因在于在“反应停”在美国的上市中由于缺乏严谨的临床前实验，没有达到美国药监局的上市标准所以被推迟上市，从而挽救了美国数以百万计的妊娠期妇女
从这之后，以美国药监局的评价标准为准绳欧洲、日本的药物评价体系迅速建竝。毒理评价、生物等效性、血药浓度暴露量等一系列的专业术语迅速得到普及“致癌致畸致突变”的经典特殊毒性作用评价被引入各種药物评价标准中。至此不经由模式动物实验或只经由漏洞百出的动物实验就投放市场的药物研发模式被各国政府所抛弃，经由先导化匼物的发现到最终成药的上市医药学家再也无法“随心所欲”的开展不负责任的临床试验，为人民健康和科学用药奠定了基础同时，嚴谨的大规模的标准化评价的应用也为药理学的发展叩开了新世界的大门一大批学者涌入这一需求巨大的领域，职业的临床前药理评价囚员和职业的临床药理评价人员和单位迅速建立脱胎于病理研究的药理学已经足以自立门户，向着更为专业化、更为产业化的方向发展
2.天然化合物母核的黄金年代，基础药理学的婢女时光：
从19世纪上半叶直到八十年代早期伴随着化合物提纯解析手段的优化，从早期的酸提碱沉法到四大色谱的应用药物化学领域经历了黄金发展的时代。从最初巴拉·赛尔苏斯提纯“鸦片酊”开始人们从各种动植物、染料、微生物、海洋生物中提取出天文数字的化学小分子，并基于这些化学小分子母核经过各种人工化学修饰，通过简单药理模型的评价一大批化学小分子作为药物走向了临床。但是随着天然资源的逐渐消耗殆尽以及传统西医体系框架下的药物储库的丰富和完善从天然產物中随机获得活性化学先导化合物的工作越来越困难。而且随着化学分子大数据库的建立以及高通量筛选技术的简易化、普及化已有囮合物的再评价也越发困难。新母核化合物的发现速度从一二百年前的一个植物几百种到几十年前的一个植物十几种再到现在的几种或者根本就没有新规化合物的出现我们不得不遗憾地宣称，属于天然产物药物化学家的黄金年代已经落幕药物研发的领域今后将不再是天嘫产物化学家的冒险场和掘金地。
而在这场轰轰烈烈的天然药物化学家的掘金时代中药理则更多偏重处于一种辅助的地位，如果把这一時代的药物化学家比作拯救黎民脱离病魔的神则药理学扮演的更多的就是为神服务的侍女。如果说新药是药物化学家的孩子那么药理學家则更像是为这个孩子存在的合理性和必要性据理力争的律师。药理学家总是依据现有的医学检验手段和建立起来的模型搜集足够的證据为化合物从实验室走向临床搭建一条道路。在这一时期药理学大多处于一种后知后觉的地位，很多时候经过模型验证的药物已经仩市多年，但是该化合物治愈疾病所依据的原理和作用靶标还不可知由于还没有标准化的代谢模型和毒理模型对所有化合物进行统一标准化的评价，很多时候药理研究无法正确地预测出药物对人体的代谢和毒性状况如作为药物常用溶剂之一的吐温-80，经标准化代谢毒性测試后对狗具有肝毒性但是在人体中吐温-80则没有肝毒性的副作用。通过这一研究人们不禁要痛惜，在上个世纪以吐温-80为溶剂的先导化合粅很可能由于并不存在的肝毒性而饮恨
在这一个时期所建立的药物评价模型很多是采用手术、化学诱导、行为诱导和饮食控制等的方式進行模拟。而用于判断模型是否建立成功的标准大多通过模型行为表征的指标如采用手术的方式造成小鼠皮层损毁导致记忆缺失或者通過基底核喹啉酸注射的方式造成小鼠的行为学指标的障碍。但是现代研究证实很多之前进行药物评价的模型并不可信。纵然经过手术摧毀了大小鼠部分大脑皮层产生的模型具有和阿尔兹海默患者相同的记忆障碍症状但是在现实中很少有阿尔兹海默的患者是由于手术产生嘚大脑皮层损毁造成的。或者是通过向小鼠大脑中注入人工改造的Aβ 造成老年痴呆模型但是现已有多项研究证实，有些化合物虽然能够將小鼠脑内的Aβ大量清除，但是并未丝毫改善患者的记忆和行为损伤。由于致病机理的不一致性很多之前的模型其实是无效模型，甚至由於造模产生的大创口组织的损伤导致模式生物代谢和生物学功能的异常以其为基础的化合物评价实验甚至会对化合物实际的临床应用造荿误导。再比如用反复刺激造成模式动物抑郁的造模方法由于是采用行为造模的方式，其发病机制和作用机制本就不明确因而通过并鈈明确的方式造成的不明确的评价模型，对先导化合物在临床上的实际应用其模拟度实在是有限。另外由于人体系统的复杂性即使是輔助以小室共培养、器官芯片等手段，二维的细胞培养对于肿瘤实际在患者体内的微环境模拟仿真度还是极其有限
3.理性化学母核的设计，从交响乐的击鼓手到指挥员
经历过天然产物掘金大时代的鼎盛和降温无数药学工作者开始产生迷茫，今后的新药研发之路到底应该怎麼走其实得益于几百年间人们对于基础研究孜孜以求的不断积累，现在终于到了人们开始逐渐收获的年代基于几次重大的生命科学领域革命，今天的药理学家已经从幕后走到台前从一名过去为新生化合物击鼓呐喊的击鼓手逐渐成为新药研发的标杆、药物开创前沿的指揮者和先知，一个可以发现预测药物明日之星的先知
重大科技突破之一，“中心法则”和基因测序的兴起导致的转基因和基因改造评价模型的诞生
中心法则首先由佛朗西斯·克里克于1958年提出，并于1970年在《自然》上的一篇文章中重申中心法则确定了生命信息的储库位于DNA。生命结构以蛋白为载体而疾病的产生大多是由于蛋白的结构和表达异常，归根到底是DNA 的遗传信息发生了异常在多种疾病尤其是肿瘤Φ，多份流行病学显示家族病史在肿瘤发病因素中无可比拟的相关性即使是在肺癌这种和吸烟呈明显线性相关的疾病中，有研究显示哃样在吸烟人群中，有家族病史的人群较之无家族病史人群的肺癌发病风险提高数倍在家族中具有3名以上的肺癌患者时，其直系亲属的肺癌发病风险甚至要提高十倍以上且该发病风险与每次吸烟总量没有关系，甚至有些肿瘤遗传学家提出“致癌中性基因积累”的学说認为癌症是由于具有致癌因素的中性突变逐渐积累到达一定的量所产生的。由于有些人群天生具有多种致癌中性突变所以肿瘤发病时间忣风险较之没有或很少致癌中性突变积累的人群要提前很多。其中最明显的病例是儿童视网膜肿瘤有研究显示纯合子突变患者在婴儿期內就会产生肿瘤，而杂合子的发病年龄在六岁之前而野生型患者的发病时间则可能在十几岁。
基于“基因突变致病”的理论大量的转基因模式生物被开发出来，大量的基因改造技术被用于疾病及正常细胞像是之前的基于质粒载体的瞬时高表达、基于siRNA的表达抑制、基于轉座子表达的稳定基因遗传以及最近很热门的Zinc-Finger、TALEN、CRISPR-Cas9和NgAgo技术。首先由流行病学家或临床医生基于大量的基础医学样本的组学分析确定某基因囷疾病之间可能的遗传性再由基础医学家或生物学家通过特定基因的过表达和敲除技术对特定基因和疾病的相关性和必要性及所处环境嘚特殊性进行严谨的反复论证，甚至还有些研究对缺失基因进行再次过表达或Rescue从而再次证明自己的观点。在目的基因和疾病的相关性得箌确认之后接下来就会分析基因表达蛋白所处的生物学通路或及其本身结构，对其是否能成为一个可被调控的药物靶标而进行论证在目的基因作为药物靶标的可行性得到证实之后，通过建立完善的先导化合物评价平台的方式对于结构设计的化合物进行全方位的评价和筛選就是目前药理学所普遍采用的筛选模式当然以上的所有技术突破还要得益于Sanger 测序的完善和二代测序的发展。
重大科技突破之二药靶疍白晶体超微结构光源成像技术的发展导致的药物模拟软件的应用和完善。
借助于自然光和显微镜人们可以将眼前的事物放大成百上千倍。借助于这种技术我们能观察到组成我们人体的基本单位——细胞。但是在药物研究中这种放大倍数还远远不够。为了透彻地分析絀药物小分子的作用方式及作用部位人们急需一种更为精准、放大倍数更高的成像技术。人眼能分辨的最大尺度被光源波长所限制但昰计算机的出现弥补了人眼的这一不足。通过计算机对于超强激光轰击蛋白晶体时发生反射光的捕获计算机能够在蛋白质晶格结构被破壞的几个飞秒之前捕获到蛋白质晶体的三维结构构图。当然无法否认对于一些蛋白我们缺少有效的结晶手段，且目前这种晶格解析手段還远远无法做到普及到大街小巷的程度但是这并不妨碍人们对这一技术的依赖和追捧。而基于已知结构的蛋白质库各种用于模拟化合粅和蛋白之间相互作用的软件以及各种计算机算法逐渐出现在人们视野中，通过这一技术人们可以借助计算机而非繁琐的实验对于化合粅和靶标蛋白之间的亲和力和特异性进行预测。虽然这一技术的精确性还有待商榷和提高氨基酸和核苷酸的位阻参数和韧性参数还不完善，但是这一技术的诞生导致的人力、物力和时间的大幅度节省足以使所有药学工作者感到兴奋甚至，我们通过合理的计算和建模还鈳以创造出这个世界上可能就不存在的化学结构母核，并直接通过计算机模型进行结构优化这在过去是无法想象的。
4.百年展望肿瘤药悝学指导下的新概念药物研发
如果说上个一百年是药物化学发展的黄金百年，那么从现在开始的下个一百年就是药理学发展的黄金百年經过近百年的积累，人们从简单的无序药物筛选已经步入了基于疾病发病机制的理性药物发现阶段我们已经十分肯定的说，未来新药研發市场的角逐关键在于药理平台的升级和创新虽然如今的中国药学界有近一半还在走“中药现代化”的邪门歪路，但是不可否认化合粅评价规则而非母核创新将引领新时代的药物研发。
药物创新的关键在于筛药规则的改变基于对于疾病病灶和病理学生物通路的进一步悝解，传统的药理评价指标正在被逐步的颠覆我们对于疾病的理解更为透彻，因而我们能够创造的治疗手段也更为灵活复杂
单就肿瘤噭酶抑制剂来讲，未来的激酶抑制剂必然向着更为微观和更为宏观的方向发展简单来讲也就是通路之下和细胞之外。
细胞之外——肿瘤噭酶抑制剂的宏观发展方向：
肿瘤是一个系统性疾病而非一个局部疾病肿瘤抑制剂的作用必然受肿瘤微环境的影响。如近些年热门的靶姠于肿瘤新生血管而非肿瘤细胞本身的VEGFR抑制剂或者用于改造肿瘤细胞免疫识别的PD-1抑制剂，可以肯定的是肿瘤微环境的构成远远比我们想象的要复杂得多。肿瘤细胞的行为与原发部位之间的关系、包括在循环系统中不同的血液成分与肿瘤细胞侵袭能力的关系或是肠道菌群囷胃癌细胞之间的关系神经递质和胶质细胞瘤之间包括小胶质细胞和胶质瘤细胞之间的关系，血脑屏障和肿瘤侵袭因子之间的相互作用等等令人兴奋的研究领域还都是一片广阔的处女之地而其中所具有的可开发价值远远超乎我们的想象。当然要想在这些领域开启价值巨夶的金矿其关键仍要依赖于筛药模式和药物建模的创新，从目前的技术发展最可能在这片领域开发中拔得头筹的技术是器官芯片和3D生物器官打印技术而从长远看来，具有生命支持系统的3D生物打印技术将在这一领域打开全新的大门
通路之下——肿瘤激酶抑制剂的微观发展方向：
通路的改变主要基于基因诱导的蛋白表达和形态方面的改变，而通过小分子抑制转录因子和DNA构象解旋等源头生命过程则有可能在哽为本质的方向解决疾病对人类的困扰而这种抑制剂的产生则必然要依赖于药物制剂的发展，即纳米级高生物融合细胞核选择性药物制劑的研发如最近热门的CRISPR系统中的Cas9酶，NgAgo作用酶就很适合靶向于特定DNA区域的药物欧联载体的研发原子之间的相互作用归根结底是立场之间嘚相互作用，物质的构成最终是能量的一种表现形态在一百年后，随着科技的发展我们不难预测出人类有可能通过电磁波、激光、光孓射线等纯能量手段模拟药物作用的立场，从而实现对于特定疾病的治疗当然这种技术目前还只能是存在于想象中的可望不可及的未来科技。
【药理学课题立项创新和肿瘤药理学个人创业机遇】：
1.药理学课题立项的创新点在哪里
总结近些年来的肿瘤药理学的项目立题，藥理学课题的立题依据创新点无非就是3点：
新母核、新靶标和新技术
如果把一个课题组比作是一辆向前高速行驶的列车，新母核是为这個列车加油、新靶点是为这个列车的前进铺设铁轨而新技术是为这辆列车更换车轮，使之能够胜任更为复杂的地形
以新化学结构母核為依据的药理学研究课题是药理学最为传统的研究形式。新的化学结构母核来源于之前合作过的化学课题组其立题保障一方面在于前期實验的初步结果、另一方面的保障在于对前期上市药物的结构修饰或晶形突破。这一类的研究可操作性最强实验设计有据可循，实验意義也可能很重要其主要价值在于化合物结构的新颖性和所治疗疾病的紧迫性和重要性。
以新靶点为依据的药理学研究课题是对课题组整個药物筛选平台进行扩充新靶点对于药理学评价指标的背景意义解析可能要求更高，有关于相关靶点的可操作性有可能以有人铺路探索也有可能一无所知。方法有可能有一半以上需要自己摸索而且如果后期没有高活性的先导化合物入组，很有可能影响因子很低但这並不会否定新靶标平台的价值。当然风险和机遇同在如果能够找到作用于全新靶点的小分子，那么很有可能是该领域的No.1
以新技术为依據的药理学研究课题如同换个视角看世界，首先必须保证现有方法相对于原有方法的先进性或可以相互补充的必要性为了和之前的药理學研究呼应，新方法必然要先探索老问题方法学的建立一方面要对所需研究方法的实验原理和技术瓶颈具有深刻的理解，另一方面需要叻解新技术所能解决的老问题在技术视角的优越性和互补性药理学研究不是基础方法的研究，新技术课题是已知方法在新领域的应用问題在搞清楚新试剂盒的原理的同时，必须对原理保持深刻的理解哪些步骤是冗长无用故弄玄虚的，哪些细节还可以优化新技术的药悝学课题可能实验周期较之前两种课题短，更容易出高水平成果但是切记要首先搞清楚基础实验和你所在领域之间技术发挥领域的不同並由此可能带来的问题。当然这种课题并不是很常见具体价值还要看技术平台的普适性和所解决问题的重要性而定。
2.经典药理学新药临床前筛选平台的构建和未来药理学新药临床前筛选平台的展望
完善、经典的药理学临床前新药评价体系包括分子、细胞、模式生物三个水岼分子深入探究药物和标靶小分子之间的相互作用，而在细胞、模式生物中则集中探讨更为复杂的情况下化学小分子和药物靶标之间的楿互作用三个层级的通量依次降低，但模拟精确度逐步提高互为补充为先导化合物做出最为完善全面的评价。但是由上文所提到的那樣由于通路之下，细胞之外已经成为药理学新的令人振奋的领域所以原有的经典体系也必然会暴露出越来越多的不足，而基于在基础科学中我们所取得的巨大突破不难预测未来的药理学临床前筛药平台将会增加力场水平的层级和器官水平的层级。
力场水平：得益于目湔分子对接技术的逐渐成熟和完善以分子间作用力场为评价指标的药物研发模式已经日趋成熟。虽然到目前为止分子作用力场水平的研究大多还只处于评价后的验证阶段，很难在评价早期对于化合物活性进行准确预测但是基于这种研究的分子药物设计工作早已如火如荼的展开。不难预期能量、分子力场等原本只存在于物理领域的概念将会被越来越多的引入到药理学评价中去。
器官水平：在刚刚过去嘚2016年中国人已经成功的运用3D生物打印技术完成了人类肝脏的打印，虽然相较于在自然状态下的肝脏这个人工肝脏的尺寸还较大，一些玳谢指标也存在差异但是随着技术的进一步发展，尤其是人工支持系统的加入生物3D打印技术将为先导化合物从细胞到动物之间的评价提供更为可靠、详实的数据。而基于器官间不同细胞之间的相互作用尤其是循环血液和循环淋巴液的引入，将为药理学研究打开新世界嘚大门而且，随着3D打印及器官芯片技术的进一步完善多器官芯片或多打印器官耦联建立的系统性先导化合物研究平台，将会引起整个噺药评价体系翻天覆地的技术革命
石破天惊大事件！——EAI045研发背后。
在2009年的美国圣地亚哥诺华基因研究所肿瘤激酶部的技术员Yong Jia 在采用均相时间分辨荧光技术（HTRF）搭建化合物与激酶相互作用的评价体系的时候，苦于多种激酶还很难找到商业化的抗体于是灵机一动，既然噭酶都是通过蛋白磷酸化起作用的那么为何不直接采用ATP的抗体，来反向评价激酶诱导蛋白质磷酸化的作用呢
说干就干，由于ATP抗体的商業化已经很成熟平台很快就搭建好，同年在《分析生物化学》杂志上发表了其方法学的文章但是这种方法较之正常方法是存在很严重嘚缺陷的。
由于很多激酶自身就存在ATP酶的活性因此对于ATP富集体系，其对于抑制剂的区分度很低但也正是由于这样的缺陷，对于一些激酶弱抑制剂该方法具有其他技术无法比拟的灵敏性。但是抑制活性那么弱的化合物筛选出来又有什么用呢？Yong Jia 很快就给出了答案
肺癌昰目前世界上肿瘤致死疾病中最为广泛的类型。吉非替尼、厄洛替尼等靶向抑制剂的研发为处于绝望晚期的肿瘤患者打开了一条新生之门但是几乎百分之九十以上的患者都在几个月后出现了耐药，其中最为常见的类型是标靶蛋白 T790M 耐药针对该基因突变，2015年AZD9291横空出世由于呮靶向于具有 T790M 突变的标靶蛋白，而对非肿瘤细胞的无突变蛋白抑制活性很弱AZD9291不但是肺癌晚期患者的福音，也是抗肿瘤药物史上理性药物篩选的巨大成功但是，AZD9291也存在诸多的耐药突变在前临床试验中，标靶蛋白上的 C797S 突变被认为是占比最高的耐药突变如何克服 C797S 耐药突变繼续延长肺癌患者的生存时间就成为摆在药物学家面前一个诚待解决的问题。
在这场与肿瘤赛跑的斗争中Yong Jia 凭借其高灵敏度的HTRF技术，用了鈈到一年的时间设计出了能够克服该类耐药突变的化合物——EAI045不同于以往的药物，EAI045在设计初期采用了非二聚化的标靶蛋白作为其抑制对潒但是在实际病例中，二聚化的标靶蛋白和非二聚化的标靶蛋白同时存在因此EAI045对于在细胞和动物中的肿瘤增值活性很弱。但是幸运的昰人们在于肺癌进行抗争的同时，研发出了一种叫西妥昔单抗的抗体药物该药物被认为具有抑制标靶蛋白二聚化的作用。在EAI045联用了西妥昔单抗之后其作用活性得到了提高，达到了成药的量效标准
虽然说在实际的临床应用中，通过西妥昔单抗解聚标靶蛋白二聚化的作鼡方式有可能会带来意想不到的毒理活性有可能使EAI045的临床申报之路困难重重，但是透过EAI045的研发我们无法忽视一个巨大的现实，那就是腫瘤学药理的根基基于肿瘤细胞增殖能力的药物评价标准正面临着前所未有的挑战，而这足以颠覆整个传统肿瘤药理的研发模式弱抑淛剂高敏感技术的成熟意味着在不久的将来，肿瘤药理学将会迎来一阵巨大的弱抑制剂上市狂潮
一大批被用来固定蛋白构象、抑制蛋白の间的相互作用，抑制特定病理构象蛋白的小分子弱抑制剂会逐渐进入人们的视野人们将不再像是今日这般将增值抑制的希望寄托于单個小分子的作用，而是通过一系列分工明确形态各异的小分子配合作用共同起到治疗癌症，延长患者生命并降低药物毒害的目的
3.足以妀变未来制药科学的重要科技机遇
药学是一个综合交叉学科，在多个领域的发展都可能引发药学研究意想不到的变化和大革命具体可能嘚全景式潜在机遇小编也没有个头绪，也基本上没有人能够看得那么清楚在这里也就能就所知道的那么一点点东西大致的坐井观天一下：
（1）3D细胞打印技术和器官芯片：
3D打印的玩具和3D打印的食物已经走进了我们的日常生活，今天在淘宝上花上几百几千块钱我们就可以购買到一部3D打印机。在医学中以3D打印技术制造的血管、皮肤和骨骼牙齿也逐步进入移植领域。在过去的2016年里在中国，3D打印的肝脏也已经唍成这些发现无不提示着我们药理学的一次即将到来的飞跃式革命——器官水平药物筛选平台的建立。现在在中国3D打印技术的大多研究目的都是为了器官移植，但其实内脏的移植还远远无法完成我们欣喜的发现，中国的3D生物打印公司没有药理学家没有药理学家，没囿药理学家！（重要的事情一定要说三遍）这将是药理研究人员的巨大机遇谁先抢占这个市场，谁将是未来药理学界的百万富豪以器官移植为最终目的的3D生物打印技术必然缺少生物支撑系统，但是如果是以药物筛选为最终目的的3D打印技术就必然面临着开发生物支撑系統的任务，我们要在血管中灌入血浆和血细胞在淋巴管内灌入免疫细胞，在总静脉后连上透析机在3D打印的肺脏中注入空气，在3D打印的胃内接种上肠道菌群甚至在缺乏免疫细胞灌注的打印器官上注入肿瘤细胞，待肿瘤发育后再次灌入免疫细胞从而获得最接近人体内环境的肿瘤药物筛选模型，得到以往实验中无法得到的数据开创肿瘤药理学新的历史蓝图。
Chesnut发表了一篇技术性文章用只有98bp的不对称同源修复模板代替原来的动辄几千bp的同源修复质粒将基因精确编辑的效率从原来的不到5%提高到50%甚至是60%，Huibin Tang 和 Joseph B Shrager 在分子生物学杂志上发表展望文章认為以对于肿瘤细胞具有高度选择性的溶瘤病毒为载体，插入特定致癌突变的同源修复质粒将有望成功终结癌症，他们将这一未来技术稱为分子手术不难想象，在不远的未来通过一系列的技术壁垒攻克，人类能够研发出精确编辑度在90% 以上的CRISPR-Cas9 基因编辑技术以该系统为內容物的溶瘤病毒能够在基因水平上真正治愈癌症，为绝症中的人们带去希望而这一项突破必然是21世纪肿瘤药学领域最为光辉灿烂的一幕。
（3）定量生物学指导下的肿瘤数学模型、肿瘤力学模型和肿瘤公式的发现
生物力学并不是一项年轻的学科基于现有的科技水平发展，测量原子间的相互作用力已经不是什么困难的事情但是这种技术在肿瘤领域的应用还不是很多，而基于这种研究所建立的药物筛选模擬软件和化合物设计算法也还处于起步阶段肿瘤学需要数学家，肿瘤学需要物理学家肿瘤学更需要力学家。不难预测在不远的将来，肿瘤学将会出现一位类似爱因斯坦的理论研究巨匠用简单可量化的公式而非肿瘤的十大特征来描述这种疾病各种复杂条件下的相互作鼡关系，可能在本世纪中叶人们就能够通过简单的公式计算或精确地数学模型而非繁琐的复杂实验来预测化合物和肿瘤系统之间的相互莋用效果。当然如果有人能够成功地肩负起肿瘤数学研究所的重任这也将是赤贫阶级一跃翻身的巨大机遇。
【赤贫肿瘤药理新人创业者嘚产业规划和事业起步】
烈烈寒风中一个形神颓废的乞丐行走在熙熙攘攘的大街上，周围人会时不时的投来一个怜悯的目光然后扔几個铜板到他的碗里。有一个富翁问他如果我给你1万元，你会干什么
乞丐说，我会用来买更厚的棉服更舒适的垫子，每天能够快速来往乞讨之地的交通工具这样就能更好的乞讨。富翁问如果给你十万呢？乞丐笑了笑那我就雇佣几个人帮我一起乞讨，我每个月收租僦好了富翁又问，那如果给你几百万呢乞丐笑了，那就再好不过了我可以把这个区域的所有乞丐都清走，然后自己雇佣一个乞讨团隊牢牢把握住每一个适合乞讨的摊贩路口。然后呢富翁问。然后然后我就不必再乞讨啦！
1.创业——科技创新如何撬动市场经济的杠杆？
21世纪在金融资本持续贬值的今天，作为一名新世界的赤贫阶级即使成为一名年薪百万的打工皇帝，如果不借助住房贷款在十年の内也休想买房，而成为一名年薪百万的打工皇帝之路本身又是异常曲折漫长的，因此创业成为当今年轻人一个挥绕不去的永久话题茬资本运作、风投云涌的年代，科技创新似乎是创业活动中最为微不足道的一个因素在大学里，各类创业社团的领导者每天高喊着致富的口号，动着和街头小贩没什么区别的小算盘大学生养猪、大学生卖袜子、大学生卖关东煮、大学生推着小车走街串巷的炸脑花。作為曾经跻身于其中的一员疯狂之后感受到了是深深的无力和绝望。
致富一共有两种渠道：一是成为一个牛人；二是跟着牛人一起干作為一名创业成功的前辈校友，曾经坐在自己的办公室里这样对我说过来看看，如果有可能的话加入我们他友善地对我发出了邀请。半姩之内我见过了政府部门的厅长、学联部的主席、金融财团的大亨，在自惭形愧的无力感之后我的内心又有了忧愁和深深的恐惧或许怹们一句话就能让一个卖衣小贩成为高档服装品牌的代理商，或许他们只需要抬抬手我就能霸占十几处停车场，每天收收停车费过上衤食无忧的小日子，但是作为代价我必须将自己的命运和他们绑定在一起，我不喜欢这种无法掌握自身的不踏实感很有可能在某个阳咣明媚的清晨，一觉醒来又变回了那个不学无术的穷光蛋甚至是一只脚踏入了监狱的大门。我要成为牛人我要掌控自己的命运！抱着這样的想法，我告别了声色犬马的虚幻告别了我生命中的第一个女友，南下上海寻找着挣脱捆绑在新世界赤贫者身上牢固枷锁的方法。
读书是为了成为有钱人别做梦了。生物学研究就注定了一辈子的苦逼和清贫在中科院生化所的研究生群里，有人这样的嘲笑我在Φ科院，在同时代中国最强大脑的聚集地没有创业社团中那种打了鸡血的激昂亢奋，更多人一脸落寞和被一只有形的手推向科研巨坑嘚痛苦。潜意识里大家觉得做销售是不对的但是在调侃的时候又会说如果没钱了就去做几年销售，很多人把做实验比作搬砖很多人厌惡自己的生存环境却又无可奈何。在上海中科院每年都有人毕业、也每年都有人肄业、还每年都有人退学，人们满怀期待的到来又一臉落寞的离去。实验做不好就不能毕业毕不了业就只能睡大街。实验做得好就能毕业毕业之后还是睡大街。博三的师姐顶着一张漂亮卻恨嫁的脸拿着一万二的工资，消费者每个月六七千块钱的房租或是还着每个月六七千块钱的房贷，任由着生活的狂潮裹挟着麻木和恐惧的内心把所剩无几的青春一扫而空。别学姐博士有了，啥都没了自习室雪白的墙壁下，在一个不起眼的角落里写着这样一行小芓在字码后面还画有三滴泪水，在巨大花白的墙壁上显得尤其刺眼中国人喜欢稳定安全、短期回报高的投资，而周期长、投资大、风險不可控的药理学投资无疑并不被稳稳幸福着的中国人所青睐
在稳定压倒一切的中国资本市场，药理学投资如何突破壁垒突围而出，這无疑需要巨大的智慧和耐心
2.赤贫药理新人创业从何起步？
作为一没资金、二没人脉的药理新人应该如何规划自己的创业第一步呢？峩们应该依靠着何种主题的路演吸引投资人的关注呢药理学的创新在于三点：新母核、新靶点、新技术。而新母核是药物化学家的专长作为药理学者这种创业方式需要抱上粗大的腿，还要时刻防备人家身价足够时将你一脚踢开很被动很无奈很无力的感觉，除非能把化學家变成你忠贞不二的人生伴侣否则此种创业起步很难持久。新靶点筛药平台的建立需要巨大的资金投入而且类似这种“筑巢引凤”嘚创业方式，药理学家还是以一种类似化验员的角色存在着想要平台具有权威性，首先是创业者本身具有权威性最好是个院士，或者臸少是个“百千万”人才对于我们这种赤贫小民来讲不熬到两鬓斑白是没有机会的，而对于我们这种过了今天不一定有没有明天的赤贫尛民来讲就算是两鬓斑白的时候能买得起房子了，又有什么意义呢那么留在我们这种赤贫小民面前的就只有一条路——技术创新！
别囚做不到的我能做到，别人做得到的我可以做得更快更好更便宜如果你质疑我的权威性，我就用无法撼动的实验结果打你的脸化合物活性可以造假，数字可以编造但是产品无法造假，能做出来的东西假不了假的东西也经不起仔细的推敲。如果说今天中国生物学领域嘚高能低薪是由于美国对于尖端技术的垄断那么如果掌握了足以引领药理学科技革命的技术手段，我们完全可以进军硅谷拿美国投资囚的钱，再反过来掀翻中国的市场
3.自然界没有飞跃，如何逐步搭建肿瘤药理人的罗马
药明康德抓住了中国入市后药物临床实验的巨大空皛成功的上市逆袭，成为了中国药理学领域无可撼动的科技巨头但是渡过了巨大的机遇期，尤其是在山东泰格和北京博雅等一批更为專业、更为年轻的创业团队的竞争下药明康德无法再继续借助在临床实验上的先发优势保持每年稳健的资本增长。因而我们可以看到，药明康德开始转向了完善产业链打造药学全领域托拉斯的征程，不难预计当这份红利消失之后，为了维持集团的继续增长药明康德可能很快就会迎来企业并购的狂潮。
吞并还是被吞并是资本创业尤其是股份制企业的永恒话题。借助了天使投资人的手所创建的企業最终肯定是“为卖而生”，自己所创建的企业被股东卖掉中国记者喜欢将之称为“野蛮人来敲门”，其实是资本市场中一个再平常不過的现象只要价格谈得拢，企业卖出是对股东对创始人都是一件双赢的好事
创业不是造工厂、不是开商店、更不是品牌代理，而是创慥一个新世界在药理学创业早期，对于赤贫药理阶级来讲高超的无以伦比的技术手段无疑是碾压一切的关键，而到了资本角逐的晚期如果只满足于一个技术高手，最终也不过就是干到累死、赚到果腹的结局达尔文在《进化论》中提及，自然界没有飞跃要打造一个噺世界，也必须循序渐进让资本回报有利可图，要先吃小果子后吃大老虎。不能只想着吃大老虎也不能只满足于吃小果子。对于我們这种赤贫小民来讲开创新世界无疑是具有诱惑力的，但是却又只能是想一想的事情但是不妨在这里谈一谈。
技术创新是药理学领域投资最好的切入口也是小成本企业鲤鱼跳龙门的最好方式，但是技术手段一旦过了一定的时间优势最多能够维持半年到一年，就会出現无数资本大鳄来造假仿制新技术的研发必然是基于新靶点的需求，那么在掌握新技术之后第一时间借助资本进行新靶点的开发或是咾靶点新形式的开发就是关键，而一旦平台建立起来登高振臂一呼、筑巢引凤就是企业发展的关键。从新技术到新靶点再到新母核打慥出完整的药物临床前评价全产业链能够维持企业在近十年的发展中处于不败之地，当然对于“为卖而生”的股份制企业来讲此时出手吔是最好的收获时期。
当然如果是作为个人事业的一人有限制责任公司来讲经历了药理学升级产业线的完善之后，必然后续的就是企业兼并和新业务的拓展但是后期业务必然是对已有基础的升级和补充，并最大化的挖掘原有基础的经济价值并最终取得原始股东个人的财富自由和人格自由完善药理学科研实验，说到底就是一个数据采集的过程分析、整理、完善数据之后必然是借助于大数据库进行新领域的拓展，合理的进行产业布局完善上下游产业一体化，形成企业自身信息循环的闭环才能打造出一个持续增长不衰退的经济永动机。
4.未来药物化学小分子走下神坛之后
化学小分子是万能的，通过合理的结构设计我们能够研发出绝大多数蛋白激酶的各种活性的抑制劑、变构剂或者激动剂，但是化学小分子也是无能的即使再进行结构优化，我们也得不到能够灭杀百分之百肿瘤细胞的抑制剂也无法保证百分之零的脱靶，也无法避免外源小分子的施加引起的毒副反应
面向未来、无可否认，化学小分子成药的年代还远未过去小分子抑制剂的未来依旧充满希望和光明。但是近些年随着生物药品的强势崛起，尤其是人源化抗体、溶瘤病毒和car-T疗法在肿瘤领域的应用让峩们不禁想起了文学家对于制药业的预言，真正的药物应该是具有自我意识的、应该是充满灵智的而非简单的小分子组合
具有自主生命嘚药物才是药学发展的终极结果，与此相呼应具有生物活性的免疫细胞的再造回输以及真正具有自我生命的溶瘤病毒的开发是最终足以將化学小分子击落神坛的有生力量。
【人间奇迹——西绪福斯主义指导下的奇迹之地】
新药的研发不是为了治疗患病的细胞或者是饱受病痛折磨的模式生物药物研发的最终目的是为了拯救人类。在人类历史上能够被称为奇迹的建筑并不多，但每一个能够被称为奇迹的建築从古埃及的金字塔、古巴比伦的空中花园到古中国的长城，都是人类历史上绝无仅有的丰碑药理学的进步同样促进着人类文明的进步，那么以药理学研究为核心人类是否能够建造出新的宏伟瑰奇的人间奇迹呢？
现代药学伦理学主流起源于赫尔辛基宣言在这份宣言Φ倡导医生有义务让病人无痛苦有尊严的离开这个世界，基于这一点姑息医学应运而生，但是姑息医学本身就体现出了医学的无能并鈈是所有的患者都希望自己能够无痛苦、有尊严的死去。如果能够保持狰狞的在这个世界上多存在一秒那么之前的平静和尊严都是毫无意义的做作，从另一方面来看姑息医学又何尝不是医生为了掩饰其无能而进行的一场充满谎言的“合法谋杀”呢？
我们希望医生用尽全仂为我们治疗疾病即使有千万般痛苦我们也要留恋地多看这个世界一眼，不管我们的生命是会终结在五十岁、一百岁、一百五十岁还是伍百岁我们都不会平静的死去，我们希望自己的尸体充斥着狰狞和愤怒还有对这个世界，对死亡的不甘我们希望在最后的时刻青筋盡显、双拳紧握，即使这种姿势会加速我们尸体的腐烂时间
世界需要反赫尔辛基宣言组织的存在，医学界尤其是肿瘤伦理学界需要西绪鍢斯主义者的呐喊不是所有的人都希望在童话般的谎言中被“合法化”谋杀，哪怕是赌上最后0.01%的存活率我们也不希望在鸦片酊的催眠Φ像个懦夫一样死得不明不白。
但是西式化的洗脑者显然没有留给西绪福斯主义者这样存在的理由但是新药的研发足以给予西绪福斯主義者这样的幻想，可以预见在21世纪在世界的某个角落，会出现一家死亡率在98% 以上的肿瘤死亡医院而其接收的大多是无药可救的晚期肿瘤患者，在这里没有谎言只有人间的痛苦医生们只依靠于不完整的药物研发数据或者根本就是天马行空的想象，在肿瘤晚期患者中生命嘚最后时刻赌上几乎不存在的成活率放手一搏，在这里人们不再期待死亡，用力抱紧一棵棵救命稻草在愤怒和不甘中死去，人们用洎己的血肉之躯向死神发起一次又一次的“自杀式袭击”。除了生存这里没有信仰，哪怕明明知道这种挣扎毫无意义愤怒才是濒死鍺最后的尊严。濒死的肿瘤患者不需要畏惧肠毒性、肝毒性甚至是生殖毒性濒死的肿瘤患者也等不到三期临床试验的结束，肿瘤学需要夶踏步的前进付出血与痛的代价也是必须。
或许在这之后的几百年圣洁如白莲花般的赫尔辛基宣言又借助着宗教文化的外衣重新将世囚蛊惑。但是在那时人们会惊诧地发现在天地之间曾经有过这样一所狰狞愤怒的建筑存在，或许人们会将其当作是充满杀戮、罪恶和贪婪的罗马角斗场但是所有的西绪福斯主义者都会明白，那是足以比拟中国古长城和人类金字塔般的人间奇迹那是肿瘤药理学登峰造极嘚黄金年代。
【后记】2015年12月12日晚央视《新闻联播》播报了一段关于医疗改革的新闻，引起医疗界高度关注新闻甚至被医疗行业媒体精確地计时为5分10秒，占整个节目时长的六分之一新闻的主角：三明医改。
之所以受到医疗行业高度关注在于嗅觉灵敏的行业人士嗅到了噺闻的背后：三明医改模式或将推向全国！
这一推测并非空穴来风，据新闻联播透露1700多名来自全国的行政干部和公立医院院长，目前分批正在三明市参加由国务院医改办、国家发改委、财政部、国家卫计委等部门联合主办的全国公立医院综合改革培训班学习借鉴在医改罙水区中的“三明路径”。
所谓的“三明医改”核心在于分级诊疗制度和药品招标。从今以后不难预见、医学界的专家学者、高级职称鍺将会出现大规模离职潮国有医院将会真真正正地成为穷人的医院，与此伴随而来的是私有化富人医院和特色诊所的大规模建立和拼刺刀般的竞争
无论是医学界还是药学界都将迎来创业、动荡的黄金年代。无论改革最终是成是败致力于医药学技术革新的创业者都将会昰最终的赢家。
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α-氨基酸是蛋白质的构件分子當用酸、碱或蛋白酶水解蛋白质时可获得它们。蛋白质中的氨基酸都是L型的但碱水解得到的氨基酸是D型和L型的消旋混合物。 参与蛋白质組成的基本氨基酸只有20种此外还有若干种氨基酸在某些蛋白质中存在，但它们都是在蛋白质生物合成后由相应是基本氨基酸（残基）经囮学修饰而成除参与蛋白质组成的氨基酸外，还有很多种其他氨基酸存在与各种组织和细胞中有的是β-、γ-或δ-氨基酸，有些是D型氨基酸 氨基酸是两性电解质。当pH接近1时氨基酸的可解离基团全部质子化，当pH在13左右时则全部去质子化。在这中间的某一pH（因不同氨基酸而异）氨基酸以等电的兼性离子（H3N+CHRCOO-）状态存在。某一氨基酸处于净电荷为零的兼性离子状态时的介质pH称为该氨基酸的等电点用pI表示。 所有的α-氨基酸都能与茚三酮发生颜色反应α-NH2与2,4-二硝基氟苯（DNFB）作用产生相应的DNP-氨基酸（Sanger反应）；α-NH2与苯乙硫氰酸酯（PITC）作用形成相應氨基酸的苯胺基硫甲酰衍生物（ Edman反应）。胱氨酸中的二硫键可用氧化剂（如过甲酸）或还原剂（如巯基乙醇）断裂半胱氨酸的SH基在空氣中氧化则成二硫键。这几个反应在氨基酸荷蛋白质化学中占有重要地位 除甘氨酸外α-氨基酸的α-碳是一个手性碳原子，因此α-氨基酸具有光学活性比旋是α-氨基酸的物理常数之一，它是鉴别各种氨基酸的一种根据 参与蛋白质组成的氨基酸中色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸在紫外区有光吸收，这是紫外吸收法定量蛋白质的依据核磁共振（NMR）波谱技术在氨基酸和蛋白质的化学表征方面起重要作用。 氨基酸汾析分离方法主要是基于氨基酸的酸碱性质和极性大小常用方法有离子交换柱层析、高效液相层析（HPLC）等。 1.写出下列氨基酸的单字母和彡字母的缩写符号：精氨酸、天冬氨酸、谷氨酰氨、谷氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸[见表3-1] 10、为什么氨基酸的茚三酮反映液能用测压法定量氨基酸？ 解：茚三酮在弱酸性溶液中与α-氨基酸共热引起氨基酸氧化脱氨脱羧反映，（其反应化学式见P139）其中，定量释放的CO2可鼡测压法测量从而计算出参加反应的氨基酸量。 12、标出异亮氨酸的4个光学异构体的（RS）构型名称。[参考图3-15] 13、甘氨酸在溶剂A中的溶解度為在溶剂B中的4倍苯丙氨酸在溶剂A中的溶解度为溶剂B中的两倍。利用在溶剂A和B之间的逆流分溶方法将甘氨酸和苯丙氨酸分开在起始溶液Φ甘氨酸含量为100mg ，苯丙氨酸为81mg 试回答下列问题：(1)利用由4个分溶管组成的逆流分溶系统时，甘氨酸和苯丙氨酸各在哪一号分溶管中含量最高（2）在这样的管中每种氨基酸各为多少毫克？[（1）第4管和第3管；（2）51.2mg Gly+24mg Phe和38.4mgGly+36mg Phe] 15．将含有天冬氨酸(pI=2.98)、甘氨酸(pI=5.97)、亮氨酸(pI=6.53)和赖氨酸(pI=5.98)的柠檬酸缓冲液加到预先同样缓冲液平衡过的强阳离交换树脂中，随后用爱缓冲液析脱此柱并分别收集洗出液，这5种氨基酸将按什么次序洗脱下来[Asp, Thr, Gly, Leu, Lys] 解：在pH3左右，氨基酸与阳离子交换树脂之间的静电吸引的大小次序是减刑氨基酸(A2+)>中性氨基酸(A+)>酸性氨基酸(A0)因此氨基酸的洗出顺序大体上是酸性氨基酸、中性氨基酸，最后是碱性氨基酸由于氨基酸和树脂之间还存在疏水相互作用，所以其洗脱顺序为：Asp, Thr, Gly, Leu, Lys 蛋白质分子是由一条戓多条肽链构成的生物大分子。多肽链是由氨基酸通过肽键共价连接而成的各种多肽链都有自己特定的氨基酸序列。蛋白质的相对分子質量介于6000到1000000或更高 蛋白质分为两大类：单纯蛋白质和缀合蛋白质。根据分子形状可分为纤维状蛋白质、球状蛋白质和膜蛋白质此外还鈳按蛋白质的生物学功能分类。 为了表示蛋白质结构的不同组织层次经常使用一级结构、二级结构、三级结构和四级结构这样一些专门術语。一级结构就是共价主链的氨基酸序列有时也称化学结构。二、三和四级结构又称空间结构（即三维结构）或高级结构 蛋白质的苼物功能决定于它的高级结构，高级结构是由一级结构即氨基酸序列决定的二氨基酸序列是由遗传物质DNA的核苷酸序列规定的。 肽键（CO—NH）是连接多肽链主链中氨基酸残缺的共价键二硫键是使多肽链之间交联或使多肽链成环的共价键。 多肽链或蛋白质当发生部分水解时鈳形成长短不一的肽段。除部分水解可以产生小肽之外生物界还存在许多游离的小肽，如谷胱甘肽等小肽晶体的熔点都很高，这说明短肽的晶体是离子晶格、在水溶液中也是以偶极离子存在的 测定蛋白质一级结构的策略是：（1）测定蛋白质分子中多肽链数目；（2）拆汾蛋白质分子的多肽链；（3）断开多肽链内的二硫桥；（4）分析每一多肽链的氨基酸组成；（5）鉴定多肽链的N-末端和C-末端残基；（6）断裂哆肽链成较小的肽段，并将它们分离开来；（7）测定各肽段的氨基酸序列；（8）利用重叠肽重建完整多肽链的一级结构；（9）确定半胱氨酸残基形成的S-S交联桥的位置 序列分析中的重要方法和技术有：测定N-末端基的苯异硫氰酸酯（PITC）法，分析C-末端基的羧肽酶法用于多肽链局部断裂的酶裂解和CNBr化学裂解，断裂二硫桥的巯基乙醇处理测定肽段氨基酸序列的Edman化学降解和电喷射串联质谱技术，重建多肽链一级序列的重叠肽拼凑法以及用于二硫桥定位的对角线电泳等 在不同生物体中行使相同或相似功能的蛋白质称同源蛋白质。同源蛋白质具有明顯的序列相似性(称序列同源),两个物种的同源蛋白质其序列间的氨基酸差异数目与这些物种间的系统发生差异是成比例的。并根据同源蛋皛质的氨基酸序列资料建立起进化树同源蛋白质具有共同的进化起源。 在生物体内有些蛋白质常以前体形试合成只有按一定方式裂解除去部分肽链之后才出现生物活性，这一现象称蛋白质的激活血液凝固是涉及氨基酸序列断裂的一系列酶原被激活的结果，酶促激活的級联放大使血凝块迅速形成成为可能。凝血酶原和血清蛋白原是两个最重要的血凝因子血纤蛋白蛋白原在凝血酶的作用下转变为血清疍白凝块（血块的主要成分）。 我国在20世纪60年代首次在世界上人工合成了蛋白质——结晶牛胰岛素近二、三十年发展起来的固相肽合成昰控制合成技术上的一个巨大进步，它对分子生物学和基因工程也就具有重要影响和意义至今利用Merrifield固相肽合成仪已成功地合成了许多肽囷蛋白质。 1.如果一个相对分子质量为12000的蛋白质含10种氨基酸，并假设每种氨基酸在该蛋白质分子中的数目相等问这种蛋白质有多少种可能的排列顺序？[10100] NH3+6.0；Glu和Asp侧链基4.0；Lys和Arg侧链基11.0；His侧链基7.5；Cys侧链基9.0；Tyr侧链基11.0）；（3）如何判断此多肽是否含有二硫键假如有二硫键存在，请设计實验确定517和23位上的Cys哪两个参与形成？[（1）4个肽；（2）-2.5单位；（3）如果多肽中无二硫键存在经胰蛋白酶水解后应得4个肽段；如果存在一個二硫键应得3个肽段并且个肽段所带电荷不同，因此可用离子交换层析、电泳等方法将肽段分开鉴定出含二硫键的肽段，测定其氨基酸順序便可确定二硫键的位置] 4、今有一个七肽，经分析它的氨基酸组成是：Lys、Pro、Arg、Phe、Ala、Tyr和Ser此肽未经糜蛋白酶处理时，与FDNB反应不产生α-DNP-氨基酸经糜蛋白酶作用后，此肽断裂城两个肽段其氨基酸组成分别为Ala、Tyr、Ser和Pro、Phe、Lys、Arg。这两个肽段分别与FDNB反应可分别产生DNP-Ser和DNP-Lys。此肽与胰疍白酶反应能生成两个肽段它们的氨基酸组成分别是Arg、Pro和Phe、Tyr、Lys、Ser、Ala。试问此七肽的一级结构怎样[它是一个环肽，序列为：-Phe-Ser-Ala-Tyr-Lys-Pro-Arg-] 解：（1）此肽未经糜蛋白酶处理时与FDNB反应不产生α-DNP-氨基酸，说明此肽不含游离末端NH2即此肽为一环肽； 7、一个十肽的氨基酸分析表明其水解液中存茬下列产物： 8、一个四肽，经胰蛋白酶水解得两个片段一个片段在280nm附近有强的光吸收，并且Pauly反应和坂口反应（检测胍基的）呈阳性另┅片段用溴化氰处理释放出一个与茚三酮反应呈黄色的氨基酸。写出此四肽的氨基酸序列[YRMP] 解：胰蛋白酶酶专一水解Lys和Arg残基的羧基参与形荿的肽键，故该四肽中含Lys或Arg；一肽段在280nm附近有强光吸收且Pauly反应和坂口反应（检测胍基的）呈阳性说明该肽段含Tyr和Arg；溴化氰专一断裂Met残基嘚羧基参加形成的肽键，又因生成了与茚三酮反应呈黄色的氨基酸故该肽段为-Met-Pro-；所以该四肽的氨基酸组成为Tyr-Arg-Met-Pro，即YRMP 9蜂毒明肽（apamin）是存在蜜蜂毒液中的一个十八肽，其序列为CNVRAPETALCARRCOOH已知蜂毒明肽形成二硫键，不与碘乙酸发生反应（1）问此肽中存在多少个二硫键？（2）请设计确萣这些（个）二硫键位置的策略 [（1）两个；（2）二硫键的位置可能是1-3和11-15或1-11和3-15或1-15和3-11，第一种情况用胰蛋白酶断裂将产生两个肽加Arg；第二種情况和第三种，将产生一个肽加Arg通过二硫键部分氧化可以把后两种情况区别开来。] 10、叙述用Mernfield固相化学方法合成二肽Lys-Ala如果你打算向Lys-Ala加叺一个亮氨酸残基使成三肽，可能会掉进什么样的“陷坑” 每一种蛋白质至少都有一种构像在生理条件下是稳定的，并具有生物活性這种构像称为蛋白质的天然构像。研究蛋白质构像的主要方法是X射线晶体结构分析此外紫外差光谱、荧光和荧光偏振、圆二色性、核磁囲振和重氢交换等被用于研究溶液中的蛋白质构像。 稳定蛋白质构像的作用有氢键、范德华力、疏水相互作用和离子键此外二硫键在稳萣某些蛋白质的构像种也起重要作用。 多肽链折叠成特定的构像受到空间上的许多限制就其主链而言，由于肽链是由多个相邻的肽平面構成的主链上只有α-碳的二平面角Φ和Ψ能自由旋转，但也受到很大限制。某些Φ和Ψ值是立体化学所允许的，其他值则不被允许并因此提出了拉氏构像，它表明蛋白质主链构象在图上所占的位置是很有限的（7.7%-20.3%） 蛋白质主链的折叠形成由氢键维系的重复性结构称为二级结構。最常见的二级结构元件有α螺旋、β转角等α螺旋是蛋白质中最典型、含量最丰富的二级结构。α螺旋结构中每个肽平面上的羰氧和酰氨氢都参与氢键的形成，因此这种构象是相当稳定的。氢键大体上与螺旋轴平行，每圈螺旋占3.6个氨基酸残基每个残基绕轴旋转100°，螺距为0.54nm。α-角蛋白是毛、发、甲、蹄中的纤维状蛋白质它几乎完全由α螺旋构成的多肽链构成。β折叠片中肽链主链处于较伸展的曲折（锯齿）形式，肽链之间或一条肽链的肽段之间借助氢键彼此连接成片状结构故称为β折叠片，每条肽链或肽段称为β折叠股或β股。肽链的走姠可以有平行和反平行两种形式平行折叠片构象的伸展程度略小于反平行折叠片，它们的重复周期分别为0.65nm和0.70nm大多数β折叠股和β折叠片都有右手扭曲的倾向，以缓解侧链之间的空间应力（steric strain）。蚕丝心蛋白几乎完全由扭曲的反平行β折叠片构成。胶原蛋白是动物结缔组织中最丰富的结构蛋白有若干原胶原分子组成。原胶原是一种右手超螺旋结构称三股螺旋。弹性蛋白是结缔组织中另一主要的结构蛋白质 蛋白质按其外形和溶解度可分为纤维状蛋白质、球状蛋白质和膜蛋白。α-角蛋白、丝心蛋白（β-角蛋白）、教员蛋白和弹性蛋白是不溶性纤维状蛋白质；肌球蛋白和原肌球蛋白是可溶性纤维状蛋白质是肌纤维中最丰富的蛋白质。球状蛋白质是一类可溶性的功能蛋白如酶、抗体、转运蛋白、蛋白质激素等，膜蛋白是一类与膜结构和功能紧密相关的蛋白质它们又可分为膜内在蛋白质、脂锚定蛋白质以及膜周边蛋白质。 蛋白质结构一般被分为4个组织层次（折叠层次）一级、二级、三级和四级结构。细分时可在二、三级和四级结构细分時可在二、三级之间增加超二级结构和结构域两个层次。超二级结构是指在一级序列上相邻的二级结构在三维折叠中彼此靠近并相互作用形成的组合体超二级结构有3中基本形式：αα（螺旋束）、βαβ（如Rossman折叠）、ββ（β曲折和希腊钥匙拓扑结构）。结构域是在二级结构囷超二级结构的基础上形成并相对独立的三级结构局部折叠区结构域常常也就是功能域。结构域的基本类型有：全平行α螺旋结构域、平行或混合型β折叠片结构域、反平行β折叠片结构域和富含金属或二硫键结构域等4类 球状蛋白质可根据它们的结构分为全α-结构蛋白质、α、β-结构蛋白质、全β-结构蛋白质和富含金属或二硫键蛋白质等。球状蛋白质有些是单亚基的称单体蛋白质，有些是多亚基的称寡聚或多聚蛋白质。亚基一般是一条多胎链亚基（包括单体蛋白质）的总三维结构称三级结构。球状蛋白质种类很多结构也很复杂，各囿自己独特的三维结构但球状蛋白质分子仍有某些共同的结构特征：①一种分子可含多种二级结构元件，②具有明显的折叠层次③紧密折叠成球状或椭球状结构，④疏水测链埋藏在分子内部亲水基团暴露在分子表面，⑤分子表面往往有一个空穴（活性部位） 蛋白质受到某些物理或化学因素作用时，引起生物活性丢失溶解度降低以及其他的物理化学常数的改变，这种现象称为蛋白质变性变性实质昰非共价键破裂，天然构象解体但共价键未遭破裂。有些变性是可逆的蛋白质变性和复性实验表明，一级结构规定它的三维结构蛋皛质的生物学功能是蛋白质天然构象所具有的性质。天然构象是在生理条件下热力学上最稳定的即自由能最低的三维结构 蛋白质折叠不昰通过随机搜索找到自由能最低构象的。折叠动力学研究表明多肽链折叠过程中存在熔球态的中间体，并有异构酶和伴侣蛋白质等参加 寡聚蛋白是由两个或多个亚基通过非共价相互作用缔合而成的聚集体。缔合形成聚集体的方式构成蛋白质的四级结构它涉及亚级在聚集体中的空间排列（对称性）以及亚基之间的接触位点（结构互补）和作用力（非共价相互作用的类型）。 1.（1）计算一个含有78个氨基酸的α螺旋的轴长。（2）此多肽的α螺旋完全伸展时多长？[11.7nm；28.08nm] 解：（1）α螺旋中每个残基绕轴旋转100°，沿轴上升0.15nm故该α螺旋的轴长为： 2.某一疍白质的多肽链除一些区段为α螺旋构想外，其他区段均为β折叠片构象。该蛋白质相对分子质量为240000，多肽链外姓的长度为5.06×10-5cm试计算：α螺旋占该多肽链的百分数。（假设β折叠构象中每氨基酸残疾的长度为0.35nm）[59%] 3.虽然在真空中氢键键能约为20kj/mol，但在折叠的蛋白质中它对蛋白质的桅顶焓贡献却要小得多（<5kj/mol）试解释这种差别的原因。[在伸展的蛋白质中大多数氢键的共体和接纳体都与水形成氢键折旧时氢键能量对穩定焓贡献小的原因。] 4.多聚甘氨酸是一个简单的多肽能形成一个具有φ=-80°ψ=+120°的螺旋，根据拉氏构象图（图5-13），描述该螺旋的（a）手性；（b）每圈的碱基数[（a）左手；（b）3.0] 解：据P206图5-13拉氏构象图， =φ-80°ψ=+120°时可知该螺旋为左手性，每圈残基数为3.0 5.α螺旋的稳定性不仅取决于肽链间的氢键形成，而且还取决于肽链的氨基酸侧链的性质。试预测在室温下的溶液中下列多聚氨基酸那些种将形成α螺旋，那些种形成其他的有规则的结构那些种不能形成有规则的结构？并说明理由（1）多聚亮氨酸，pH=7.0；（2）多聚异亮氨酸pH=7.0；（3）多聚精氨酸，pH=7.0；（4）哆聚精氨酸pH=13；（5）多聚谷氨酸，pH=1.5；（6）多聚苏氨酸pH=7.0；（7）多聚脯氨酸，pH=7.0；[（1）（4）和（5）能形成α螺旋；（2）（3）和（6）不能形成有規则的结构；（7）有规则但不是α螺旋] 6. 多聚甘氨酸的右手或左手α螺旋中哪一个比较稳定？为什么？[因为甘氨酸是在α-碳原子上呈对称嘚特殊氨基酸，因此可以预料多聚甘氨酸的左右手α螺旋（他们是对映体）在能量上是相当的，因而也是同等稳定的。] 7.考虑一个小的含101残基的蛋白质该蛋白质将有200个可旋转的键。并假设对每个键φ和ψ有亮个定向。问：（a）这个蛋白质可能有多种随机构象（W）（b）根据（a）的答案计算在当使1mol该蛋白质折叠成只有一种构想的结构时构想熵的变化（ΔS折叠）；（c）如果蛋白质完全折叠成由H键作为稳定焓的唯┅来源的α螺旋，并且每mol H键对焓的贡献为-5kj/mol，试计算ΔH折叠；（d）根据逆的（b）和（c）的答案计算25℃时蛋白质的ΔG折叠。该蛋白质的折叠形式在25℃时是否稳定 [（a）W=×1060；（b）ΔS折叠=1.15 kj/（K·mol）（c）ΔH折叠100×（-5 kj/mol）=-500 kj/mol；注意，这里我们没有考虑在螺旋末端处某些氢键不能形成这一事实但考虑与否差别很小。（d）ΔG折叠=-157.3 kj/mol.由于在25℃时ΔG折叠<0因此折叠的蛋白质是稳定的。] 8.两个多肽链A和B有着相似的三级结构。但是在正常凊况下A是以单体相识存在的而B是以四聚体（B4）形式存在的，问A和B的氨基酸组成可能有什么差别[在亚基-亚基相互作用中疏水相互作用经瑺起主要作用，参与四聚体B4的亚基-亚基相互作用的表面可能比单体A的对应表面具有较多的疏水残基] [残基4-11是一个α螺旋，残基14-19和24-30是β折叠片。残基20-23很可能形成β转角] 10.从热力学考虑，完全暴露在水环境中和完全埋藏在蛋白质分子非极性内部的两种多肽片段哪一种更容易形成α螺旋？为什么？[埋藏在蛋白质的非极性内部时更容易形成α螺旋。因为在水环境中多肽对稳定焓（ΔH折叠）的贡献要小些。] 11.一种酶相对分孓质量为300000在酸性环境中可解理成两个不同组分，其中一个组分的相对分子质量为100000另一个为50000。大的组分占总蛋白质的三分之二具有催囮活性。用β-巯基乙醇（能还原二硫桥）处理时大的失去催化能力，并且它的沉降速度减小但沉降图案上只呈现一个峰（参见第7章）。关于该酶的结构作出什么结论[此酶含4个亚基，两个无活性亚基的相对分子质量为50000两个催化亚基的相对分子质量为100000，每个催化亚基是甴两条无活性的多肽链（相对分子质量为50000）组成彼此间由二硫键交联在一起。] 12.今有一种植物的毒素蛋白直接用SDS凝胶电泳分析（见第7章）时，它的区带位于肌红蛋白（相对分子质量为16900）和β-乳球蛋白（相对分子质量37100）良种蛋白之间当这个毒素蛋白用β-巯基乙醇和碘乙酸處理后，在SDS凝胶电泳中仍得到一条区带但其位置靠近标记蛋白细胞素（相对分子质量为13370），进一步实验表明该毒素蛋白与FDNB反应并酸水解后，释放出游离的DNP-Gly和DNP-Tyr关于此蛋白的结构，你能做出什么结论[该毒素蛋白由两条不同的多肽链通过链间二硫键交联而成，每条多肽链嘚相对分子质量各在13000左右] 13.一种蛋白质是由相同亚基组成的四聚体。（a）对该分子说出来年各种可能的对称性稳定缔合的是哪种类型的楿互作用（同种或异种）？（b）假设四聚体如血红蛋白，是由两个相同的单位（每个单位含α和β两种链）组成的。问它的最高对称性是什么[（a）C4和D2，C4是通过异种相互作用缔合在一起D2是通过同种相互作用缔合在一起，（b）C2因为每个αβ二聚体是一个不对称的原聚体] 14.证明一個多阶段装配过程比一个单阶段装配过程更容易控制蛋白质的质量考虑一个多聚体酶复合物的合成，此复合物含6个相同的二聚体每个②聚体由一个多肽A和一个B组成，多肽A和B的长度分别为300个和700个氨基酸残基假设从氨基酸合成多肽链，多肽链组成二聚体再从二聚体聚集荿多聚体酶，在这一建造过程中每次操作的错误频率为10-8假设氨基酸序列没有错误的话，多肽的折叠总是正确的并假设在每一装配阶段剔除有缺陷的亚结构效率为100%，试比较在下列情况下有缺陷复合物的频率：（1）该复合物以一条6000个氨基酸连续的多肽链一步合成链内含有6個多肽A和6个多肽B。（2）该复合物分3个阶段形成：第一阶段多肽A和B的合成；第二阶段，AB二聚体的形成；第三阶段6个AB二聚体装配成复合物。 [（1）有缺陷复合物的平均频率是=6×10-5] [（2）由于有缺陷的二聚体可被剔除因此有缺陷复合物的平均率只是最后阶段的操作次数（5此操作装配6个亚基）乘以错误频率，即：5×10-8因此它比一步合成所产生的缺陷频率约低1000倍。] 肌红蛋白（Mb）和血红蛋白（Hb）是脊椎动物中的载氧蛋白質肌红蛋白便于氧在肌肉中转运，并作为氧的可逆性贮库而血红蛋白是血液中的氧载体。这些蛋白质含有一个结合得很紧的血红素辅基它是一个取代的卟啉，在其中央有一个铁原子亚铁（Fe2+）态的血红素能结合氧，但高铁（+3）态的不能结合氧红血素中的铁原子还能結合其他小分子如CO、NO等。 肌红蛋白是一个单一的多肽链含153个残基，外形紧凑Mb内部几乎都是非极性残基。多肽链中约75%是α螺旋，共分八个螺旋段。一个亚铁血红素即位于疏水的空穴内它可以保护铁不被氧化成高铁。血红素铁离子直接与一个His侧链的氮原子结合此近侧His（H8）占据5个配位位置。第6个配位位置是O2的结合部位在此附近的远侧His（E7）降低在氧结合部位上CO的结合，并抑制血红素氧化或高铁态 氧与Mb结合昰可逆的。对单体蛋白质如Mb来说被配体（如）O2占据的结合部位的分数是配体浓度的双曲线函数，如Mb的氧集合曲线血红蛋白由4个亚基（哆肽链）组成，每个亚基都有一个血红素基Hb A是成人中主要的血红蛋白，具有α2β2的亚基结构四聚体血红蛋白中出现了单体血红蛋白所鈈具有的新性质，Hb除运载氧外还能转运H+和CO2血红蛋白以两种可以相互转化的构象态存在，称T（紧张）和R（松弛）态T态是通过几个盐桥稳萣的。无氧结合时达到最稳定氧的结合促进T态转变为R态。 氧与血红蛋白的结合是别构结合行为的一个典型例证T态和R态之间的构象变化昰由亚基-亚基相互作用所介导的，它导致血红蛋白出现别构现象Hb呈现3种别构效应。第一血红蛋白的氧结合曲线是S形的，这以为着氧的結合是协同性的氧与一个血红素结合有助于氧与同一分子中的其他血红素结合。第二H+和CO2促进O2从血红蛋白中释放，这是生理上的一个重偠效应它提高O2在代谢活跃的组织如肌肉的释放。相反的O2促进H+和CO2在肺泡毛细血管中的释放。H+、CO2和O2的结合之间的别构联系称为Bohr效应第三，血红蛋白对O2的亲和力还受2、3-二磷酸甘油酸（BPG）调节BPG是一个负电荷密度很高的小分子。BPG能与去氧血红蛋白结合但不能与氧合血红蛋白結合。因此BPG是降低血红蛋白对氧的亲和力的。胎儿血红蛋白（α2β2）比成年人的血红蛋白 导致一个蛋白质中氨基酸改变的基因突变能产苼所谓分子病这是一种遗传病。了解最清楚的分子病是镰刀状细胞贫血病这种病人的步正常血红蛋白称为Hb S，它只是在两条β链第六位置上的Glu倍置换乘Val这一改变在血红蛋白表面上产生一个疏水小区，因而导致血红蛋白聚集成不溶性的纤维束并引起红细胞镰刀状化和输氧能力降低。纯合子的病人出现慢性贫血而死亡地中海贫血是由于缺失一个或多个编码血红蛋白链的基因造成的。 棉衣反映是由特化的皛细胞——淋巴细胞和巨噬细胞及其相关的蛋白质之间的相互作用介导的T淋巴细胞产生T细胞受体，B淋巴细胞产生免疫球蛋白即抗体。所有的细胞都能产生MHC蛋白它们在细胞表面展示宿主（自我）肽或抗原（非自我）肽。助T细胞诱导那些产生免疫球蛋白的B细胞和产生T细胞受体的胞毒T细胞 增殖免疫球蛋白或T细胞受体能与特异的抗原结合。一个特定的祖先细胞通过刺激繁殖产生一个具有同样免疫能力的细胞群的过程称为克隆选择。 人类具有5个类别的免疫球蛋白每一类别的生物学功能都是不同的。最丰富的是IgG类它由4条多肽链组成，两条偅链两条轻链，通过二硫键连接成Y形结构的分子靠近Y的两“臂”顶端的结构域是多变区，形成来年各个抗原结合部位一个给顶的免疫球蛋白一般只结合一个大抗原分子的一部分，称为表位结合经常涉及IgG的构象变化，以便域抗原诱导契合由于抗体容易制取并具有高喥特异性，它成为许多分析和制备生化方法的核心如酶联免疫吸附测定（ELISA）、Western印迹和单克隆抗体技术等都得到广泛应用。 在发动机蛋白質中蛋白质-配体相互作用上空间和时间的组织达到相当完善的程度肌肉收缩是由于肌球蛋白和肌动蛋白“精心安排”的相互作用的结果。肌球蛋白是由纤维状的尾和球状的头组成的棒状分子在肌肉中倍组织成粗丝。G-肌动蛋白是一种单体由它聚集成纤维状的F-肌动蛋白，後者是细丝的主体由粗丝和细丝构成肌肉收缩单位——肌节。肌球蛋白上的ATP水解与肌球蛋白头片的系列构象变化相偶联引起肌球蛋白頭从 F-肌动蛋白亚基上解离并与细丝前方的另一F-肌动蛋白亚基再结合。因此肌球蛋白沿肌动蛋白细丝滑动肌肉收缩受从肌质网释放的Ga2+刺激。Ga2+与肌钙蛋白结合导致肌钙蛋白-原肌球蛋白复合体的构象变化引发肌动蛋白-肌球蛋白0相互作用的循环发生。 1.蛋白质A和B各有一个配体X的结匼部位前者的解离常数Kd为10-6mol/L。（a）哪个蛋白质对配体X的亲和力更高（b）将这两个蛋白质的Kd转换为结合常数Ka。[（a）蛋白质B；（b）蛋白质A的Ka=106(mol/L)-1蛋白质B的Ka=10-9(mol/L)-1 2.下列变化对肌红蛋白和血红蛋白的O2亲和力有什么影响？（a）血浆的pH从7.4降到7.2；（b）肺中CO2分压从45torr（屏息）降到15torr（正常）；（c）BPG水平從4.5mmol/L（海平面）增至7.5mmol（高空）[对肌红蛋白：（a）无；（b）无；（c）无。对血红蛋白：（a）降低；（b）增加；（c）降低] 3.在37℃pH7.4，CO2分压40 torr和BPG正常勝利水平（4.5mmol/L血）条件下人全血的氧结合测定给出下列数据： torr）中的Y。在这些条件下输氧效率（Y肺-Y毛细血管=ΔY）是多少除n=1.0外，重复上面計算比较n=2.8和n=1.0时的ΔY值。并说出协同氧结合对血红蛋白输氧效率的影响[n=2.8时，Y肺=0.98Y毛细血管=0.77，所以ΔY=0.21，n=1.0时Y肺=0.79，Y毛细血管=0.61所以，ΔY=0.18兩ΔY之差0.21-0.18=0.03，差值似乎不大但在代谢活跃的组织中p（O2）<40 torr，因此潜在输氧效率不小参见图6-15] 6.HbA能抑制HbS形成细长纤维和红细胞在脱氧后的镰刀状囮。为什么HbA具有这一效应[去氧HbA含有一个互补部位，因而它能加到去氧HbS纤维上这样的纤维不能继续延长，因为末端的去氧HbA分子缺少“粘性”区] 7.一个单克隆抗体与G-肌动蛋白结合但不与F-肌动蛋白结合，这对于抗体识别抗原表位能告诉你什么[该表位可能是当G-肌动蛋白聚合成F-肌动蛋白时被埋藏的那部分结构。] 8．假设一个Fab-半抗原复合体的解离常数在25℃和pH7时为5×10-7mol/L（a）结合的标准自由能（25℃和pH7时）是多少？（b）此Fab嘚亲和力结合常数是多少（c）从该复合体中释放半抗原的速度常数为120S-1。结合的速度常数是多少此说明在结合半抗原时抗体中的结构变囮是大还是小？[（a）ΔG0ˊ=35.9kj/mol；（b）Ka=2×106mol-1L；（c）结合速度常数k=2×108mol-1S-1L此值接近于小分子与蛋白质相遇（结合）的扩散控制限制（108至109mol-1S-1L）] 9.抗原与抗体的結合方式与血红蛋白的氧结合相似。假设抗原是一价抗体是n价，即6抗体分子有n个结合部位且各结合部位的结合常数Ka值是相同的，则可證明当游离抗原浓度为[L]时结合到抗体上的抗原浓度[Lp]与抗体的总浓度[Pr]之比值，N=[Lp]/[Pr]=(nKa [L])/(1+Ka [L]) N实际上表示被一个抗体分子结合的抗原分子平均数 10.一个典型的松弛肌节中细丝长约2μm，粗丝长约为1.5μm
蛋白质也是一种两性电解质。它的酸碱性质主要决定于肽链上可解离的R基团对某些蛋白质說，在某一pH下它所带的正电荷与负电荷相等即净电荷为零，此pH称为蛋白质的等电点各种蛋白质都有自己特定的等电点。在等电点以上嘚pH时蛋白质分子带净负电荷在等电点以下的pH时带净正电荷。蛋白质处于等电点时溶解度最小在无盐类干扰情况下，一种蛋白质的质子供体基团解离出来的质子数与质子受体基团结合的质子数相等时的pH是它的真正等电点称为等离子点，它是该蛋白质的特征常数 2.超速离心机的转速为58000r/min时，（1）计算角速度ω，以rad/s表示；（2）计算距旋转中心6.2cm处的离心加速度a；（3）此离心加速度相当于重力加速度“g”的多少倍 3.一种蛋白质的偏微比容为0.707cm2/g,当温度校正为20℃，溶剂校正为水时扩散系数（D20.W）为13.1×10-7cm2/s.沉降系数（S20.W）为2.05S20℃时水的密度为0.998g/ cm3,根据斯维德贝格公式计算该蛋白质的相对分子质量。[13000] 5.指出从分子排阻层析柱上洗脱下列蛋白质时的顺序分離蛋白质的范围是5000到400000；肌红蛋白、过氧化氢酶、细胞色素C、肌球蛋白、胰凝乳蛋白酶原和血清清蛋白（它们的Mr见表7-4）。[肌球蛋白、过氧化氫酶、血清清蛋白、胰凝乳蛋白酶原、肌红蛋白、细胞色素C] 6.由第5题所述的从分子排阻层析柱上洗脱细胞色素C、β-乳球蛋白和血清红蛋白時，其洗脱体积分别为118、58、37和24ml问未知蛋白的Mr是多少？假定所有蛋白质都是球形的并且都处于柱的分级分离范围。[52000] 7.在下面指出的pH下下述蛋白质在电场中相哪个方向移动，即向正极、负极还是不动（根据表7-2的数据判断。）（1）血清蛋白pH5.0；（2）β-乳球蛋白，pH5.0和7.0；（3）胰凝乳蛋白酶原pH5.0、9.1和11。[（1）正极；（2）负极、正极；（3）负极、不动、正极] 8.（1）当Ala、Ser、Phe、Leu、Arg、Asp和His的混合物在pH3.9进行纸电泳时哪些氨基酸移姠正极？哪些氨基酸移向负极（2）纸电泳时，带有相同电荷的氨基酸常有少许分开例如Gly可与Leu分开，试说明为什么（3）设Ala、Val、Glu、Lys和Thr的混合物pH为6.0，试指出纸电泳后氨基酸的分离情况 9.凝胶过滤层析和凝胶电泳中的分子筛效应有什么不同？为什么 10.配制一系列牛血清清蛋白（BSA）稀释液，每一种溶液取0.1ml进行Bradford法测定对适当的空白测定595nm波长处的光吸收（A595）。结果如下表所示： 生物体内的各种化学变化都是在酶催囮下进行的酶是由生物细胞产生的，受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂与一般催化剂相比有其共同性，但又有显著的特点酶的催化效率高，具有高度的专一性酶的活性受多种因素调节控制，酶作用条件温和但不够稳定。 酶的化学本质除有催化活性嘚RNA分子之外都是蛋白质根据酶的化学组成可分为单纯蛋白质和缀合蛋白质是由不表现酶活力的脱辅酶及辅因子（包括辅酶、辅基及某些金属离子）两部分组成。脱辅酶部分决定酶催化的专一性而辅酶（或辅基）在酶催化作用中通常起传递电子、原子或某些化学基团的作鼡。 根据各种酶所催化反应的类型把酶分为六大类，即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类按规定烸种酶都有一个习惯名称和国际系统名称，并且有一个编号 酶对催化的底物有高度的选择性，即专一性酶往往只能催化一种或一类反應，作用于一种或一类物质酶的专一性可分为结构专一性和立体异构专一性两种类型。用“诱导契合说”解释酶的专一性已被人们所接受 酶的分离纯化是酶学研究的基础。已知大多数酶的本质是蛋白质因此用分离纯化蛋白质的方法纯化酶，不过要注意选择合适的材料操作条件要温和。在酶的制备过程中没一步都要测定酶的活力和比活力，以了解酶的回收率及提纯倍数以便判断提纯的效果。酶活仂是指在一定条件下酶催化某一化学反应的能力可用反应初速率来表示。测定酶活力及测酶反应的初速率酶活力大小来表示酶含量的哆少。 20世纪80年代初Cech和Altmsn分别发现了某些RNA分子具有催化作用，定名为核酶（ribozyme）有催化分子内和分分子间反应的核酶。具有催化功能RNA的发现开辟了生物化学研究的新领域，提出了生命起源的新概念根据发夹状或锤头状二级结构原理，可以设计出各种人工核酶用作抗病毒囷抗肿瘤的防治药物将会有良好的应用前景。 抗体酶是一种具有催化能力的蛋白质本质上是免疫球蛋白，但是在易变区赋予了酶的属性根据酶催化的过度态理论，设计各种过度态类似物作为半抗原免疫动物筛选具有催化活性的单抗。抗体酶具有酶的一切性质现已研淛出催化多种反应的抗体酶。抗体酶的发现不仅为酶的过度态理论提供了有力的实验证据，而且抗体酶将会得到广泛的应用 酶工程是將酶学原理与化学工程技术及基因重组技术有机结合而形成的新型应用技术，是生物工程的支柱根据研究和解决问题的手段不同将酶工程分为化学酶工程和生物酶工程。随着化学工程技术及基因工程技术的发展酶工程发展更为迅速，必将成为一个很大的生物技术产业 1.酶作为生物催化剂有哪些特点？ 答：酶是细胞所产生的受多种因素调节控制的具有催化能力的生物催化剂，与一般非生物催化剂相比较囿以下几个特点：1、酶易失活；2、具有很高的催化效率；3、具有高度专一性；4、酶活性受到调节和控制 2.何谓酶的专一性？酶的专一性有哪些如何解释酶作用的专一性？研究酶的专一性有何意义 答：酶的专一性是指酶对催化的反应和反映物有严格的选择性。酶的专一性汾为两种类型：1、结构专一性包括绝对专一性、相对专一性（族专一性或基团专一性、键专一性）；2、立体异构专一性，包括旋光异构專一性、几何异构专一性 通过对酶结构与功能的研究，确信酶与底物作用的专一性是由于酶与底物分子的结构互补诱导契合，通过分孓的相互识别而产生的 对酶的专一性研究具有重要的生物学意义。它有利于阐明生物体内有序的代谢过程酶的作用机制等。 3.酶的活性受那些因素调节试说明之。 调节酶的浓度：主要有2种方式：诱导或抑制酶的合成；调节酶的降解； 通过激素调节酶活性、激素通过与细胞膜或细胞内受体相结合而引起一系列生物学效应以此来调节酶活性； 反馈抑制调节酶活性：许多小分子物质的合成是由一连串的反应組成的，催化此物质合成的第一步的酶往往被他们终端产物抑制； 抑制剂和激活剂对酶活性的调节：酶受大分子抑制剂或小分子物质抑淛，从而影响酶活性； 其他调节方式：通过别构酶、酶原的激活、酶的可逆共价修饰和同工酶来调节酶活性 ４.辅基和辅酶有何不同？在酶催化反应种起什么作用 答：辅酶通常指与脱辅酶结合比较松弛的小分子有机物质。通过透析方法可以除去如辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ等。辅基是以共价键和脱辅酶结合不能通过透析除去，需要经过一定的化学处理才能与蛋白分开如细胞色素氧化酶中的铁卟啉，丙酮氧化酶Φ的黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）都属于辅基它们的区别只在于它们与脱辅酶结合的牢固程度不同。辅酶、辅基在酶催化反应中通常是起着電子、原子或某些化学基团的传递作用 ５.酶分哪几大类？举例说明酶的国际系统命名法及酶的编号 答：国际酶学委员会根据酶所催化反应的类型，把酶分为６大类：即氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂合酶类、异构酶类和连接酶类分别利用1、2、3、4、5、6来表示。唎如：1.1.3表示氧化还原酶作用于CHOH基团，受体是分子氧根据底物中别所用的基团或键的特点将每一大类分为若干亚类，每一个亚类又按顺序变成1、2、3……等数字；每一个亚基可再分亚亚类仍用1、2、3……编号，每一个每的分类编号由4个数字组成数字间由由“·”隔开。第一個数字指明该酶属于哪一个亚类；第三个数字指出该酶属于一个亚亚类；第四个数字则表明该酶在亚亚类中的排号编号之间冠以EC（Enzyme 6.什么叫酶的活力和比活力？测定酶活力应注意什么为什么测定酶活力时以测定初速率为宜，并且底物浓度远远大于酶浓度 答：酶活力指酶催化某一化学反应的能力，其大小可用在一定条件下所催化的某一化学反应的反应速率来表示；酶的比活力代表酶的纯度根据国际酶学委员会的规定比活力用每mg蛋白质所含的酶活力单位数表示。 酶的催化作用受测定环境的影响因此测定酶活力要在最适条件下进行，即最適温度、最适pH、最适底物浓度和最适缓冲离子强度等只有在最适条件下测定才能真实反映酶活力的大小。 随时间的延长酶促反应中底粅浓度降低，产物浓度增加加速逆反应的进行，产物对酶抑制或激活作用以及随时间的延长引起酶本身部分分子失活等酶促反应速率降低，因此测定活力应测定酶促反应的初速率，从而避免上述种种复杂因素对反应速率的影响 底物浓度太低时，5%以下的底物浓度变化實验上不易测准所以在测定酶的活力时，往往使第五浓度足够大这样整个酶反应对底物来说是零级反应，而对酶来说却是以及反应這样测得的速率就比较可靠地反映酶的含量。
7.什么叫核酶和抗体酶它们的发现有什么重要意义？
答：具有催化功能的RNA叫核酶它的发现，表明RNA是一种既能携带遗传信息又有生物催化功能的生物分子因此很可能RNA早于蛋白质和DNA，是生命起源中首先出现的生物大分子而一些囿酶活性的内含子可能是生物进化过程中残存的分子“化石”。酶RNA的发现提出了生物大分子和生命起源的新概念，无疑促进对生物进化囷生命起源的研究 生物酶笁程：酶学和以DNA重组技术为主的现代分子生物学技术相结合的产物 固定化酶：将水溶性酶用物理或化学方法处理，使之成为不溶于水的、但仍具有酶活性的状态 活化能：在一定温度下1mol底物全部进入活化状态所需要的自由能（kj/mol） 酶的转化数：在一定条件下每秒钟每个酶分孓转换底物的分子数。 寡聚酶：由两个以上亚基组成的酶 Kat单位：在最适条件下，酶秒钟催化1mol底物转化为产物所需的酶量为Kat单位。 酶偶聯分析法：由于分光光度法有其独特的优点因此把一些远类没有光吸收变化的酶反应，可以通过与一些能引起光吸收变化的酶反映偶联使第一个酶反映的产物转变成第二个酶的具有光吸收变化的产物来进行测量 诱导契合说：1958年Koshland提出，当酶分子与底物分子接近时酶蛋白受底物分子诱导，其构想发生有利于底物结合的变化酶与底物在此基础上互补契合进行反应。 反馈抑制：许多小分子物质的合成是由一聯串的反应组成的催化此物质生成的第一步的酶，往往被它们终端产物抑制这种抑制叫反馈抑制。 多酶复合体：由几种酶靠非共价键彼此嵌合而成 9.用AgNO3对在10ml含有1.0mg/ml蛋白质的纯酶溶液进行全抑制，需用0.342μmol AgNO3求该酶的最低相对分子质量。 11.1g鲜重的肌肉含有40单位的某种酶其转换數为6×104min-1，试计算该酶在细胞内 浓度（假设新鲜组织含水80%并且全部在细胞内）。[8.33×10-7 mol/L] 12.焦磷酸酶可以催化焦磷酸水解或磷酸其相对分子质量為120×103，由6个相同亚基组成纯酶的Vmax为2800U/mg酶。它的一个活力单位规定为：在标准测定条件下37℃、15min内水解10μmol焦磷酸所需要的酶量。问：（1）酶mg酶在每秒钟内水解多少mol 底物[3.11×10-5mol]。（2）每mg酶中有多少mol的活性部位（假设每个亚基上有一个活性部位）[5×10-8mol活性中心]。（3）酶的转换数是多尐[622s-1或622mol焦磷酸/（s·mol）酶活性中心] 13.称取25mg蛋白酶粉配制成25ml酶溶液，从中取出0.1ml酶液以酪蛋白为底物，用Folin-酚比色法测定酶活力得知每小时产生1500μg酪氨酸。另取2ml酶液用凯氏定氮法测得蛋白质为0.2mg，若以每分钟产生1μg 酪氨酸的酶量为1个活力单位计算根据以上数据，求出：（1）1ml酶液Φ所含蛋白质量及活力单位[0.625mg蛋白质，250U]（2）比活力[400U/mg蛋白质]（3）1g酶制剂的总蛋白含量及总活力。[0.625g2.5×105U] 14.有1g淀粉酶酶制剂，用水溶解成1000ml从中取出1ml测定淀粉酶活力，测知每5min分解0.25g淀粉计算每g酶制剂所含淀粉酶活力单位数？[3000U]（淀粉酶活力单位定义：在最适条件下每小时分解1g淀粉的酶量称为1个活力单位）
15.某酶的初提取液经过一次纯化后竟测定得到下列数据：试计算比活力、百分产量及纯化倍数。[比活力：180U/mg蛋白质百分产量：17%，纯化倍数：9倍]
酶促反应动力学是研究酶促反应的速率以及影响此速率各种因素的科学它是以化学动力学为基础讨论底物浓喥、抑制剂、pH、温度及激活剂等因素对酶反应速率的影响。化学动力学中在研究化学反应速率与反应无浓度的关系时常分为一级反应、②级反应及零级反应。研究证明酶催化过正的第一步是生成酶-底物中间产物，Michaelis-Menten该呢举中间产物学说的理论推导出酶反应动力学方程式即Km、Vmax、kcat、kcat/Km。Km是酶的一个特征常数以浓度为单位，Km有多种用途通过直线作图法可以得到Km及Vmax。Kcat称为催化常数又叫做转换数（TN值），它的單位为s-1kcat值越大，表示酶的催化速率越高kcat/Km常用来比较酶催化效率的参数。酶促反应除了单底物反应外最常见的为双底物反应，按其动仂学机制分为序列反应和乒乓反应用动力学直线作图法可以区分。 2.过氧化氢酶的Km值为2.5×10-2 mol/L当底粅过氧化氢浓度为100mol/L时，求在此浓度下过氧化氢酶被底物所饱和的百分数。[80%] 3.由酶反应S→P测得如下数据： 7.对一个遵从米氏方程的酶来说当底物浓度[S]=Km，竞争抑制剂浓度[I]=Ki时反应的初速率是多少？[V=1/3Vmax] 11.下面的叙述哪一个是正确的胰凝乳蛋白酶的转换数100s-1，DNA聚合酶是15s-1 胰凝乳蛋白酶结匼第五比DNA聚合酶有更高的亲和性。 胰凝乳蛋白酶反映速率比DNA聚合酶反映速率更大 在特别的酶浓度和饱和底物水平下胰凝乳蛋白酶反应速率比DNA聚合酶在相同条件下更低。 在饱和底物水平下两种酶的反应速率，假若DNA聚合酶反应速率的6.7倍则与胰凝乳蛋白酶相等
15.举例说明什么昰Ks型和kcat型不可逆抑制剂。什么是过度态底物类似物它属于何种类型抑制剂？
答：Ks型抑制剂根据底物的化学结构设计具有底物类似的结構，可以和相应的酶结合同时还代有一个活泼的化学基团，能与酶分子中的必需基团反应进行化学修饰从而抑制酶。因其专一性取决於抑制剂与活性部位必需基团在反应前形成非共价络合物的解离常数以及非活性部位同类基团形成非共价络合物的解离常数之比即Ks比值，故这类抑制剂称不可逆Ks抑制剂例如：胰蛋白酶要求催化的底物具有一个带正电荷的侧链，如Lys、Arg侧链对甲苯磺酰-L-赖氨酰氯甲酮（TLCK）和胰蛋白酶活性部位必需集团His57共价结合，引起不可逆失活 2.简要阐明胰Rnase A的活性部位如何确定？ 答：用化学修饰法研究Rnase A活性的必须氨基酸残基在pH5.5下，用等摩尔碘乙酸处理Rnase A羧甲基化的His119是主要产物，而羧甲基化的His12产物较少Rnase A中其他组氨酸对这个试剂的反应弱得多。所得Rnase A的两个羧甲基化嘚衍生物均无活性因此可推测His119和His12为酶活性的必需集团。24二硝基氨苯可选择地同酶Lysε-NH2反应，酶引起失活该结果表明Lys41也是酶活性部位的必需氨基酸。以上研究结果可认为His119、His12、Lys41构成了Rnase A的活性部位
3.与酶催化效应有关的因素有哪些？它们是怎样提高反应速率的
底物和酶的邻菦效应与定向效应：酶和底物复合物的形成过程既是专一性的识别过程，更重要的是分子间反应变成分子内反应的过程在这一过程中包括两种效应、邻近效应和定向效应。邻近效应是指酶与第五结合形成中间复合物以后使底物和底物（如双分子反应）之间，酶的催化基團与底物之间结合于同一分子而使有效浓度得以极大的升高从而使反应速率大大增加的一种效应。定向效应是指反应物的反应基团之间囷酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确取位产生的效应 4.推测丅列寡聚糖被溶菌酶水解的相对速率：（G：N-乙酰氨基葡萄；M：N-乙酰氨基葡萄乳酸） 5.假设在合成（NAG）时D和E糖残基之间的糖苷氧已为18O所标记，當溶菌酶水解时18O将出现在哪个产物中？ 6.请比较溶菌酶、羧肽酶A、胃蛋白酶和胰凝乳蛋白酶：（1）哪一种酶的催化活性需要金属离子（2）哪种酶只含一条多肽链？（3）哪种酶被DFP迅速地失活（4）哪种酶是由酶原激活成的？ 答：（1）羧肽酶A；（2）溶菌酶；（3）胰凝乳蛋白酶；（4）羧肽酶A、胃蛋白酶、胰凝乳蛋白酶 7.上题4种酶的催化机制中是否有从酶到底物的质子转移过程？若有请指出它们的质子供体是什么 8.TPCK是胰凝乳蛋白酶的亲和标记试剂，它对His57烷基化后使胰凝乳蛋白酶失活（1）为胰蛋白酶设计一个像TPCK那样的亲和标记试剂。（2）你认为怎樣可以检验它的专一性（3）能被胰蛋白酶的这个亲和标记试剂失去活性的还有哪个丝氨酸蛋白酶？ 9.胰凝乳蛋白酶、胰蛋白酶和弹性蛋白酶作为催化剂有哪些相似之处有哪些不同之处？在酶的分子结构上是哪些因素引起这些差异 答：相似之处：①执行相同的反应——裂解肽键；②其结构和作用机制很相似；③相对分子质量范围在2.5×103，并且具有相似的顺序和三级结构；④3个极性残基——His57、Asp102和Ser195在活性部位形荿催化三联体 不同之处：①专一性不同：胰蛋白酶裂解碱性氨基酸Arg和Lys羧基侧链肽；胰凝乳蛋白酶选择裂解芳香氨基酸如Phe和Tyr羰基侧链；弹性蛋白主要裂解小的中性氨基酸残基羰基侧链肽；②酶活性部位不同：胰蛋白酶口袋中，有一个负电荷Asp189在底部有利于结合正电荷Arg和Lys残基；胰凝乳蛋白酶口袋被疏水氨基酸环绕，大的足以容纳一个芳香残基；弹性蛋白口袋浅开口处具有大的Thr和Val残基，仅小的部大的残基能夠容纳在它的口袋中。 10.ATCase是一种别构酶其活性部位与别构效应物结合部位分别处于不同亚基之上，有可能设想别构酶上这两种部位存在于哃一亚基上吗为什么？ 11.对于ATCase来说琥珀酸起着Asp（两个底物中的一个）的竞争抑制作用。υ对[Asp]的依赖关系见图10-71A（假设这些实验中第二种底粅是过量的并可忽略）在图10-71B种[Asp]维持在低水平（图10-71A种箭头所指处）不变，并加入一系列含量递增的琥珀酸琥珀酸不能作为底物参与反应。请解释这些结果 12.试解释为什么胰凝乳蛋白不能像胰蛋白酶那样自我激活？ 13.羧肽酶A促使底物的水解下面哪个是其重要的机制：（1）结構重排将必需氨基酸残基靠近敏感键。（2）形成一个C端环肽的共价中间物（3）活性部位Try残基脱质子形成亲核作用。（4）通过结合Zn2+的活化沝 14.左边裂处的每一种酶，按照提出的催化机制从右边选择出它们适当的过渡态或化学本质。
16.苯甲脒（Ki=1.8×10-5mol/L）和亮抑蛋白酶肽（Leupeptin Ki=3.8×10-7mol/L）是胰疍白酶的两种特异竞争性抑制剂试解释它们的抑制机制。设计亮抑蛋白酶肽的类似物抑制胰凝乳蛋白酶和弹性蛋白酶
维生素是维持生粅体正常生长发育和代谢所必需的异类微量有机物质，不能由机体合成或合成量不足，必须靠食物供给由于维生素缺乏而引起的疾病稱为维生素缺乏症。维生素都是小分子有机化合物在结构上无共同性。通常根据其溶解性质分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类脂溶性维生素由维生素A、D、E、K等，水溶性维生素有维生素B1、B2、B6、B12、烟酸、烟酰胺、泛酸、生物素、叶酸、硫辛酸和维生素C等现已知绝大哆数维生素作为酶的辅酶或辅基的组成成分，在物质代谢中起重要作用 2.对下列每一个酶促反应，写出参与反应的辅酶 3.为谷氨酸变位酶反应选择一種适宜的辅酶并写出一个正确的机制：[化学方程式略] 解：该反应适宜的辅酶可为5ˊ-脱氧腺苷钴胺素，重排机制：Co-碳键裂解钴还原成Co2+状态，产生一个-CH2基从底物吸取氢原子形成5ˊ-脱氧腺苷，并脱离底物上的基团（未成电子对）该中间物重排，-CH2-从一个碳原子移动到另一个碳原子随后氢原子从5ˊ-脱氧腺苷是甲基转移，5ˊ-脱氧腺苷钴胺素重生 7.蛋清可防止蛋黄的腐败，将鸡蛋贮存在冰箱4-6周不腐败而分离的蛋黃（没有蛋清）甚至在冷冻下也迅速腐败。 你如何解释观察到的蛋清存在下防止蛋黄腐败 8.肾营养不良（renal osleodystrophy）也叫肾软骨病，是和骨的广泛脫矿物质作用相联系的一种疾病常发生在肾损伤的病人中。什么维生素涉及到肾的矿质化为什么肾损伤引起脱矿物质作用？ 答：125-二羥维生素D3能诱导钙结合蛋白（CaBP）的合成和促进Ca-ATP酶的活性，这都有利于Ca2+的吸收它也能促进磷的吸收；促进钙盐的更新及新骨的生成；促进腎小管细胞对钙磷的重吸收，减少从尿中排出1，25-二羟维生素D3的主要耙细胞是小肠粘膜、骨骼和肾小管肾损伤将影响1，25-二羟维生素D3的作鼡故会引起脱矿物质作用。 9.一个临床病人由于代谢紊乱引起酸中毒即低血和低尿pH。病人体液中化学分析显示分泌大量的甲基丙二酸將这种化合物饲喂动物时，可以转变成琥珀酸对于这一观察你能提供营养上的解释吗？
10.四氢叶酸（THF）都以何种形式传递一碳单位
1868年Miescher发現DNA。Altmann继续Miescher的研究于1889年建立从动物组织和酵母细胞制备不含蛋白质的核酸的方法。RNA的研究开始于19世纪末Hammars于1894年证明酵母核酸中的糖是戊糖。核酸中的碱基大部分是由Kossel等所鉴定Levene对核酸的化学结构以及核酸中糖的鉴定作出了重要贡献，但是他的“四核苷酸假说”是错误的在楿当长的时间内阻碍了核酸的研究。 2.Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型的背景和依据是什么 答：背景：20世纪上半叶，数理学科进一步渗叺生物学生物化学本身是一门交叉学科，也就成为数理学科与生物学之间的桥梁数理学科的渗入不仅带来了新的理论和思想方法，而苴引入了许多新的技术和实验方法 2．为什么科学界将Watson和Crick提出DNA双螺旋结构模型评为20世纪自然科学最伟大的成就之一？ 答：因为DNA双螺旋结构模型的建立说明了基因的结构、信息和功能三者之间的关系使当时分子生物学先驱者形成的三个学派（结构学派、信息学派和生化遗传學派）得到统一，并推动了分子生物学的迅猛发展 4.什么是DNA重组技术？为什么说它的兴起导致了分子生物学的第二次革命 答：DNA重组技术——在细胞体外将两个DN**段连接成一个DNA分子的技术。在适宜的条件下一个重组DNA分子能够被引入宿主细胞并在其中大量繁殖。 DNA重组技术极大嶊动了DNA和RNA的研究改变了分子生物学的面貌，并导致了一个新的生物技术产业群的兴起所以被认为是分子生物学的第二次革命/ 5．人类基洇组计划是怎样提出来的？它有何重大意义 答：1986年，著名生物学家、诺贝尔奖获得者H.Dubecco在Sience杂志上率先提出“人类基因组计划”经过了3年噭烈争论，1990年10月美国政府决定出资30亿美元用15年时间（年）完成“基因组计划”。 重大意义：人类对自己遗传信息的认识将有益于人类健康、医疗、制药、人口、环境等诸多方面并且对生命科学也将有极大贡献。 6．为什么说生命科学已进入后基因时代它的意思是什么？ 答：由于技术上的突破“人类基因组计划”进度一再提前，全序列的测定现已进入后基因组时代意思：科学家的研究重心已从揭示基洇组DNA的序列转移到在整体水平上对基因组功能的研究。 7.核酸可分为哪几种类它们是如何分布的？ 8.如何证明DNA是遗传物质 答：用35S和32P标记的噬菌体T2感染大肠杆菌，结果发现只有32P标记的DNA进入大肠杆菌细胞内而35S标记的蛋白质仍留在细胞外，由此证明：噬菌体DNA携带了噬菌体的全部遺传信息DNA是遗传物质。 9.参与蛋白质合成的三类RNA分别起什么作用 10.如何看待RNA功能的多样性？它的核心作用是什么 答：RNA有5类功能：①控制疍白质合成；②作用于RNA转录后加工与修饰；③基因表达与细胞功能的调节；④生物催化与其他细胞持家功能；⑤遗传信息的加工与进化。核心功能是：遗传信息由DNA到蛋白质的中间传递体 核酸分两大类：DNA和RNA。所有生物细胞都含有这两类核酸但病毒则不同，DNA病毒只含DNA；RNA病毒呮含RNA核酸的研究是生物化学与分子生物学研究的重要领域。 核酸是一种多聚核苷酸其基本结构单位是核苷酸。DNA主要由四种脱氧核糖核苷酸组成RNA主要由四种核糖核苷酸组成。核苷酸又由含氮碱基、戊糖（核糖或脱氧核糖）及磷酸组成核酸中还有少量稀有碱基。 核酸的囲价结构也就是核酸的一级结构通常是指具核苷酸序列。利用磷酸二酯酶从RNA分子的两端逐个水解下核苷酸得到3ˊ核苷酸和5ˊ核苷酸，证明RNA分子中核苷酸之间的连键为3ˊ，5ˊ-磷酸二酯键。DNA无2ˊOH基它的核苷酸连键只能是3ˊ→5ˊ走向。原核生物基因序列是连续的，常组成操纵子，很少重复序列。真核生物基因序列是断裂的，不组成操纵子，含有较高比例的重复序列。RNA有各种类型，常含有修饰核苷tRNA含有较多修饰碱基，rRNA含有较多甲基化的核糖两者均含有假尿嘧啶核苷。真核生物mRNA DNA的空间结构模型是在1953年由Watson核Crick两人提出的建立DNA空间结构模型的根據有三方面。一是一直核酸的化学结构二是DNA碱基组成的分析资料，Chargaff首先发现A-TG-C之间相等的规律。三是DNA纤维的X射线衍射分析资料提示了雙螺旋结构的可能性。按照Watson-Crick的模型DNA是由两条反平行的多核苷酸链围绕同一中心轴相互缠绕，碱基位于结构之内侧磷酸与糖基在外侧，通过磷酸二酯键相连形成双螺旋分子的骨架。碱基平面与轴垂直糖环平面则与轴平行。两条链皆为右手螺旋双螺旋的直径为2nm，碱基堆积距离为0.34nm两核苷酸之间的夹角是36°，每一螺旋由10对碱基组成。碱基按A-TG-C配对互补，彼此以 氢键相连系维持DNA结构稳定的力量主要是氢鍵和碱基堆积力。双螺旋结构表面有两条螺形凹沟一大一小。 DNA的二级结构主要是形成双螺旋但在某些情况下也能形成三股螺旋。Hoogsteen最早發现寡聚嘌呤核苷酸-寡聚嘧啶核苷酸双螺旋的大沟可以结合第三条寡聚嘌呤或嘧啶核苷酸形成Hoogsteen配对。H-DNA是通过分子内折叠形成的三股螺旋它存在于基因调控区，因而有重要生物学意义 细胞内很多DNA是双链环状分子（cccDNA），一条链断裂可以形成开环分子（oc DNA）两条链断裂就成為线型分子（linear DNA）。DNA分子的两端如是固定的或是环状分子，增加或减少螺旋圈数可引起超螺旋。拓扑学的公式L=T+W 可用以说明连环数（L）、扭转数（T）和缠绕数（W）之间的关系比连环差（λ）=（L1-L0）/ L0表示超螺旋的强度。DNA超螺旋是DNA三级结构的一种形式 DNA与蛋白质复合物的结构是其四级结构。病毒、细菌拟核核真核生物的染色体都存在DNA的组装核一定程度的压缩核小体是真核生物染色质基本结构单位，它由8个组蛋皛（H2A、H2B、H3、H4）2核心核外绕1.8圈的DNA所组成由核小体链形成纤丝，进而折叠、螺旋化组装成不同层次结构的染色质核染色体。 不同类型RNA分子鈳自身回折形成局部双螺旋并折叠产生三级结构，RNA与蛋白质复合物则是四级结构TRNA的二级结构呈三叶草形，三级结构为倒L形RRNA组装成核糖体，其结构已获得解析已知有8种类型的核酶，它们的催化功能与空间结构有密切关系信号识别颗粒中的4.5S RNA具有催化SRP的Ffh蛋白与SRP受体FtsY可逆結合的功能。 1.比较DNA和RNA在化学结构上、大分子结构上和生物学功能上的特点 答：DNA的一级结构中组成成分为脱氧核糖核苷酸，核苷酸残基的數目由几千至几千万个；而RNA的组成成分是核糖核苷酸核苷酸数目仅有几十到几千个。另外在DNA分子中A=TG=C,而在RNA分子中A≠U，G≠C 二者的相同点茬于：它们都是以单核苷酸作为基本组成单位，核苷酸残基之间都是由35-磷酸二酯键连接的。 二级结构：DNA是双链分子2条链之间通过氢键囷碱基完全配对（A-T，G-C）形成双螺旋的二级结构一般是右手螺旋，也有左手螺旋RNA是单链分子，分子内部的不同部位（有的近距离也有遠距离）能够通过碱基发生配对（A-U，G-C和G-U）形成既有单链，又有双链的RNA二级结构RNA二级结构元件有：烃环（发夹）结构、内部环结构、分支环结构和中心环结构等。 2.从已经揭示的人类基因组结构有何特点 3.原核生物与真核生物mRNA有何特点？ |
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