Osnovy_biokhimii_Nelson_i_Kokh_tom_1 (1123313), страница 221
Текст из файла (страница 221)
Как вы думастс, вызывает ли зто лекарство какие-либо побочные лействия? Как создать лекарство, пе имеющее этих побочных эффектов? 6. Прерывание гормональных сигналов. Сигналы, передаваемые гормонами, в концс концов должны быть прерваны. Опишите несколько разных механизмов торможения сигнала. 7. Использование РКЕТ для изучения белок- белковых взаимодействий (п типо. На рис. 12-8 изображено взаимодействие между ~3-аррестином н р-адрснергнческим рецептором.
Как с помощью метода РКЕТ (см. доп. 12-3) проделюпстрировать наличие этого взаимодействия в живых клетках? Слияние каких белков следует произвести? Светом с какой длиной волны нужно облучать клетки, а при какой ллине волны следить за происходящими изменениями? Какие изменения можно наблюдать, если исследуемое взаимодействие происходит? А если взаимодействия нет? Как объяснить невозможность демонстрации этого взаимодействия с помощью данного метода? 8. Введение ЭГГА. ЭГТА (этиленгликоль-Х,Х'- (~3-амнноэтиловый эфир)-Х,Х,Х',Х'-тстрауксусной кислоты) является хелатирующим агентом с высоким сродством и специфичностью по отношению к Сат'. Делая мпкроинъекции соответствующего раствора Са~ -ЭДТА в клетку, экспериментатор может предотвратить рост концентрации Сам в цнтозоле выше 10 " М.
Как изменила бы мнкроннъекция ЭДТА клеточный ответ на вазопрессин (см. табл. 12-5)? На глюкагон? 9. Усиление гормональных сигналов. Опишите все источники усиления в системе ннсулинового рецептора. 10. Мутации газ. Как мутация гена п>е, приводящая к образованию белка Каз, не обладающего СТРазной активностью, изменяет клеточный ответ на инсулин? 11. Различия в С-белках. Сравните С-белки С, (работают при передаче си> нз»а от р-адрепергических рецепторов) н Каь. Какие свойства являются лля них общими? Чем они отличаются? В чем функциональное различие между С, н С,? 12. Механизмы регуляции протеинкиназ.
Укажите восемь главных типов нротсннкнназ, обнаруженных в клетках эукариот, н объясните, какой фактор непосредственно отвечает за активацию каждого типа. 13. Негидролизуемые аналоги СТР Многие ферменты могут гидролизовать СТР между ~3- и 7-фосфатамн. Аналог СТР р,у-имидогуанозип-5'- трифосфат Срр(ХН)р, изображенный ниже, нс гидролнзуется между р- н 7-фосфатамн. Предскажите эффект микроинъекцни Срр(ХН)р в мноциты на клеточный ответ при ~3-адренергической стимуляции. Н О вЂ Р вЂ >Ч вЂ” Р— Π— Р— О— ! ! ! О О О ОН ОН Орр(>ЧН>р ( д т-нмидогуанознн-Вотрнфосфат> 14.
Использование токсина для очистки белка ионного канала. а-Бунгаротоксин — мощный нейротоксин из яда змеи Випяйагцз ти!Йстсеис.. Он с высокой специфичностью связывается с никотиновымн ацетилхолнновыми рсцспторами и мешает открыванию ионных каналов. Это взаимодействие использовали для выделения и очистки ацетилхолинового рецепторного белка из электрического органа ската. а) Объясчите стратегию выделения ацетилхолинового рецептора с помощью а-бунгаротоксина, ковалентно связанного с хроматографическими гранулами.
(Подсказка: см. рис. 3-17, гь) б) Объясните стратегию очистки ацетилхолинового рецептора с помощью 1!> з1 а-бунгаротоксина. Вопросы и задачи 1679] 15. Мембранный потенциал покоя. Множество необычных беспозвоночных, в том числе гигант- ские моллюски, мидии и полихсты, живут па краях гидротермальных источников на дне океана, где тсмпература составляет 60 'С. а) Мембранный потснциал покоя замыкающего мускула глубоководного гигантского моллюска — 95 мВ. Могли бы вы предсказать этот мембранный потенциал по данным слсдутощей таблицы? Почему да или почему нет? Концентрацня, мы Ион Внутрнкаеточная Внеклеточная 4«0 20 560 10 50 400 2! ОЛ !ча' К' С! Сат' б) Считайте, что мембрана замыкающего мускула проницаема только для ионов, перечисленных выше.
Какой ион определяет мембранный потснциал )т„,? 17. Возбуждение, вызываемое гиперполяризацией. В большинстве нейронов депаллризацил мембраны приводит к открытию потенцпалзависимых ионных каналов, генерации потенциала действия и в конце концов к входу Саг, вызывающему высвобождение нейромедиатора в 16. Мембранные потенциалы в икринках лягушки. Оплодотворение яйцеклетки лягушки сперматозоидом приводит в действие ионныс каналы, похожие на каналы нейронов (в процессе распространения потснциала действия), и инициирует события, приводящие к делению клетки и развитию эмбриона.
Ооциты можно простимулировать к делению без оплодотворения, суспепдируя их в 80 мМ КС! (обычная прудовая вола содержит 9 мМ КС!). а) Рассчитайте, как измснснис внсклеточной концентрации КС1 изменит мембранный потенциал покоя ооцита.
(Подсказка: считайте, что ооцит содержит 120 мМ К и проницаем только лля К .) Примите температуру равной 20 С. б) Когда эксперимент повторяют в воде, не содержащей Саг', увеличение концентрации КС1 пе оказывает эффекта. На какие мысли это наводит относительно механизма действия КС1? окончании аксона. Разработайте клеточнук~ стратегию, при которой гинеряаллризация в палочках сетчатки вызывала бы возбуждение зрительного сигнального пути и прохождение зрительного сигнала в головной мозг. (Подсказка: передача нервных импульсов у высших организмов проходит через серию нейронов, которые переносят информацию в мозг (см. Рис.
12-35). Сигнальный фактор, высвобожденный одним нейроном, может быть либо возбуждающим, либо тормозным относительно следующсго, постсинаптического нейрона.) 18. Генетические «квналопатииа. Многие генетические заболевания связаны с дсфскталнт ионных каналов. Для каждого из описанных ниже случаев объясните, какос молекулярное нарушение могло привести к данным симптомам. а) Мутация с потерей функции гена, кодирующего о-субъединипу сСМР-зависимого катиоппого канала колбочек сетчатки, приводит к полной неспособности различать цвета.
б) Нефункциональные аллсли гена, кодирулощего ст-субъедипнцу АТР-зависнмого калиевого канала (см. рис. 23-29), приводят к состоянию, называемому врожденным гппсринсулипизмом, при котором в крови постоянно повышен уровень инсулина. в) Мутация р-субъединицы АТР-зависимого калиевого капала, нарушающая связывание АТР, приводит к диабету новорожденных — постоянно пониженному уровню инсулина в крови у новорожденных детей.
19. Зрительная десенситизация. Болсзнь Огучи представляет собой наследуемую форму ночной слепоты. Подвсржснные ей люди медленно восстанавливают зрение после вспышки яркого света на фоне темноты (например, света автомобильных фар на шоссс). Сдслайте предположение, какие молекулярные дефекты (пли дефект) могут иметь место при болезни Огучн.
Поясните на молекулярном уровне, как этот дефект объясняет ночнчю слепоту. 20. Влияние проникающего аналога сСМР на палочки сетчатки. Аналог сСМР 8-Вг-сСМР, способный проникать сквозь клеточную мембрану, очень медленно разрушается под действием фосфодиэстеразной активности в паючках сет- 16801 Часть 1. 12.
Биосигнаяизация чатки, но эффективно вызывает открытие управляемого канала во внешнем сегменте клетки так же, как сОМР. Что можно наблюдать, если подействовать светом па суспензию палочек в буфере со сравнительно высокой концентрацией 8-ВгсОМР измеряя при этом мембранный потенциал клеток? 21. Ощущение горячего н холодного при приеме пищи. Ощущения горячего и холодного передаются группой регулируемых тегипературой катионных каналов. Например, каналы ТКР»г1, ТКРЪ'3 и ТКРМ8 обычно закрыты, но открываются при следукпцих условиях: ТКРтг1 при т 43 'С, ТКРЪ'3 при Г и 33'С, аТКРМ8 прпг< 25'С.
Эти каналы экспрессируются в чувствительных нейронах, которые отвечают за тепловые ощущения. а) Предложите модель, объясняющую, каким образом действие высокой температуры на чувствительный нейрон, содержащий ТКРЧ1, приводит к ощущению тепла. б) Капсаицин — один из активных компонентов жгучего перца — агонист ТКР тг1. В концентрации 32 нМ это вещество па 50% активирует ответ ТКРН1 (т. е. ЕСяя капсаицина составляет 32 нМ). Объясните, почему всего несколько капель соуса, в состав которого входит жгучий перец, вызывают ощущение горячего, на самом леле не обжигая рот.
в) Ментол, входящий в состав мяты, является агопистом ТКРМ8 (ЕСм = 30 мкМ) и ТКР»г3 (ЕС,« = 20 мМ). Какое ощущение вы испытаете, взяв в рот небольшое количество ментола? А если взять много ментола? 22. Онкогены, гены опухолевых супрессоров и рак. Объясните, почему в каждой из описанных ниже ситуаций может происходить неконтролируемое деление клеток. а) При раке толстой кишки часто возникают мутации гена, кодирующего рецептор простагландина Еь Простагландин РОЕя — это фактор роста, необходимый для деления клеток желудочно- кишечного тракта.
б) Саркома Капоши часто обнаруживается у больных СПИДом при отсутствии лечения. Этот вид рака вызван вирусом, один из генов которого кодирует белок, напоминающий хемокиновые рецепторы СХСК1 и СХСК2. Хемокины — это специфические для определенного типа клеток ростовые факторы. в) Адеповирус, приводящий к возникновению рака, несет ген белка Е1А, который связывается с белком ретинобластомы рКЬ. (Подсказкьс см. рис.
12-48.) г) Многие онкогены и гены опухолевых супрессоров специфичны для определенного типа клеток. Например, мутации рецептора РОЕ, обычно не встречаются при раке легкого. Объясните это наблюдение. (Напомним, что РОЕя действует посредством ОРСК в плазматнческой мембране.) 23. Мутации в генах опухолевого супрессора и онкогенах. Объясните, почему мутации в генах опухолевого супрессора являются рецессивными (обе копии гена должны иметь дефекты, для того чтобы была нарушена регуляция клеточного деления), в то время как мутации в онкогепах являются доминантными.
24. Ретинобластома у детей. Объясните, по, чему у некоторых детей с ретинобластомой развиваются множественные опухоли сетчатки в обоих глазах, в то время как другие имек>т единичную опухоль только в одном глазу. 25. Специфичность сигнала для отделъных типов клеток. Обсудите справедливость следующего предположения: «сигнальная молекула (гормон, фактор роста или нейромедиатор) вызывает идентичные ответы в различньгх типах клеток- мишеней, если последние содержат одинаковые рецептор ым Анализ экспериментальных данных 26.
Вкусовые ощущения у мышей. На рис. 12-41 изображен путь передачи сигнала сладкого вкуса у млекопитающих. Приятный вкус обусловлен эволюционной адаптацией, способствующей потреблению животными питательных продуктов. Жао с соавторами (2003) изучали два главных приятных вкусовых ощущения — сладость и вкус умами*.
Пи- * Вкус умами — вкус белковых веществ, характерный для блюд японской и вообще восточной кухни. На русский язык умами иногда переводят как «мясной вкус». — Прим. пер. Анализ экспериментальных данных [68< [ кантный вкус умами связан с наличием в продуктах определенных аминокислот, особенно аспарагиновой и глутаминовой кислот; возможно, имснно этот вкус заставляет животных есть богатую белками пишу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
