2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——細(xì)胞自噬作用的生化機(jī)制考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的。）1.下列哪種分子是微管相關(guān)蛋白1輕鏈3（LC3）的修飾形式，并標(biāo)記在自噬體膜上，用于識(shí)別自噬體？A.LC3-IB.LC3-IIC.p62/SQSTM1D.GABARAP2.在細(xì)胞自噬的監(jiān)控（selectiveautophagy）過(guò)程中，p62/SQSTM1蛋白通過(guò)其哪個(gè)結(jié)構(gòu)域識(shí)別并結(jié)合泛素化的底物？A.UBA（泛素結(jié)合域）B.亮氨酸富集域（LBD）C.WD重復(fù)域D.PB1域3.以下哪個(gè)信號(hào)通路在細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)充足時(shí)通常被激活，并抑制自噬的發(fā)生？A.AMPKB.mTORC1C.Ulk1復(fù)合物D.Sirtuins4.自噬體與溶酶體融合后形成的細(xì)胞器稱(chēng)為？A.自噬溶酶體B.成熟自噬體C.溶酶體樣小體D.內(nèi)體5.ULK1復(fù)合物是自噬啟動(dòng)的關(guān)鍵調(diào)控因子，其活性受到以下哪種激酶的直接調(diào)控？A.mTORC1B.AMPKC.CaMKIID.PKA6.以下哪種分子不是ATG16L1蛋白的功能域？A.UBA域B.ATG12結(jié)合域C.C端WD重復(fù)域D.LC3相互作用域（LIR）7.細(xì)胞在經(jīng)歷營(yíng)養(yǎng)缺乏脅迫時(shí)，AMPK活性通常會(huì)升高，進(jìn)而通過(guò)磷酸化ULK1復(fù)合物中的哪個(gè)亞基來(lái)促進(jìn)自噬？A.ULK1B.FIP200C.AMR1D.ATG138.自噬體膜的形成與哪種囊泡運(yùn)輸系統(tǒng)密切相關(guān)？A.高爾基體B.過(guò)氧化物酶體C.內(nèi)體系統(tǒng)D.細(xì)胞外泌體9.在自噬過(guò)程中，泛素鏈的連接方式主要是為了標(biāo)記需要被自噬作用的底物，其中哪種連接方式被認(rèn)為是最有效的招募自噬連接蛋白（如p62）的方式？A.K11鏈接B.K48鏈接C.K63鏈接D.M1鏈接10.分子伴侶如熱休克蛋白70（HSP70）可以介導(dǎo)分子伴侶介導(dǎo)的自噬（CMA），其識(shí)別底物的關(guān)鍵特征通常是？A.泛素化修飾B.鈣結(jié)合能力C.分子伴侶的結(jié)合親和力D.被特定自噬連接蛋白（如p62）識(shí)別二、填空題（每空2分，共20分。）1.細(xì)胞自噬根據(jù)底物運(yùn)送到溶酶體的方式不同，主要可分為_(kāi)_____、______和______三種主要類(lèi)型。2.LC3蛋白在自噬體形成過(guò)程中經(jīng)歷一系列加工，包括ATG4介導(dǎo)的______和自噬體膜上的______修飾。3.mTOR信號(hào)通路通過(guò)直接磷酸化ULK1復(fù)合物中的______亞基來(lái)抑制自噬。4.AMPK的激活可以導(dǎo)致其下游的______激酶失活，從而促進(jìn)自噬。5.p62蛋白除了作為自噬底物外，還通過(guò)其______域與泛素化蛋白結(jié)合，并作為連接底物與自噬體的橋梁。6.自噬體膜上富含的______可以驅(qū)動(dòng)膜向內(nèi)凹陷，形成自噬體的初始結(jié)構(gòu)。7.自噬溶酶體中的溶酶體酶（如______）可以將自噬底物降解為小分子物質(zhì)。8.______是連接ATG5和ATG12的二聚化修飾，對(duì)于自噬體的正確組裝至關(guān)重要。9.細(xì)胞自噬在維持______穩(wěn)態(tài)、清除受損蛋白和細(xì)胞器等方面發(fā)揮著重要作用。10.除了經(jīng)典的mTOR和AMPK通路外，鈣信號(hào)通路和______通路等也參與調(diào)控細(xì)胞自噬。三、名詞解釋?zhuān)啃☆}4分，共20分。）1.自噬體（Autophagosome）2.自噬流（Autophagicflux）3.泛素化（Ubiquitination）4.ATG（Autophagy-relatedgene）5.自噬溶酶體（Autolysosome）四、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共18分。）1.簡(jiǎn)述自噬體形成的分子過(guò)程，涉及的關(guān)鍵ATG蛋白和分子有哪些？2.闡述mTOR信號(hào)通路如何抑制細(xì)胞自噬。3.解釋LC3蛋白在自噬過(guò)程中的作用及其變化如何反映自噬活動(dòng)水平。五、論述題（每小題10分，共20分。）1.詳細(xì)闡述細(xì)胞在營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下，自噬如何被激活的分子機(jī)制，涉及哪些關(guān)鍵信號(hào)通路和分子間的相互作用？2.討論自噬在細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)和疾病發(fā)生發(fā)展中的作用，并舉例說(shuō)明如何通過(guò)調(diào)控自噬來(lái)應(yīng)對(duì)或治療相關(guān)疾病。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.B4.A5.A6.A7.A8.C9.B10.C二、填空題1.巨自噬/宏觀自噬，微自噬/小胞吞噬，分子伴侶介導(dǎo)的自噬2.裂解，脂質(zhì)化3.ULK14.mTOR5.UBA6.磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）7.溶酶體蛋白酶（Lysosomalproteases）8.ATG5-ATG129.細(xì)胞內(nèi)質(zhì)質(zhì)10.Sirtuins三、名詞解釋1.自噬體：由雙層膜包裹的細(xì)胞內(nèi)囊泡，其內(nèi)吞的底物包括細(xì)胞器、蛋白復(fù)合物等，是自噬過(guò)程中的關(guān)鍵中間體。2.自噬流：指細(xì)胞內(nèi)自噬體形成、成熟并與溶酶體融合，以及自噬溶酶體降解底物和物質(zhì)回收的整個(gè)連續(xù)過(guò)程的總稱(chēng)。3.泛素化：泛素分子通過(guò)酶促反應(yīng)共價(jià)連接到底物蛋白賴(lài)氨酸殘基上的過(guò)程，常用于標(biāo)記底物進(jìn)行蛋白質(zhì)降解或參與其他細(xì)胞過(guò)程。4.ATG（Autophagy-relatedgene）：泛指在細(xì)胞自噬過(guò)程中編碼關(guān)鍵功能蛋白的基因，其產(chǎn)物參與自噬的各個(gè)階段。5.自噬溶酶體：自噬體與溶酶體融合后形成的具有單層膜的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有自噬體所包裹的底物，并在溶酶體酶的作用下將其降解。四、簡(jiǎn)答題1.自噬體形成過(guò)程：首先，在細(xì)胞質(zhì)中形成無(wú)膜的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為隔離膜（Isolationmembrane），該過(guò)程涉及PI3K（特別是Vps34）和ATG16L1等蛋白。隔離膜逐漸擴(kuò)展包裹待降解的細(xì)胞成分，形成雙層膜的自噬體。關(guān)鍵ATG蛋白包括：招募隔離膜形成所需的各種復(fù)合物（如PI3K復(fù)合物、ULK1復(fù)合物），負(fù)責(zé)隔離膜延伸和閉合的（如ATG9、ATG12-ATG5復(fù)合物），以及調(diào)控膜動(dòng)態(tài)和最終分選的（如ATG16L1）。LC3前體（LC3-I）在ATG4作用下裂解成LC3-I，隨后在ATG7作用下脂質(zhì)化形成LC3-II，LC3-II插入自噬體雙膜內(nèi)外表面，標(biāo)記自噬體并參與其動(dòng)態(tài)過(guò)程。2.mTOR信號(hào)通路抑制自噬：mTOR（哺乳動(dòng)物靶標(biāo)c?amTOR）是一個(gè)關(guān)鍵的細(xì)胞營(yíng)養(yǎng)和生長(zhǎng)信號(hào)傳感器。在營(yíng)養(yǎng)充足條件下，mTORC1（mTOR復(fù)合物1）被激活（例如通過(guò)氨基酸和生長(zhǎng)因子信號(hào)）?；罨膍TORC1可以直接磷酸化并抑制ULK1復(fù)合物，這是自噬啟動(dòng)的關(guān)鍵調(diào)控因子。此外，mTORC1還可以磷酸化AMPK（AMP活化蛋白激酶），抑制其活性。由于AMPK的激活通常會(huì)促進(jìn)自噬，因此mTORC1對(duì)AMPK的抑制也間接起到了抑制自噬的作用。mTORC1還可以通過(guò)其他機(jī)制（如抑制S6K1和4E-BP1的磷酸化）促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)和蛋白質(zhì)合成，同時(shí)抑制消耗性過(guò)程如自噬。3.LC3的作用及變化反映自噬水平：LC3是自噬體膜上最重要的標(biāo)志物。在自噬過(guò)程開(kāi)始前，LC3以水溶性前體形式（LC3-I）存在。LC3-I在ATG4作用下被裂解，并經(jīng)歷一次脂質(zhì)化修飾，共價(jià)連接到自噬體膜的內(nèi)側(cè)，形成膜結(jié)合的LC3-II。這個(gè)過(guò)程被稱(chēng)為L(zhǎng)C3的“轉(zhuǎn)換”（maturation）。因此，LC3-II/LC3-I的比例增加通常反映了自噬體形成和自噬流水平的增加。反之，如果自噬流受到抑制，或者自噬體與溶酶體融合效率高，LC3-II會(huì)被降解，導(dǎo)致LC3-II/LC3-I比例降低或恢復(fù)正常水平。因此，通過(guò)檢測(cè)細(xì)胞中LC3-II的水平或LC3-II/LC3-I比例，可以用來(lái)評(píng)估細(xì)胞的自噬活動(dòng)狀態(tài)。五、論述題1.營(yíng)養(yǎng)缺乏條件下自噬激活機(jī)制：細(xì)胞在面臨營(yíng)養(yǎng)缺乏（如氨基酸饑餓）時(shí)，會(huì)激活一系列信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)自噬。最主要的通路是AMPK通路和mTOR通路。在氨基酸缺乏時(shí)，細(xì)胞質(zhì)中AMP/ATP比值升高，或AMPK直接感受營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，導(dǎo)致AMPK被激活?；罨腁MPK通過(guò)磷酸化其下游激酶ULK1，進(jìn)而激活ULK1復(fù)合物（包含ULK1,FIP200,AMR1/ATG13等成員）。激活的ULK1復(fù)合物招募并磷酸化自噬相關(guān)蛋白，啟動(dòng)自噬體形成的第一步。同時(shí)，營(yíng)養(yǎng)缺乏導(dǎo)致mTORC1信號(hào)通路受到抑制（mTORC1失活）。mTORC1的抑制解除了對(duì)ULK1的抑制，并間接通過(guò)抑制S6K1等促進(jìn)自噬。此外，營(yíng)養(yǎng)缺乏還會(huì)激活鈣信號(hào)通路（如鈣庫(kù)耗竭），鈣離子釋放到胞質(zhì)中，鈣離子傳感器（如CaMKKβ）被激活，進(jìn)而激活A(yù)MPK，進(jìn)一步促進(jìn)自噬。這些通路最終匯合于ULK1復(fù)合物，協(xié)同驅(qū)動(dòng)自噬的激活。2.自噬在細(xì)胞應(yīng)激和疾病中的作用及調(diào)控：自噬是細(xì)胞應(yīng)對(duì)各種應(yīng)激（如缺氧、氧化應(yīng)激、DNA損傷、營(yíng)養(yǎng)剝奪）的重要機(jī)制。在應(yīng)激狀態(tài)下，自噬可以清除受損的細(xì)胞器（如線粒體自噬，mitophagy）、錯(cuò)誤折疊的蛋白聚集體（如神經(jīng)退行性疾病中的α-突觸核蛋白），以及入侵的病原體，從而維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)和細(xì)胞存活。然而，過(guò)度或失控的自噬（自噬通量過(guò)高）也可能導(dǎo)致細(xì)胞損傷甚至死亡（壞死性自噬）。在疾病發(fā)生發(fā)展中，自噬的失調(diào)與多種疾病密切相關(guān)。例如，在神經(jīng)退行性疾?。ㄈ绨柎?/p>