问答题
cAMP是否只通过A-激酶起作用呢?cAMP-结合蛋白是否还有其他的重要作用?如细菌中的DNA-结合蛋白一样?你可用仓鼠细胞系进行遗传分析来解决这些问题。由于染色体的重组,许多基因在此细胞系只有一个功能拷贝。使得它比全二倍体细胞系易于分离隐性突变。除此之外,细胞内高水平的cAMP可阻止细胞系的生长。用霍乱毒素刺激腺苷酸环化酶,或用茶碱(即1,3-二甲基黄嘌呤)抑制cAMP磷酸二酯酶,cAMP可人为地提高。在这种条件下,只有那些对cAMP有抗性的细胞才能生长。
通过这种方式,可分离出在选择条件下长出的有抗性的菌株,并验证A-激酶活性,它们都是有缺陷的。约有10/%的抗性菌株完全丧失A-激酶活性,余下的保留了A-激酶活性,但激活需要相当高水平的cAMP。为进一步鉴定抗性菌株的特征,你将抗性菌株与亲本细胞融合,并检验杂交后代对霍乱毒素的抗性。亲本细胞与A-激酶阴性菌株的杂交后代对霍乱毒素敏感,说明这些突变是隐性的。相反,亲本与改变了A-激酶应答性的抗性菌株的杂交后代对霍乱毒素产生抗性,这说明这些突变是显性的。
【正确答案】如果A-激酶在仓鼠细胞中是重要的,将不可能分离到缺少该酶的突变株,因为他们不能存活。因此A-激酶对仓鼠细胞来说是不重要的(在几种别的细胞系中也是不重要的)。但不能得出结论:A-激酶对机体来说是不重要的。有许多例子说明酶缺失对细胞培养很少有影响,但严重影响整个机体。
【答案解析】
【正确答案】消除了催化亚基的变异埘高水平的环式AMP不敏感,因此对环式AMP有抗性。这些突变是隐性的,因为在野生型催化亚基的存在下,环式AMP的应答性会恢复(似乎除去调节亚基的突变也是一样的)。然而,如果没有调节亚基,A-激酶会一直保持活性,这是一个致死的条件——过高的A-激酶的活性是这些细胞被高水平的环式AMP杀死的原因。因此,从来不会分离到无调节亚基这一突变的细胞株。显性突变更难解释。一般说来,显性突变表明活性改变而不是完全缺乏活性。显性突变在调节亚基和催化亚基都有发现。在调节亚基中一种可能的显性突变增加了同催化亚基的亲和性。这样的突变只对高水平的环式AMP应答(需要替换紧密结合的调节亚基)。它应是显性的,因为突变亚基在低浓度cAMP时与催化亚基结合cAMP,在此浓度时是能替换正常的调节亚基的。
催化亚基的显性突变很难解释。一种可能性是突变的催化亚基和调节亚基结合更紧密,这可以解释它对环式AMP的应答改变。如果一个正常催化亚基和变异的亚基组成二聚体同调节亚基结合,它的显性是可以理解的。如果这是事实,一种突变和正常的催化亚基的混合物应可以期望有正常A一激酶活性的1/4(只有1/4的催化二聚体有2种野生型亚基)。
【答案解析】
【正确答案】这些实验结果普遍支持所有环式AMP的效应都通过A-激酶介导的论点,但是却不能证明这一论点。在许多不同的细胞株中的相似研究也揭示了A-激酶途径中的突变子。而且,完全缺乏A-激酶的细胞没有表现出同环式AMP的正常结合。结果,目前在真核细胞中没有信服的证据表明环式AMP除A-激酶外有别的作用靶子。
【答案解析】