1. AMP依赖的蛋白激酶(AMPK)是人体代谢的总开关,通过磷酸化下游多种蛋白质来调控细胞代谢。二甲双胍(Met)是目前应用最广泛的降糖药物,近年来,还陆续发现各种潜在功效。研究表明Met主要通过激活AMPK通路发挥作用。我国科学家针对Met的作用靶点进行了相关研究。
(1) AMP(腺苷一磷酸),可由ATP水解失去个磷酸基团获得,当细胞缺少能量供应时,AMP/ATP比值升高,磷酸化激活AMPK(P-AMPK),维持机体能量平衡。以往认为Met通过抑制位于的有氧呼吸第三阶段而发挥作用。研究者将5μmol/L的Met注入体外培养的小鼠干细胞,检测结果如图1。

   

实验数据显示,故Met并非通过提高AMP/ATP的比值激活AMPK。

(2) 研究发现,加入Met后,胞内溶酶体膜质子泵活性降低。为探究Met的靶蛋白是否定位于溶酶体膜,研究者设计了“MET-P”探针寻找特定的靶蛋白,其机理如图2。

   

用“MET-P”探针钓取靶蛋白的原理为

经纯化、分析,确定PEN2为Met的靶蛋白。二者结合后,与溶酶体质子泵的ATP6AP1亚基结合形成复合体,导致质子泵改变,最终使溶酶体上的AMPK被磷酸化激活。请利用基因工程的方法验证Met通过靶蛋白PEN2,最终激活AMPK。写出实验组的设计思路及预期结果

(3) 除溶酶体外,细胞质基质、线粒体内也有AMPK,分别在中等和重度能量不足时被激活。一些药物能全面激活细胞内AMPK,使AMPK磷酸化水平整体升高,造成不良反应。结合本文信息,请表述Met在治疗代谢性疾病中的优势
【考点】
ATP的化学组成和特点; ATP的作用与意义; 基因工程的应用;
【答案】

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1. 为保证市场食品安全,执法人员会使用ATP荧光检测系统对食品或餐饮行业中餐具等用品的微生物含量进行检测。ATP荧光检测系统由ATP荧光检测仪和检测试剂组成。
(1) ATP荧光检测系统发出荧光的机理是:系统中的荧光素在荧光素酶的作用下接受提供的能量被激活,形成氧化荧光素发出荧光,发出的荧光强度取决于系统被检测生物组织中的含量;因此该检测系统中的检测试剂除了含荧光素酶外,至少还应有。根据酶的特性,检测试剂应在低温保存,使用时再恢复至常温,原因是。使用该检测系统能测算出细菌数量的依据是:每个细菌细胞中
(2) ATP荧光检测系统在检测时,系统内发生的能量转换是;生物活细胞中ATP的含量少,但趋于稳定,原因是
(3) 严谨的检测操作才能保证测量结果准确。执法人员检测前通常会带上无菌手套,主要是为了避免导致检测到的微生物含量偏。检测时用拭子反复擦拭可以破坏微生物的细胞膜,进而更准确地检测出ATP的含量,因为ATP产生于
(4) 若测试餐具时显示ATP含量超过警戒值,可要求商家通过(写出1项即可)措施降低微生物含量,以保证市民的食品安全卫生。为避免太空环境引起微生物变异,威胁到宇航员的健康,火箭发射前可用ATP荧光检测系统对太空舱进行卫生检测,此时警戒值应(填“上调”“下调”或“不变”)。
(5) 为了节省实验中荧光素酶的用量,科研人员测得荧光素酶浓度与发光强度的关系如图所示。结果表明,测定ATP时,图中点所对应的荧光素酶浓度为最佳浓度。e、f、g点所对应的荧光素酶浓度不同,但发光强度不再提高,这是因为

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