Программа экзамена молекулярной биологии (1123623), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Спирин А.С. «Структура рибосомы и биосинтез белка». М. Высшая школа, 1986.

2. A.S. Spirin «Ribosomes». Cellular organells. Series Editor: Philip Siekevitz. Kluwer Academic/Plenum Publishers, 1999.

Часть III.Структура и функции белков

1. Биологические функции белков и пептидов.

История изучения химии белка. Представления о белках как о биополимерах. Общие свойства белков и принципы их организации. Основные функции белков. Принципы классификации белков, их разнообразие. Белки, включающие небелковые компоненты: металлопротеиды, хромопротеиды, гликопротеиды. Уровни структурной организации белковой молекулы.

2. Аминокислоты как строительные блоки белковой молекулы.

Классификация, строение и физико-химические свойства аминокислот. Оптическая изомерия. Физико-химические свойства боковых радикалов аминокислот. Селеноцистеин. Свойства боковых радикалов аминокислот в составе белков, важные для формирования молекулы. Биохимические методы определения аминокислот и белков. Принципы выделения и очистки белков. Доказательства индивидуальности белка. Микрогетерогенность белка.

3. Методы исследования структуры белков.

Методы определения аминокислотного состава и первичной структуры белков. Масс-спектрометрия белков. Принципы метода, подготовка образцов к анализу. Реакции химической модификации функциональных групп аминокислот. Методы специфической и неспецифической фрагментации полипептидной цепи - химические и ферментативные. Области применения метода. Разделение пептидов, получаемых при расщеплении белков. Определение N-концевых аминокислот. Метод Сэнгера. Определение С-концевых аминокислот и последовательностей. Автоматическое секвенирование белков по Эдману. Локализация дисульфидных связей в белках. Пептидное картирование. Методы изучения молекулярных комплексов. Методы и задачи протеомики.

4. Пептидная связь.

История изучения пептидной связи. Химическое строение пептидной связи. Цис- , транс-изомерия. Стехиометрические параметры пептидной связи, стерические ограничения. Карты Рамачандрана. Регулярная и нерегулярная структура белка.

5. Вторичная структура белка.

Роль водородных связей для формирования вторичной структуры. Спираль как важнейший элемент регулярной вторичной структуры белка. Основные свойства -спиралей: формирование дипольного момента, роль боковых радикалов аминокислотных остатков. Виды спиральных структур. -Структура: параллельное и антипараллельное расположение цепей при формировании слоев. Петли, их локализация на поверхности белков. -Шпилька как элемент вторичной структуры белков. Топологические диаграммы.

6. Принцип модульной организации белковой молекулы.

Основные мотивы, формируемые элементами вторичной структуры белков. Мотив греческого ключа,  - мотив, цинковые "пальцы", -шпилька и т.д. Структурные модули белковой молекулы: Россман-фолд, бета-баррель, бета-пропеллер и др. Биологические функции структурных модулей . Домены, их формирование и значение.

7. Третичная структура белка.

Стабильность пространственной структуры белка. Формирование третичной структуры белка в процессе синтеза. Гидрофобное ядро. Форма, компактность и динамика молекулы белка. Роль дисульфидных связей в стабилизации третичной структуры некоторых белков и пептидов. Взаимосвязь элементов вторичной структуры в составе белковой глобулы. Консенсусные последовательности аминокислот в предсказании третичной структуры. Понятие структурной классификации белков.

8. Четвертичная структура белка.

Стехиометрия и геометрия четвертичной структуры. Взаимодействия между субъединицами, стабилизирующие четвертичную структуру. Структурная организация контактов между субъединицами. Методы исследования четвертичной структуры. Биологическое значение четвертичной структуры. Основные классы белков.

9. Спиральные белки.

Взаимодействие между двумя - спиралями. Суперспираль - способ упаковки составляющих спиралей. Гептады аминокислот. Лейциновые "молнии". Формирование олигомеризационного домена из 4х -спиралей. Семейства альфа-спиральных белков: глобины, цитохромы, циклины, аннексины. Гистоны и строение нуклеосомы.

10. Глобины.

Миоглобин. Гемоглобин. Связывание кислорода миоглобином и важная роль третичной структуры в этом процессе. Функциональная роль четвертичной структуры гемоглобина. Аллостерическая регуляция функции гемоглобина. Аномальные и фетальные гемоглобины. Мультигенное семейство глобинов.

11. -Структурные белки. Способы упаковки параллельных структур в белковом домене. -Баррели. Роль -структур в формировании гидрофобного ядра, активных центров ферментов. Триозофосфатизомераза. Расположение -спиралей в открытых изогнутых -слоях. НАД-связывающий домен. Возможность предсказания места расположения активных центров ферментов в -структурах. Пируваткиназа, аллостерическая регуляция фермента. "Подковообразный" фолд. Арабинозо-связывающий белок: структура сахаро-связывающего домена.

-Структурные белки. Антипараллельные -тяжи как основной структурный элемент -белков. Типы образуемых доменов. Белки, связывающие гидрофобные лиганды. Ретинол-связывающий белок. Структура нейраминидазы и G- белка . Мотив греческого ключа в структуре кристаллинов. Строение и биологические функции фибронектина. Иммуноглобулиновый и фибронектиновый фолды. Структура гемагглютинина и его структурные перестройки. Белки с -спиральными доменами: бактериальные протеазы, пектатлиаза.

13. Транскрипционные факторы прокариот.

Узнавание ДНК белками в прокариотических системах. Роль структурного мотива "спираль-поворот-спираль" в узнавании белками нуклеотидной последовательности. Факторы, обуславливающие высокую специфичность узнавания ДНК белками. -Репрессор и Cro-белок. Аллостерический контроль связывания белков с ДНК. Репрессор триптофанового оперона, Lac- репрессор, репрессор метионинового оперона: участие -тяжей в его взаимодействии с ДНК. САР- белок и его взаимодействие с ДНК.

14. Транскрипционные факторы эукариот.

Особенности строения генома эукариот и связанные с этим особенности строения и функционирования регуляторов транскрипции. Активация хроматина, модификации гистонов. Бромодомены. Узнавание ДНК эукариотическими факторами транскрипции. Структура ТАТА-бокс-связывающего белка, его взаимодействие с ДНК. Гомеодоменные белки, формирование гетеродимеров. Белок р53 - его структура и взаимодействие с ДНК. HMG- белки, их роль в регуляции работы РНК- полимераз.

15. Специфические транскрипционные факторы эукариот.

Транскрипционные факторы, содержащие мотив цинковых "пальцев" 1-го класса: структура, специфичность взаимодействия с ДНК. Zif 268. Глюкокортикоидные рецепторы, рецепторы стероидных гормонов, димеризация и связывание с ДНК. Ретиноид X-рецепторы. Транскрипционные факторы с бинуклеарными цинковыми кластерами. Строение GAL4. Димеризация транскрипционных факторов с участием "лейциновых молний". Взаимодействие с ДНК и строение GCN4, MyoD, Max. Трансактивационные домены. Формирование гомо- и гетеродимеров, взаимодействие с факторами модификации хроматина.

16. Белки - факторы элонгации.

Структура факторов белкового синтеза. EF-Tu - конформационные перестройки в процессе функционирования. EF-G - "молекулярная" мимикрия. РНК-связывающий фолд.

17. Белки в клеточной сигнализации.

Классы рецепторов. Организация рецепторов, способы их заякоривания на мембране. Структура белков, принимающих участие в передаче сигнала в клетку. G-белки, структура, функции (GGG). ГТФ-азный домен. Трансдуцин. Ras-белок; мутантные формы, онкогенез. Малые G-белки, их разнообразие и функции. SRP–частицы эукариотических клеток. Их прокариотические аналоги. Строение пептидных гормонов. Взаимодействие гормона роста с рецептором. Фермент-ассоциированные рецепторы, тирозин-киназные рецепторы. Киназные домены: SH2 и SH3 модули - структура и функция. Структура Src-тирозин киназы. Инсулиновый рецептор и механизм передачи сигнала: инсулин/ IGF-сигнальный путь. Интегрины - доменная организация, взаимодействие с фибронектином и компонентами внеклеточного матрикса, каскадная передача сигнала.

18. Мембранные белки.

Биологические функции интегральных мембранных белков, их структурное разнообразие. Особенности выделения и исследования пространственной структуры. Принципы закрепления белков на мембране. Трансмембранные домены рецепторов гормонов. Бактериородопсин, его строение и функционирование. Родопсин - пространственная структура и зрительный каскад. Порины и родственные им по структуре белки внешней мембраны бактерий. Особенности строения поринов, важные для их транспортной функции. Поглощение углеводов, фосфатов, ионов железа. Сидерофоры. Регуляция биосинтеза и функционирования поринов. Порины как рецепторы связывания колицинов и бактериофагов. Omp- белки. Структура и механизм действия колицинов. Аквапорины. Основные типы ионных каналов. Никотиновые ацетилхолиновые рецепторы и другие лиганд-управляемые каналы. Структура и механизм действия. Водорастворимые белки, модулирующие лиганд-связывающие домены рецепторов. Калиевые каналы, строение, механизм обеспечения селективности. Нейротоксические белки (и пептиды) из ядов животных (змей, пауков, скорпионов, ядовитых морских моллюсков и др.) в исследованиях рецепторов и ионных каналов.

19. Полимеризующиеся и транспортные белки цитоскелета.

Структура актина, его сходство с гексокиназами и белками теплового шока. Структура актинового филамента. АТФазная активность актина и его вероятные конформационные перестройки при полимеризации филамента. Полярность и динамика актиновых филаментов. Профилин, его взаимодействие с актином. Гельзолин, его взаимодействие с актином. Структура тубулина, его сходство с малыми ГТФазами. Разнообразие семейства тубулинов. Структура микротрубочки. Участок связывания таксола в тубулине. ГТФазная активность тубулина и его вероятные конформационные перестройки при полимеризации микротрубочки. Полярность и динамика микротрубочек. Белки, имеющие CAP-Gly домен, их взаимодействие с тубулином. Белки тау, их взаимодействие с микротрубочками. Строение белков семейства миозинов. Структура АТФазного домена миозина, его сходство с малыми ГТФазами. Участки связывания АТФ и актина в молекуле миозина. Механохимический цикл миозина, роль в нем актина. «Шагание» димерных миозинов вдоль актинового филамента. Строение белков семейства кинезинов. Структура АТФазного домена кинезина, его сходство с миозином. Механохимический цикл кинезина, роль в нем тубулина микротрубочек. «Шагание» кинезинов по микротрубочке. Строение белков семейства динеинов. Структура АТФазного домена динеина, его метамерность. Вероятный механохимический цикл динеина.

20. Посттрансляционные модификации белков.

Йодирование и сульфирование остатков тирозина. Образование остатков -карбоксиглутаминовой кислоты. N- и О- гликозилирование белков- особенности процессов. Кальнексин и кальретикулин. Гликопротеины. Особый тип белков - протеогликаны. Муцины. Физиологическое значение углеводного компонента. Углеводные сигналы сортинга белков. Белки- антифризы. Обратимое гликозилирование цитоплазматических белков. С-С гликозилирование. Фосфорилирование белков. АДФ-рибозилирование белков. Липопротеины. LDL-рецепторы. Пренилирование и миристоилирование белков. Белки ядерной оболочки - ламины. Ограниченный протеолиз. Каскады фосфорилирования и протеолиза в клеточной сигнализации (примеры: хемотаксис, апоптоз). Формирование неканонической структуры - биосинтез инсулина. Разъединение белковых глобул в полибелках. Фосфатидилинозитолгликановые мостики для связывания мембранных белков. Клатрин-независимый эндоцитоз.

21. Белковый сплайсинг.

Механизм белкового сплайсинга. Процессы N-O- и N-S-ацильных перестроек, трансэтерификация. Образование пируваильных остатков в ферментах азотного обмена и другие процессы. Структура интеинов. Биологическое значение белкового сплайсинга.

22. Лектины.

Строение и классификация. С-лектины, Р-лектины и другие классы лектинов. Связывание углеводного остатка - структура связывающего домена. Лектины бактерий и растений. Функция тканеспецифичной адгезии. Бактериальные токсины - структурные особенности. Холерный токсин, Шигелла токсин. Механизм действия. Дифтерийный токсин, структура, связывание с поверхностью клетки, механизм действия. Растительные токсины. Рицин.

23. Аминоацил-тРНК-синтетазы.

Два класса АРСаз - особенности структурной организации. Строение сайта связывания тРНК, обеспечивающее специфичность фермента. Участки тРНК, ответственные за специфическое связывание. Взаимодействие белка с аминоацил-тРНК. Функция редактирования.

24. Рибосомные белки.

Общие черты строения рибосомных белков. РНК-связывающий домен, его взаимодействие с РНК. Полифункциональность рибосомных белков.

25. Фибриллярные белки.

Коллаген, эластин, кератины, фибронектин, ламинин.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)