等离子体膜
病毒是终极寄生虫
病毒引起的疾病数不胜数，而且大家都太熟悉了水痘流感，某些类型的肺炎，小儿麻痹症，麻疹，狂犬病，肝炎,普通感冒等等。天花曾经是世界范围内的祸害，从20世纪60年代中期开始的长达10年的全球免疫努力根除了它。植物中的病毒感染(例如玉米中的矮花叶病毒)对作物生产产生重大经济影响。通过传统育种方法开发的抗病品种的种植…
解旋酶引物酶DNA聚合酶和其他蛋白质参与DNA复制
对真核生物的详细了解蛋白质参与DNA复制的基因主要来自对小病毒DNA的研究，特别是SV40 DNA，一种感染猴子的小病毒的循环基因组。图4-34描述了SV40 DNA在a复制叉．组装的蛋白质一个复制叉进一步说明第三章中介绍的分子机器的概念。图4-34 SV40 DNA模型…
真核生物染色体的结构组织
我们现在转到真核细胞内DNA分子是如何组织的问题上。因为细胞DNA的总长度是细胞长度的10万倍，DNA的排列对细胞结构至关重要。在细胞未分裂的间期期间，遗传物质以核蛋白复合体的形式存在，称为染色质，它分散在细胞核的大部分。在有丝分裂过程中染色质的进一步折叠和压实产生可见中期。
细胞感知和发送信息
活细胞不断地监测周围环境，并相应地调整自身的活动和组成。细胞也通过故意发送信号进行交流，这些信号可以被其他细胞接收和解释。这样的信号不仅在单个生物体内部很常见，在生物体之间也很常见。例如，我们和其他动物察觉到的梨的气味是一种食物来源，一种动物食用了梨，这有助于传播梨的种子。每个人都好处……
植物液泡贮存小分子，使细胞能迅速伸长
大多数植物细胞至少含有一个膜限制的内部液泡。液泡的数量和大小取决于细胞的类型和发育阶段，单个液泡可以占据成熟植物细胞的80%(图5-24)。多种运输方式蛋白质在液泡膜内，植物细胞可以在液泡内积累和储存水、离子和营养物质(如蔗糖、氨基酸)(第7章)。
审查的概念
质子动力(pmf)对线粒体和叶绿体的功能都是必不可少的。是什么产生了pmf，它和ATP 2的关系是什么。线粒体内膜表现出典型细胞膜的所有基本特征，但它也有一些独特的特征，这些特征与它在氧化磷酸化中的作用密切相关。这些独特的特征是什么?它们对细胞膜的功能有什么作用?最大……
培养Msb细胞
dna酶(g ml) 0.01 .05 .1 .5 .1 1.5 1.5非组蛋白蛋白质虽然组蛋白是染色体中的主要蛋白质，但非组蛋白蛋白也参与染色体结构的组织。组蛋白缺失的电子显微图中期染色体从海拉细胞中发现了固定在非组蛋白组成的染色体支架上的DNA长环(图10-23)。该支架具有中期染色体的形状和…
转录由RNA聚合酶II启动
在前面的章节中有许多真核生物蛋白质并介绍了参与转录及其控制的DNA序列。在本节中，我们关注RNA聚合酶II (Pol II)的转录起始前复合体的组装。回忆一下，这种真核RNA聚合酶催化信使RNA和少量核小RNA (snrna)的合成。控制Pol II转录起始前复合体组装的机制，因此…
光合作用的四个阶段中有三个阶段只在光照时发生
植物的光合作用过程可分为四个阶段，每个阶段都位于叶绿体的一个特定区域(1)吸收光，(2)电子传输导致从H2O生成O2, NADP+还原为NADPH，并产生质子动力，(3)合成ATP，(4)将CO2转化为碳水化合物，通常被称为碳固定。光合作用的所有四个阶段都是紧密耦合和受控的，以便产生大量碳水化合物。
大多数跨膜蛋白的主要二级结构是膜内的螺旋结构
可溶性蛋白质展示数百个不同的局部折叠结构，或主题(见图3-6)。相比之下，整体膜蛋白的折叠结构种类非常有限，疏水的a螺旋结构占主导地位。包含跨膜a螺旋结构域的完整蛋白质通过与特定脂类的疏水相互作用嵌入膜中，也可能通过与磷脂极性头基团的离子相互作用嵌入膜中。糖磷蛋白A，主要的…
高密度脂蛋白对胆固醇的逆向转运有益胆固醇可预防动脉粥样硬化
流行病学证据表明高密度脂蛋白胆固醇在血浆中与风险成负相关动脉粥样硬化而且心血管病．此外，转基因过表达载脂蛋白A-I，图18-22 hdl介导的胆固醇逆向转运。外周组织中的胆固醇通过ABCA1(1)和可能的其他转运体(如SR-BI)转移到循环中的HDL，并通过血浆酶LCAT....转化为胆固醇酯
电泳根据分子的电荷质量比分离分子
电泳是一种在外加电场影响下分离混合物中分子的技术。在电场中溶解的分子以其电荷质量比所决定的速度移动或迁移。例如，如果两个分子的质量和形状相同，净电荷大的分子会更快地向电极移动。
ER中的蛋白质修饰、折叠和质量控制
膜和可溶性分泌物蛋白质合成的粗糙ER在到达它们的最终目的地之前要经过四次主要的修改(1)添加和处理碳水化合物(2)内质网中二硫键的形成，(3)内质网中多肽链的正确折叠和多亚基蛋白的组装，(4)内质网、高尔基网和分泌囊泡中的特异性蛋白水解裂解。一个或多个碳水化合物链被添加到巨大的…
动脉粥样硬化性心脏病和中风的细胞生物学
在这最后一节中，我们研究了脂质代谢与动脉粥样硬化，最常见的原因心脏病发作和中风。动脉粥样硬化占死亡人数的75%心血管病在美国。我们对脂质代谢及其调控的分子机制的理解的进步对治疗和预防这一重大健康问题有着巨大的影响。常被称为胆固醇依赖性阻塞…
髓鞘形成增加脉冲传导速度
正如我们所见，动作电位可以以每秒1米的速度沿轴突向下移动而不减少。但即使如此快的速度也不足以实现动物典型的复杂运动。例如，在人类中，支配腿部肌肉的运动神经元的细胞体位于脊髓轴突大约有一米长。走路、跑步和类似动作所需要的协调的肌肉收缩是不可能的，如果……
离子通道包含由保守跨膜螺旋和P段形成的选择性过滤器
所有离子通道都表现出特定离子的特异性。K+通道允许K+离子进入，但不允许密切相关的Na+离子进入，而Na+通道允许Na+离子进入，但不允许K+离子进入。对细菌K+通道的三维结构的测定首次揭示了这种微妙的离子选择性是如何实现的。随着其他K+， Na+和Ca2 +通道的序列随后被确定，它变得很明显，所有这些蛋白质有一个共同的结构，可能是从单一类型的…
大纲
18.1磷脂和鞘脂的合成和细胞内运动18.2胆固醇一种多功能膜脂18.3脂类进出细胞的运动18.4细胞脂代谢的反馈调节18.5细胞生物学动脉粥样硬化，心脏病发作细胞外或脂蛋白结合蛋白质动脉粥样硬化，心脏病发作，中风图18-1主要…
神经递质的降解或再摄取通常会终止突触上的信号传递
神经递质从突触前细胞释放后，必须去除或破坏，以防止突触后细胞继续受到刺激。信号传递可以通过传递器从突触间隙扩散而终止，但这是一个缓慢的过程。相反，两种更快的机制中的一种终止了大多数突触上神经递质的作用。当乙酰胆碱被乙酰胆碱酯酶水解为乙酸酯和胆碱时，乙酰胆碱的信号传递就终止了。
Section的主要概念
神经递质和受体和转运蛋白质神经递质受体分为两类配体门控离子通道(打开时允许离子通过)和G蛋白偶联受体(连接到单独的离子通道)。在突触时，脉冲由突触前细胞的轴突末端释放的神经递质传递，随后与突触后细胞上的特定受体结合(见图7-31)....
溶酶体是含有一组降解酶的酸性细胞器
溶酶体提供了一个极好的例子，说明细胞内膜能够形成封闭的腔室，其中腔腔(腔室的水质内部)的组成与周围的细胞质有很大的不同。质膜只存在于动物细胞中，控制分子进出细胞的运动，并在细胞-细胞信号传递和细胞粘附中起作用。线粒体被双层膜包围，通过氧化…产生ATP。
脂质可以在大型明确的脂蛋白复合物中输出或输入
为了促进脂质在细胞间的质量转移，动物进化出了一种有效的替代方法，以取代细胞表面运输介导的脂质逐分子输入和输出蛋白质，如图18-11所示。这种替代品将成百上千的脂质分子包装成被称为脂蛋白的水溶性大分子载体，细胞可以将其分泌到循环中或作为整体从循环中吸收。脂蛋白粒子……
信号分子和细胞表面受体
细胞外信号的通信通常包括以下步骤(1)合成和(2)信号细胞释放信号分子(3)将信号运输到目标细胞(4)由特定的受体结合信号蛋白质导致它的激活(5)通过激活的受体启动一个或多个细胞内信号转导通路(6)细胞功能、代谢或发育的特定变化和(7)信号的去除，这通常…
分泌蛋白在内质网膜上的转运
所有的真核细胞基本上都使用相同的分泌途径来合成和分类分泌蛋白质以及ER、高尔基体和溶酶体中的可溶性管腔蛋白(见图16-1，左)。为简单起见，我们统称这些蛋白质为分泌蛋白。尽管所有的细胞都分泌各种各样的蛋白质(例如，细胞外基质蛋白)，但某些类型的细胞专门分泌大型的核糖体。
尼古丁乙酰胆碱受体中的五个亚基都参与离子通道
骨骼肌中的乙酰胆碱受体是一种戊二甲酸乙酯受体蛋白质亚基组成为a2p 8。a、P、7、8亚基序列平均具有相当的同源性，任意两个亚基中约有35- 40%的残基是相似的。完整的受体具有五重对称性，而实际的阳离子通道是一个锥形的中央孔，由五个亚基中的每个亚基的同源段排列(图7-45)。当受体协同结合两个…
癌症中细胞变化的概述
23.1肿瘤细胞与发病癌症23.2癌症的遗传基础23.3促生长中的致癌突变蛋白质23.4导致生长抑制和细胞周期控制缺失的突变23.5致癌物质图23-1引起癌症的细胞变化概述在致癌作用如图所示，六种基本细胞特性被改变，从而产生完整的、最具破坏性的癌症表型。危险较小的肿瘤出现在…
Tcfc Bcfc
许多称为细胞因子的细胞外生长因子调节各种血细胞谱系的前体细胞的增殖和分化。例如，促红细胞生成素可以激活几种不同的细胞内信号转导途径，导致促进红细胞形成的基因表达变化(见图14-7)。造血谱系最初是通过将各种类型的前体细胞注射到老鼠体内而得出的。
所有肌球蛋白都有头部、颈部和尾部结构域，具有不同的功能
进一步说明电机的性能蛋白质，我们考虑肌球蛋白II，它在收缩时沿着肌细胞中的肌动蛋白丝移动。其他类型的肌凝蛋白可以沿着细胞骨架中的肌动蛋白丝运输囊泡。肌球蛋白II和肌球蛋白超家族的其他成员由一两个重链和几个轻链组成。重链在结构和功能上被组织成三种不同类型的畴图3-24a。两个球形的头…
在通过C4途径固定二氧化碳的植物中，与光合作用竞争的光呼吸作用减少了
光合作用总是伴随着光呼吸作用，这一过程发生在光下，消耗氧气，并将核酮糖1,5-二磷酸部分转化为二氧化碳。如图8-43所示，rubisco催化两个相互竞争的反应:co2加成1,5-二磷酸核酮糖形成两个分子的3-磷酸甘油酸酯和O2加成形成一个分子的3-磷酸甘油酸酯和一个分子的双碳化合物磷酸乙醇酸酯。光呼吸对能源经济是一种浪费。
脂质的代谢与运动
从肠腔摄取经口服的胆固醇荧光类似物(氟甾醇，溶解在玉米油中)进入脂滴后的仓鼠肠上皮的荧光显微照片(左上，未染色)。C. P. Sparrow等，1999,J.脂质决议40 1747-1757。在本章中，我们将考虑细胞在代谢和运输脂质时所面临的一些特殊挑战，脂质在细胞的水内部和……
家族性高胆固醇血症的分析揭示了LDL颗粒受体介导的内吞作用途径
关于基本分子细胞生物学和医学之间的协同关系，没有比发现LDL受体(LDLR)将胆固醇运送到细胞的途径更好的例子了。导致这一发现的一系列优雅的和获得诺贝尔奖的研究作为洞察低密度脂蛋白代谢机制的来源，几个关键细胞器的功能和特性，协调调节复杂代谢途径的细胞系统，以及……
低密度脂蛋白坏胆固醇的独立摄取导致泡沫细胞的形成
如前所述，第一步是动脉粥样硬化是在动脉壁上堆积的巨噬细胞泡沫细胞充满了含有胆固醇酯的脂滴。血浆LDL浓度越高，动脉壁LDL浓度越高，泡沫细胞发育和积累越快，形成显微镜下可见的早期脂肪条纹。鉴于这些事实，你最初可能会猜测低密度脂蛋白介导的内吞作用是泡沫细胞形成的原因，但是……
ABC蛋白介导磷脂和胆固醇的细胞输出
由于ABC超家族的不同成员的活动，磷脂和胆固醇可以同时输出(见表18-2)。这一现象最广为人知的例子是胆汁的形成，这是一种含水液体，含有磷脂、胆固醇和胆汁酸，而胆汁酸来源于胆固醇。磷脂、胆固醇和胆汁酸从肝细胞输出后，在胆汁中形成水溶性胶束，通过导管输送到胆囊。
微丝和膜结合蛋白在质膜下形成骨架
细胞的独特形状取决于肌动蛋白丝和肌动蛋白的组织蛋白质将微丝连接到细胞膜上。这些蛋白质被称为膜-微丝结合蛋白，充当点焊，将肌动蛋白的细胞骨架框架固定在上面的膜上。当附着在一束细丝上时，膜获得指状微绒毛或类似的投影(见图5-28)。当薄膜附着在平面的丝状网络上时，它就被固定住了。
将细胞整合到组织中
炎症性肠病模型，培养的结肠平滑肌细胞被诱导分泌透明质酸电缆(绿色)，通过其CD44受体(红色)与球形单核白细胞结合。细胞核被染成蓝色。由C. de la Motte等人提供，勒纳研究所。在复杂的多细胞生物，如植物和动物的发育过程中，祖细胞分化成不同的类型，具有独特的成分、结构和……
神经元的特定区域执行不同的功能
虽然不同类型的神经元形态在某些方面有所不同，但它们都包含四个功能不同的不同区域:细胞体、轴突、轴突末梢和树突(图7-29)。细胞体包含细胞核，是几乎所有神经元合成的场所蛋白质和膜。有些蛋白质是在树突中合成的，但没有一个是在轴突或轴突末端合成的。涉及微管的特殊运输过程将蛋白质和……
结构域和功能域是三级结构的模块
的三级结构蛋白质大于15000兆瓦的通常被细分为不同的区域称为域。结构域是多肽的紧密折叠区域。对于大型蛋白质，可以在x射线晶体学确定的结构中或在电子显微镜捕获的图像中识别结构域。虽然这些分离的区域被很好地区分或物理上彼此分离，但它们是由多肽链的中间片段连接起来的。每一个…
受体介导的内吞作用和内化蛋白的分选
在前几节中，我们已经探讨了分泌和膜的主要途径蛋白质在粗糙的内质网上合成的物质被输送到细胞表面或其他目的地。细胞还可以将周围的物质内化，并将它们分类到特定的目的地。少数几种细胞(如巨噬细胞)可以通过吞噬作用吞噬整个细菌和其他大颗粒，吞噬作用是一种非选择性肌动蛋白介导的过程，在这个过程中，质膜的延伸包住摄入的细菌。
离心分离法可以分离质量和密度不同的粒子和分子
典型的蛋白质纯化方案的第一步是离心。离心背后的原理是悬浮的两个颗粒(细胞、细胞器或分子)，具有不同的质量或密度，会以不同的速度沉降到管的底部。记住，质量是样品的重量(以克为单位)，而密度是其重量与体积之比(克升)。蛋白质质量变化很大，但密度不变。除非蛋白质有附着的脂质或…
单细胞生物帮助和伤害我们
细菌和古细菌是数量最多的单细胞生物，通常有1-2米大。尽管它们体积小，结构简单，但它们是了不起的生化工厂，将简单的化学物质转化为复杂的生物分子。细菌对地球生态至关重要，但有些细菌会导致由耶尔森氏菌引起的黑死病，链球菌性喉炎链霉菌，结核分枝杆菌，炭疽杆菌，…
小分子携带能量，传递信号，并与大分子连接
细胞的大部分内容物是带有小分子(如单糖、氨基酸、维生素)和离子(如钠、氯、钙离子)味道的水汤。细胞内小分子和离子的位置和浓度是由众多分子和离子控制的蛋白质插入细胞膜的。这些泵、转运体和离子通道将几乎所有的小分子和离子运送进或送出细胞及其细胞器(第7章)。
原子键和分子相互作用
原子之间的强和弱的引力是胶水，把它们黏在单个分子中，并允许不同生物分子之间的相互作用。当两个原子共用一对电子(单键)或多对电子(双键、三键等)时，强作用力形成共价键。非共价相互作用的弱引力在反应中同样重要(右)取决于正向的速率常数(kf，上…
酶是高效、特异的催化剂
与抗体不同的是，抗体结合并简单地将它们的配体呈现给免疫系统在美国，酶促进其配体(即底物)的化学变化。细胞中的几乎每一个化学反应都是由一种特定的酶催化的。像所有的催化剂一样，酶不影响反应的程度，这是由反应物和生成物之间的自由能AG的变化决定的(第二章)。对于能量有利的反应(AG)，酶…
M实验图534
荧光激活细胞分选器(FACS)分离用荧光试剂标记的不同细胞。步骤1将标记细胞的浓缩悬浮液与缓冲液(鞘液)混合，使细胞单列通过激光束。步骤2通过对散射光的测量，测量每个电池发出的荧光和散射光，可以确定电池的大小和形状。步骤3强制暂停…
调节葡萄糖氧化速率以满足细胞对ATP的需求
所有酶催化的反应和代谢途径都由细胞调节，以产生所需数量的代谢物，而不是过量。葡萄糖通过糖酵解途径、丙酮酸脱氢酶反应和柠檬酸循环氧化为CO2的主要功能是产生NADH和FADH2，它们在线粒体中的氧化产生ATP。糖酵解途径和柠檬酸循环的操作被不断调节，主要是通过变构机制，以满足…
控制基因活性的信号通路
荧光共振能量转移(FRET)检测Ras激活的时间和位置蛋白质在由表皮生长因子引发的活细胞中。松田Michiyuki Matsuda大阪大学微生物疾病研究所。所有生物体的发育都需要执行一个复杂的程序，在这个程序中，特定的基因在特定的细胞群中按精确的时间顺序被激活和抑制。基因表达的许多发育变化是由细胞外…
另外，折叠蛋白与缓慢发展的疾病有关
如前所述，每个蛋白质物种通常将I折叠成一个单一的，能量上有利的构象h'lUiHHii'H js，这是由它的氨基酸序列所决定的。然而，最近的证据表明，由于突变、不适当的翻译后修饰或其他尚未确定的原因，蛋白质可能折叠成另一种三维结构。这种错误的折叠不仅导致蛋白质的正常功能的丧失，而且标志着蛋白质水解。
胆固醇和鞘脂在膜微畴中与特定的蛋白质聚集
最近的研究结果挑战了长期以来的观点，即脂质是随机混合在双层的每个单张中。脂质可能组织在小叶中的第一个提示是发现质膜提取后残留的脂质洗涤剂含有两种脂类，胆固醇和鞘磷脂。因为这两种脂质是在更有序、更少流体的双分子层中发现的，研究人员假设它们形成了微域，称为脂质筏，…
肌动蛋白古老而丰富，高度保守
肌动蛋白是细胞内最丰富的蛋白质在大多数真核细胞中。例如，在肌肉细胞中，肌动蛋白占细胞总蛋白质的10%，即使在非肌肉细胞中，肌动蛋白也占细胞蛋白质的1- 5%。非肌肉细胞中肌动蛋白的胞质浓度在微绒毛等特殊结构中为0.1 ~ 0.5 mM，而局部肌动蛋白浓度可达5 mM. M。鱼角质化细胞……
棕色脂肪线粒体含有氧化磷酸化解耦子
棕色脂肪组织，其颜色是由于大量线粒体的存在，专门用于产生热量。相比之下，白色脂肪组织专门用于储存脂肪，含有相对较少的线粒体。棕色脂肪线粒体的内膜含有热原素蛋白质它是氧化磷酸化的天然解耦剂。像合成解耦器一样，热原素在线粒体内膜上分散质子动力，……
葡萄糖和氨基酸跨越上皮细胞需要多种转运蛋白
如图7-27所示蛋白质介导葡萄糖从肠腔吸收到血液中。在这一过程的第一阶段，位于微绒毛膜的2 - na + 1 -葡萄糖转运体逆其浓度梯度从肠腔穿过上皮细胞的顶端表面输入葡萄糖。如上所述，该转运体将能量上不利的向内转运结合在一起。
DNA可以进行可逆链分离
在DNA的复制和转录过程中，双螺旋链必须分离，以便碱基的内边缘与核苷酸的碱基配对，聚合成新的多核苷酸链。在后面的部分中，我们将描述在复制和转录过程中分离和随后重新连接DNA链的细胞机制。这里我们讨论了影响DNA链体外分离和再结合的因素。…的解除和分离
配体结合可以诱导催化亚基的变构释放或过渡到不同活性的状态
之前，我们看过蛋白质激酶A以说明酶活性位点的结合和催化作用。这种酶可以作为一种不活跃的四聚体蛋白存在，由两个催化亚基和两个调节亚基组成。每个调控亚基包含一个假底物序列，该序列与催化亚基中的活性位点结合。通过阻断底物结合，调控亚基抑制了催化亚基的活性。不活跃的蛋白激酶A被环AMP激活…