一、结合锌离子的蛋白质结构域有哪些,它们各有什么特点和功能？
蛋白质的三级结构常可分割成一个或数个球状或纤维状的区域，折叠成较为紧密的折叠实体，各行使其功能，称为结构域(domain)，是三级结构的基本单元。
结构域大体可以分为四类：反平行的α螺旋结构域（全α-结构）、平行或混合型的β折叠片结构域（α，β-结构）、反平行的β折叠片结构域（全β-结构）、富含金属或二硫键结构域。
锌指结构由一个α-螺旋和两个反平行的β-折叠三个肽段组成。形似手指，具有结合锌离子的功能。锌指的N-端有一对半胱氨酸残基，C-端有一对组氨酸残基，这四个残基在空间上形成一个洞穴，恰好容纳一个Zn离子，由于Zn离子可稳定模体中α-螺旋结构，致使此α-螺旋能镶嵌于DNA的大沟中，因此含锌指结构的蛋白质都能与DNA或RNA结合。不同的蛋白结构对应不同的功能，根据锌指Cys和His残基围绕Zn2+所构成的空间结构得不同,把锌指蛋白分成8个不同的折叠群：类CH2型锌指(CH2like)、塞结状锌指(gagknuckle)、高音谱号锌指(treble.eleD)、带状锌指(zineribbon)、Zn/Cys6型锌指(Zn2/Cys6)、类TAZ2型锌指(TAZ2do-mainlike)、锌离子结合短环锌指(shortzinebindingloops)和金属硫蛋白锌指(metallothionein)。
其中，存在范围最广且生物功能最为重要的锌指蛋白有如下几类:C2H2型、RING型、PHD型以及LIM型。
C2H2型锌指蛋白通常包含[C-x-C-x-H-x-H]结构域，且能够与DNA相结合。人类ZNF蛋白含有多个C2H2结构域，这些C2H2结构域能够与特异的DNA序列[(T/A)(G/A)CAGAA(T/G/C)]相结合，进而抑制靶标基因的表达。
许多泛素连接酶隶属于RING型锌指蛋白。RING型锌指蛋白通常包含
[C-x-C-x-C-x-H-x-C-x-C-x-C-x-C]结构域。鼠双微蛋白(MDM2)是一种主要的泛素连接酶，参与癌症进程。MDM2蛋白中的RING结构域不仅使MDM2蛋白能与自身以及MDM4蛋白互作，还影响泛素连接酶的活性。
PHD型锌指蛋白能够重塑染色质并参与表观遗传修饰。PHD型锌指蛋白通
常包含[C-x-C-x-C-x-Cx-H-x-C-x-C-x-C]结构域。鼠赖氨酸脱甲基化酶(KDM2A)含P有HD结构域，能够调控核小体的识别过程。
LIM型锌指蛋白是在转录因子Lin-ll,Isl-1以及Mec-3中发现的。LIM
型锌指蛋白包含[C-x-C-x-H-x-C-x-C-x-C-x-C-x-(C.H,D)]结构域。LIM型锌指蛋白在肌动蛋白锚定、细胞骨架相互作用以及细胞的焦点粘连等方面具备重要作用。桩蛋白含有4个LIM结构域，是典型的LIM型锌指蛋白：桩蛋白中的锌指结构域能够调控β-连环蛋白与粘着斑或应力纤维之间的相互作用。
锌指蛋白在基因转录，翻译，mRNA运输，细胞骨架组装，上皮细胞发育，
细胞粘附，蛋白质折叠，染色质重塑以及锌离子感应等方面发挥重要作用。不同
的锌指蛋白存在于细胞中的不同部位。参与染色质重塑过程的锌指蛋白(如
KDM2A、ARID2)、转录因子(如ZNF50、KLF4)以及GATA结合蛋白(GATA2)定位于细胞核。膜蛋白(Cb1)和TNF受体相关因子(TRAF4)则位于细胞膜。MDM2蛋白、泛素连接酶(PJA2)以及自分泌运动因子受体(AMFR)均隶属于E3-泛素连接酶家族，并主要位于细胞质。Rho/Rac鸟苷酸交换因子(ARHGEF2)和肌动蛋白结合蛋白均与细胞骨架相关，而桩蛋白与ZNF蛋白则位于粘着斑位点。由于锌指蛋白与DNA/RNA的结合具有亲和性、特异性的特点，因此分子生物学研究中常利用锌指蛋白结合特定的靶标DNA序列，具有重要的医学研究意义。
二、在蛋白质与脂类的相互作用中，有一类二级结构参与形成穿膜结构，试给出五种类型举例说明其各自特点、功能。
蛋白质二级结构是指多肽主链骨架原子沿一定的轴盘旋或折叠而形成的特定的构象，即肽链主链骨架原子的空间位置排布，不涉及氨基酸残基侧链。蛋白质二级结构的基本类型包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规卷曲。
穿膜蛋白：生物膜所含的蛋白叫膜蛋白，是生物膜功能的主要承担者。根据蛋白分离的难易及在膜中分布的位置，膜蛋白基本可分为三大类：外在膜蛋白或称外周膜蛋白、内在膜蛋白或称整合膜蛋白和脂锚定蛋白。一般具有跨膜的多肽区的内在膜蛋白称之穿膜蛋白，这是参与跨膜转运和信号传递的蛋白质所必须具备的特征。穿膜蛋白分为单段穿膜蛋白、多段穿膜蛋白和多亚基穿膜蛋白三种。
（1）细菌视紫红质蛋白是一个典型的多段穿膜蛋白，这个蛋白是一个光驱动的质子泵，它位于嗜盐细菌的质膜中。该蛋白的三维结构已经通过电子显微镜确定了。有7个跨膜的a-螺旋片段，每个片段大约含有25个氨基酸残基。
生物学功能：吸光后bR由暗适应态转为适应态,明态的bR再吸收光子产生异构化,将H+泵出膜外,最后复构返回初态,继续下一次光循环.光循环的结果是导致细胞内外的pH梯度(ΔpH=0.2),ΔpH即引起质子梯度势能,驱动ATP酶按照化学渗透原理将质子运回细胞内,被嗜盐菌利用将无机盐和ADP合成为ATP,将能量储存进去.这样嗜盐菌即可有氧呼吸,又可在无氧环境下通过光化学合成ATP.可以说这种灵活性不论在简单生命还是复杂组织中都是独一无二的。
（2）免疫球蛋白结构域是一类包含约80个氨基酸的蛋白结构域，它的三维拓扑结构由7到9个反相平行排列的β-折叠，通过希腊钥匙（Greekkey）拓扑结构形成两个β-折叠片层，并由二硫键连接在一起的β-三明治结构。Ig结构域的分布十分广泛，被认为是动物中分布最为广泛的结构域之一。免疫球蛋白超家族（IgSF）是所有含有免球蛋白样三维拓扑结构的蛋白分子的群体集合。
生物学功能：1）分子运输，IgSF中的抗菌蛋白能通过细胞的各个组件对目的分子进行运输。2）形态调节，位于细胞外基质的IgSF分子能够维持细胞和组织的弹性。3）细胞标记，某些IgSF分子只能在部分细胞中特异性的表达，而这些分子同时也可以作为该类群细胞的标记，如癌细胞和造血细胞表面的分子标记。而淋巴细胞可以通过表面的标记分子分为B细胞、T细胞、前体细胞和效应细胞等。4）细胞黏连，正常的细胞免疫需要多种IgCAM分子的参与，如CD2、CD4、CD8和MHC分子。同时一些细胞标记也与细胞粘附相关，例如B7、B19、CD19、CD3和CD7等。5）病毒受体，IgSF分子PVR、CD4、ICAM-1和Bgp除了基本功能以外，还分别是脊髓灰质炎病毒、艾滋病病毒、流感病毒和小鼠肝
炎病毒的受体。6）抗原识别和毒素中和免疫球蛋白分子氨基酸序列的多态性和结构的高度变异性，使其能够应对各种不同的抗原分子。并且抗原识别和细胞粘附作用是所有下游免疫反应的基础。7）病毒和细菌的毒力因子，在细菌中，多种IgSF分子同时具备酶的活性。这些分子能够通过指导菌毛的组装和合成，增加病原微生物对宿主的吸附。另外病毒表面的IgSF分子，不仅能够调节细胞因子表达水平，同时也能够提高病毒的致病性和传播性。
（3）肿瘤坏死因子属II型跨膜蛋白，由19个成员组成，其胞外区C端含约氨基酸的同源序列，由10个β折叠链组成，折叠成春卷样空间结构，形成与相应受体结合的部位。
生物学作用：1）杀伤或抑制肿瘤细胞。2）提高中性粒细胞的吞噬能力，增加过氧化物阴离子产生，增强ADCC功能，刺激细胞脱颗粒和分泌髓过氧化物酶。3）抗感染：如抑制疟原虫生长，抑制病毒复制（如腺病毒Ⅱ型、胞疹病毒Ⅱ型），抑制病毒蛋白合成、病毒颗粒的产生和感染性，并可杀伤病毒感染细胞。TNF抗病毒机理不十分清楚。4）TNF是一种内源性热原质，引起发热，并诱导肝细胞急性期蛋白的合成。5）促进髓样白血病细胞向巨噬细胞分化，如促进髓样白血病细胞ML-1、单核细胞白血病细胞U、早幼粒白血病细胞HL60的分化，机理不清楚。TGF-β可抑制TNF-α多种生物学活性，但不一致TNF-α对髓样白血病细胞分化的诱导作用，甚至还有协同效应。6）促进细胞增殖和分化：TNF促进T细胞MHCⅠ类抗原表达，增强IL-2依赖的胸腺细胞、T细胞增殖能力，促进IL-2、CSF和IFN-γ等淋巴因子差生，增强有丝分裂原或外来抗原刺激B细胞的增殖和Ig分泌。TNF-α对某些肿瘤细胞具有生长因子样作用，并协同EGF、PDGF和胰岛素的促增殖作用，促进EGF受体表达。TNF也可促进c-myc和c-fos等与细胞增殖密切相关原癌基因的表达，引起细胞周期有G0期向G1期转变。
（4）四次跨膜蛋白分子：一种蛋白质超家族。该超家族成员很多，如质膜中CD9、CD18、CD81和CD等；也存在于溶酶体膜中，如溶酶体相关膜蛋白。它的特征性结构包括四个穿膜结构、2个含有保守的细胞外襻和2个短的细胞内疏水末端（N-和C-末端）。
主要功能：1）信号转导。四次跨膜蛋白分子与整合素的协同作用可能特异性调控后配体-整合素依赖性信号转导；能影响黏附依赖性下游信息转导事件；与磷酸肌醇4-激酶相互作用，影响磷酸肌醇依赖性信号转导等。2）免疫调节。可能与几种Ig家族蛋白相联系，在免疫反应中起作用；CD81分子与淋巴细胞内环境稳定性的调控有关等。
（5）G蛋白偶联受体（GPCRs）是一大类膜蛋白受体的统称。这类受体的共同点是其立体结构中都有七个跨膜α螺旋，且其肽链的C端和连接第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有G蛋白（鸟苷酸结合蛋白）的结合位点。目前研究显示只存在于真核生物中。
G蛋白偶联受体参与众多生理过程。包括但不限于以下例子：
感光：视紫红质是一大类可以感光的G蛋白偶联受体。它们可以将电磁辐射信号转化成细胞内的化学信号，引导这一过程的反应称为光致异构化（Photoisomerization）。
嗅觉：鼻腔内的嗅上皮（Olfactoryepithelium）和犁鼻器上分布有很多嗅觉受体，可以感知气味分子和费洛蒙。
行为和情绪的调节：哺乳动物的脑内有很多掌控行为和情绪的神经递质对应的受体是G蛋白偶联受体，包括血清素，多巴胺，γ-氨基丁酸和谷氨酸等。
免疫系统的调节：很多趋化因子通过G蛋白偶联受体发挥作用，这些受体被统称为趋化因子受体。其它属于此类的G蛋白偶联受体包括白介素受体（Interleukinreceptor）和参与炎症与过敏反应的组胺受体（Histaminereceptor）等。
自主神经系统的调节：在脊椎动物中，交感神经和副交感神经的活动都受到G蛋白偶联受体信号通路的调节，它们控制着很多自律的生理功能，包括血压，心跳，消化等。
细胞密度的调节：最近在盘基网柄菌中发现了一种含有脂质激酶活性的G蛋白偶联受体，可以调控该种黏菌对细胞密度的感应。
维持稳态：例如机体内水平衡的调节。
三、碳水化合物如何与蛋白质结构，其作用和生物学意义是什么？
1.共价结合（就是糖基化反应）2.氢键（由于羟基是碳水化合物的基本官能团，因此涉及这些基团的氢键是赋予蛋白质-糖结合复合物立体定向性和稳定性的主要相互作用。）3.范德华相互作用（结合复合物的广泛精制结构表明范德华力是进一步稳定复合物的另一个因素。）
（1）蛋白质的糖基化反应
主要包括3种：1.N-糖基化；2.O-糖基化；3.GPI锚定蛋白
1.N-糖基化：天冬酰胺结合型，含有N-糖苷键，分为三类。
a.高甘露糖型
仅由甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺组成。
b.复杂型糖链
除了甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺糖外，链上还含有半乳糖、岩藻糖、唾液酸。
c.混合型糖链
包括以上两类糖链。也称为血清型糖链。
（2）O-糖基化
O-连接的糖基化是将糖链转移到多肽链的Ser或Thr的羟基的氧原子上。多数存在于上皮组织分泌的黏液中，也称粘蛋白型糖链。在动物蛋白中，一种糖蛋白通常含有多种类型的糖链，植物蛋白中则只有两类中的一种。如麦胚凝集素只含有Ser、Thr结合型糖链；而豌豆beta球蛋白只含有天冬酰胺结合型糖链。
（3）GPI锚定蛋白
是一类通过其羧基末端的糖基化磷酯酰肌醇（GPI）结构锚定于细胞膜表面的蛋白，是真核生物中的一种保守的翻译后修饰蛋白。GPI锚定蛋白对真菌的黏附、形态转换和细胞壁合成有着重要的影响。
蛋白质与多糖之间的相互作用是由共价键、静电作用力、氢键、范德华力、疏水作用及离子键等平均作用的结果，哪种作用力占主导取决于分子的组成和结构特点。带正电荷的蛋白质（pH＜PI）和带负电荷的多糖通常形成强吸引力的静电复合物。阴离子多糖和带电荷为零（pH≈PI）或负电荷（pH＞PI）的蛋白质形成弱可逆复合物。蛋白质和多糖通过静电交互作用，一般形成两种形式的复合物，即可溶和难溶。而具体形成哪种形式则取决于蛋白质和多糖的结构以及溶液的pH、离子强度等条件。生物学意义：1.携带某些蛋白质代谢去向的信息，糖蛋白寡糖链末端的唾液酸残基，决定着某种蛋白质是否在血流中存在或被肝脏除去的信息。2.糖蛋白的寡糖链在细胞识别包括细胞粘着、淋巴细胞归巢和精卵识别、信号传递中起关键作用。3，糖链在糖蛋白新生肽链折叠和缔合中维持蛋白质的正确构像，影响糖蛋白的分泌和稳定性，参与糖蛋白的生物活性，糖链在酶的新生肽链折叠、转运和保护等方面起作用。4，糖胺聚糖和蛋白聚糖是动物细胞外基质的重要成分，在组织成长和再生，受精过程，以及机体与许多传染病原(细菌、病毒)的相互作用上都起着重要作用，例如透明质酸是糖胺聚糖中结构最简单的一种，其主要功能是在组织中吸着水，具有润滑剂的作用；肝素的生物意义在于它具有阻止血液凝固的特性，输血时，广泛以肝素为抗凝剂，也常用于防止血栓形成。
四、真核生物基本转录因子有哪些？试述其结构特点及功能？
转录因子一般包括3个主要功能域，即DNA特定序列结合域、转录活化的结构域及蛋白质与蛋白质之间的调节结构域。另外，还有一些转录因子具有转录后调节结构域，如二聚化结构域和磷酸化位点，二聚体的形成对它们行使功能具有重要意义。转录因子与转录共激活子或转录共抑制子结合形成复合物，并与染色质上特异的DNA序列结合而发挥作用。
基本转录因子（basictranscriptionfactor），是一类能特异识别并结合于编码基因上游启动子区的蛋白分子，它对编码基因的转录起始起关键作用，是RNA聚合酶结合启动子所必须的一组蛋白分子，决定三种RNA(mRNA、tRNA及rRNA)转录的类别，包括TFIIA、TFIIB、TFIID、TFIIE、TFIIF、TFIIH、TFIII等7种因子。
TFIIA：组成：TFIIA由酵母中的两个亚基以及人类和果蝇中的三个亚基组成（尽管两个亚基均来自前体蛋白）。
相互作用：TFIIA直接与TBP结合并稳定其与DNA的结合，也许通过自身与DNA的直接接触来实现。TFIIA结合并不排除TFIIB结合或转录复合体的其他成分。然而，TFIAA与TBP的结合与某些负调节蛋白的结合是互斥的。
特征：TFIIA的两个亚基均为酸性。
功能：目前的观点是TFIIA可以作为抗阻遏物，通过阻断抑制其他转录因子结合或从DNA中去除TBP的转录阻遏物来稳定TFIID结合。转录的激活可能取决于这种TFIIA功能。
TFIIB：蛋白质组成：单个亚基。迄今为止，所有的TFIIB蛋白都在35至40千道尔顿之间。
特征：在N末端有一个锌指结构域，并在蛋白水解稳定的C末端结构域中直接重复。
相互作用：直接与TBP结合，部分通过与TFIIF小亚基的相互作用募集RNA聚合酶II。几种酸性激活剂可以在体外结合TFIIB。
功能：稳定TBP与TATA元素的结合。RNA聚合酶II与起始复合物缔合所需。可能是调控转录因子的目标。
TFIID：组成：TFIID是识别并结合启动子DNA的多组分（5个亚基）转录因子。TFIID由识别TATA元件的DNA结合亚基组成，因此被称为TATA结合蛋白（或TBP）以及几种与TBP相关的因子（或TAF）。
相互作用：TFIID起到使转录复合物成核的作用，通过与TFIIB的直接相互作用募集其余因子。TFIID的TBP亚基足以用于TATA元素结合和TFIIB相互作用，并且可以支持基础转录。但是，该基础转录反应不响应上游转录激活因子。这些调节因子中有许多在各种体外测定中与TBP或TAF相互作用。TBP还与TFIIA直接交互。特征：TBP由足以激活的个氨基酸组成。该结构域由不完美的重复序列组成，并且重复序列反映在分子的对称性中（请参见下图）。蛋白质类似于鞍，其内表面接触DNA，而外表面可能使蛋白质与蛋白质接触。
功能：TFIID结合被认为是转录起始的第一步。一些TAF也绑定到启动器元素。TBP也是RNA聚合酶I和RNA聚合酶III转录复合物的组成部分。
TFIIE：组成：两个亚基。可能是由每个亚基的两个分子组成的四聚体。
特征：大的亚基具有锌指结构域。
相互作用：TFIIE调节TFIIH的解旋酶和激酶活性，这两个因素显示出物种特异性的相互作用。
功能：将TFIIH引入起始复合物，并调节TFIIH激酶和解旋酶活性。似乎是使RNA聚合酶逃逸至延伸模式（启动子清除）所必需的。
TFIIF：组成：两个亚基（酵母具有与之相关的第三种非必需蛋白）。
特征：
相互作用：TFIIF直接与RNA聚合酶II结合（最初被分离为RNA聚合酶II相关蛋白或RAP）。TFIIF对于RNA聚合酶II稳定地与TFIIF-TFIIB-启动子复合体结合是必需的。体外，小亚基与TFIIB之间存在蛋白质相互作用，大亚基与TFIIB之间存在遗传相互作用。
功能：与TFIIB合作，帮助将RNA聚合酶II募集到起始复合物中。TFIIF是酵母全酶和介质复合物的组成部分。促进转录延伸，可能仍与延伸聚合酶相关。
TFIIH：组成：哺乳动物和酵母TFIIH具有至少六个亚基。现在，大多数亚基都已克隆，尽管并未全部公开。
酵母亚基：SSL2（RAD25），RAD3，SSL1，TFB1，TFB2，TFB3，TFB4。
除了TFIIH亚基外，还有一个由CDC样激酶和cyclin样亚基组成的相关复合物。这种激酶复合物有时称为TFIIK。酵母亚基：KIN28和CCL1。
特征：两个最大的TFIIH亚基是极性相反的ATP依赖性解旋酶。两个较小的亚基可能具有锌指结构域。
相互作用：TFIIH似乎依赖于TFIIE掺入起始复合物中。关联的激酶（TFIIK）复合物可以磷酸化polII最大亚基的C末端结构域。
功能：TFIIH对于启动子融化（两条DNA链分离）和/或启动子清除（即polII使起始复合物脱离进入延伸模式）至关重要。出人意料的是，TFIIH对于受损DNA的核苷酸切除修复（NER）也必不可少。TFIIH的转录和修复功能之间的关系尚不清楚。