Question

【题目】2019年1月10日，施一公教授研究团队在《科学》上报道了人源γ-分泌酶结合淀粉样前体蛋白（APP）的高分辨率冷冻电镜结构，揭示了结合底物后γ-分泌酶发生的构象变化，并对这些构象变化的功能进行了生化研究，从而为研究与癌症以及阿尔兹海默症相关的特异性药物设计提供了重要的结构信息。回答下列问题：

（1）该项研究进行时，需控制温度、酸碱度等条件，因为高温、过酸、过碱会使γ-分泌酶的___________遭到破坏，失去活性。

（2）根据蛋白质的各种特性，如蛋白质分子的____________、所带电荷的___________、以及溶解度、吸附性、对其他分子亲和力等，可用来分离不同种类蛋白质，从而得到γ-分泌酶。

（3）γ-分泌酶由4个跨膜蛋白亚基组成，分别为PS1、Pen-2、Aph-1和Nicastrin。若对γ-分泌酶4个跨膜蛋白亚基进行分离、纯化及分子量测定，需采用_____________及电泳技术。前者是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，相对分子质量较__________（填“大”或“小”）的跨膜蛋白移动速度较慢。

（4）电泳是指_____________在电场的作用下发生迁移的过程。对γ-分泌酶的4个跨膜蛋白亚基进行分子量测定时，通常采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法，该方法测定的结果只是_____________的分子量。该电泳迁移率完全取决于相对分子量的大小，原因是______________________。

Answer 1

【答案】空间结构 形状和大小 性质和多少 凝胶色谱 小 带电粒子 单条肽链 SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别

【解析】

凝胶色谱法指根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法。

电泳利用了待测样品中各种分子带电性质的差异以及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。

（1）酶需要适宜的温度和pH，高温、过酸、过碱会使γ-分泌酶的空间结构遭到破坏，失去活性。

（2）根据蛋白质的形状和大小、所带电荷的性质和多少、以及溶解度、吸附性、对其他分子亲和力等，可用来分离不同种类蛋白质，从而得到γ-分泌酶。

（3）可以用凝胶色谱法和电泳技术对γ-分泌酶4个跨膜蛋白亚基进行分离、纯化及分子量测定。凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小分离蛋白质的有效方法，相对分子质量大的蛋白质无法进行凝胶内部的通道，只能在凝胶外移动，路程较短，移动速度较快。相对分子质量小的蛋白质进入凝胶内部，经过的路程较长，移动速度较慢。

（4）电泳是指带电粒子在电场的作用下发生迁移的过程。对γ-分泌酶的4个跨膜蛋白亚基进行分子量测定时，通常采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法，SDS能使蛋白质发生完全变性，由几条肽链组成的蛋白质复合体在SDS的作用下会分解成单条肽链，因此测定的结果只是单条肽链的分子量。SDS所带负电荷的量大大超过了蛋白质分子原有的电荷量，因而掩盖了不同蛋白质间的电荷差别，故该电泳迁移率完全取决于相对分子量的大小。