Question

【題目】2019年1月10日，施一公教授研究團隊在《科學》上報道了人源γ-分泌酶結(jié)合淀粉樣前體蛋白（APP）的高分辨率冷凍電鏡結(jié)構(gòu)，揭示了結(jié)合底物后γ-分泌酶發(fā)生的構(gòu)象變化，并對這些構(gòu)象變化的功能進行了生化研究，從而為研究與癌癥以及阿爾茲海默癥相關(guān)的特異性藥物設(shè)計提供了重要的結(jié)構(gòu)信息�；卮鹣铝袉栴}：

（1）該項研究進行時，需控制溫度、酸堿度等條件，因為高溫、過酸、過堿會使γ-分泌酶的___________遭到破壞，失去活性。

（2）根據(jù)蛋白質(zhì)的各種特性，如蛋白質(zhì)分子的____________、所帶電荷的___________、以及溶解度、吸附性、對其他分子親和力等，可用來分離不同種類蛋白質(zhì)，從而得到γ-分泌酶。

（3）γ-分泌酶由4個跨膜蛋白亞基組成，分別為PS1、Pen-2、Aph-1和Nicastrin。若對γ-分泌酶4個跨膜蛋白亞基進行分離、純化及分子量測定，需采用_____________及電泳技術(shù)。前者是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量較__________（填“大”或“小”）的跨膜蛋白移動速度較慢。

（4）電泳是指_____________在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。對γ-分泌酶的4個跨膜蛋白亞基進行分子量測定時，通常采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的方法，該方法測定的結(jié)果只是_____________的分子量。該電泳遷移率完全取決于相對分子量的大小，原因是______________________。

Answer 1

【答案】空間結(jié)構(gòu) 形狀和大小 性質(zhì)和多少 凝膠色譜 小 帶電粒子 單條肽鏈 SDS所帶負電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差別

【解析】

凝膠色譜法指根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法。

電泳利用了待測樣品中各種分子帶電性質(zhì)的差異以及分子本身的大小、形狀的不同，使帶電分子產(chǎn)生不同的遷移速度，從而實現(xiàn)樣品中各種分子的分離。

（1）酶需要適宜的溫度和pH，高溫、過酸、過堿會使γ-分泌酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞，失去活性。

（2）根據(jù)蛋白質(zhì)的形狀和大小、所帶電荷的性質(zhì)和多少、以及溶解度、吸附性、對其他分子親和力等，可用來分離不同種類蛋白質(zhì)，從而得到γ-分泌酶。

（3）可以用凝膠色譜法和電泳技術(shù)對γ-分泌酶4個跨膜蛋白亞基進行分離、純化及分子量測定。凝膠色譜法是根據(jù)相對分子質(zhì)量的大小分離蛋白質(zhì)的有效方法，相對分子質(zhì)量大的蛋白質(zhì)無法進行凝膠內(nèi)部的通道，只能在凝膠外移動，路程較短，移動速度較快。相對分子質(zhì)量小的蛋白質(zhì)進入凝膠內(nèi)部，經(jīng)過的路程較長，移動速度較慢。

（4）電泳是指帶電粒子在電場的作用下發(fā)生遷移的過程。對γ-分泌酶的4個跨膜蛋白亞基進行分子量測定時，通常采用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳的方法，SDS能使蛋白質(zhì)發(fā)生完全變性，由幾條肽鏈組成的蛋白質(zhì)復(fù)合體在SDS的作用下會分解成單條肽鏈，因此測定的結(jié)果只是單條肽鏈的分子量。SDS所帶負電荷的量大大超過了蛋白質(zhì)分子原有的電荷量，因而掩蓋了不同蛋白質(zhì)間的電荷差別，故該電泳遷移率完全取決于相對分子量的大小。