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01 绪论

绪论

第1、2节（泛素，蛋白酶体和人类疾病）什么是“泛素”

主要作用：作为定向底物蛋白的“标签”摘自Sam Griffiths-Jones. 经许可使用.

来源: "Peptide models for protein beta-sheets."

PhD thesis, University of Nottingham, 2001.

泛素单体在蛋白底物上的附加泛素一种能作为“标签”结合到其

它蛋白上的，由76个氨基酸组

成的小分子蛋白质。蛋白质底

物赖氨酸残基侧链上有个氨基

基团。泛素的C -末端为甘氨

酸，此甘氨酸上的羧基与蛋白

底物赖氨酸残基上的氨基形成

异构肽键（如图所示）。

泛素还含有多个赖氨酸残基，

可作为内部受体，与其它泛素

分子C -末端的甘氨酸结合，形

成一条长链。

由MIT OCW 提供该图

摘自Goodsell, D.S. The Oncologist 8, 293-294.泛素

底物

蛋白

泛素在蛋白质降解中作用的发现

历史资料

摘自Sam Griffiths-Jones. 经许可使用.

来源: "Peptide models for protein beta-sheets."

PhD thesis, University of Nottingham, 2001.

（1975）Gideon Goldstein 与他的同事第一次从胸腺中分离

出泛素（所以起初人们以为它是一种胸腺激素）。

但随后在所有的组织和真核生物中都发现存在这种物质。因此

得名“泛素”（“广泛存在”的蛋白质）。

（1977）Harris Goldknopf和Ira Bush 发现一种DNA结合蛋

白含有一个C-末端但却有两个N-末端！这种Y-字形特殊蛋白的短

臂通过其C-末端与组蛋白H2A分子内的赖氨酸ε-氨基结合。

Margaret Dayhoff很快鉴定出这种特殊蛋白是一种泛素（首

先由Goldstein 报道的一个新蛋白）。

（1969-1971）Avram Hershko研究了酪氨酸氨基转移酶降解

的调节：

→他发现此酶的降解过程能被细胞能量合成抑制物（氟化物，叠氮化合物）所抑制。这也第一次证明一定存在一个未知的

能量依赖的蛋白降解系统。

（1971-1980’s）Hershko决定通过经典的生物化学方法来鉴定

这个负责蛋白质降解的能量依赖系统。他的目的是：

―建立一个不依赖细胞的依赖ATP的蛋白降解系统。

―分离此系统各种组分并阐明各组分的作用模式。

（1977）Etlinger和Goldberg 在网织红细胞（一种红细胞）中发现一个ATP-依赖的蛋白质降解系统。因此，Hershko在他的研究生Aron Ciechanover和Irwin Rose（费城Fox Chase 肿瘤中心）的帮助下，决定要从这些细胞中分离出这个ATP-依赖的蛋白降解系统。

y通过DEAE－纤维素（阴离子交换树脂）将网织红细胞裂

解液初步分离成两部分：

→Fxn1（不被吸附），包含大部分的血红蛋白

→Fxn2，被树脂吸附，用高盐溶液洗脱的蛋白质

y Fxn2 失去了绝大部分的ATP-依赖的蛋白降解活性，只有

与Fxn1重新混合才能恢复活性。

y Fxn1 中的活性组分可根据其高热稳定性特性得到分离：

APF-1，也就是ATP-依赖的蛋白降解因子1。

…APF-1是否是此系统中其它组分的活性亚基或调节亚基??

y用放射物标记APF-1，发现它以ATP-依赖的方式与一个高

分子量蛋白质（用凝胶过滤层析确定）紧密结合。

y在可以破坏非共价作用力的环境中，它们之间的结合也非

常稳定，这说明：相互作用一定是共价结合（肽键或酰胺

键连接）。

…与APF-1结合的不是蛋白降解系统的活性组分，而是蛋白质底物??

y利用ATP－依赖的蛋白降解系统的一个较好底物?溶菌酶，他们

发现：

1) 当125I-标记的APF-1与非标记溶菌酶孵育时，可形成类似

的高分子量的衍生物，但用125I-标记的溶菌酶与非标记的APF-1孵

育时却不能产生此种产物。

2) 分析APF-1和溶菌酶中放射活性的比率，表明这些不同的

衍生物由一个溶菌酶分子和很多与之相结合的APF-1分子构成。

(HERSHKO, 等. 1980)

摘自A. Hershko.经作者许可使用.

来源: Figure 1 in Hershko et al. "Proposed

role of ATP in protein breakdown:

conjugation of protein with multiple chains

of the polypeptide of ATP-dependent

proteolysis." PNAS 1980 April; 77(4):

1783–1786.

(Hershko et al., 1980年提出

的作用模式)

摘自A. Hershko.经作者许可使用.

来源: Figure 6 in Hershko et al. "Proposed role of ATP in protein breakdown:

conjugation of protein with multiple chains of the polypeptide of ATP-dependent

proteolysis." PNAS 1980 April; 77(4): 1783–1786.

多个APF-1分子在APF-1-蛋白酰胺合成酶催化下连接到蛋白底物的ε-氨基上（第1步）。连有这些APF-1的蛋白被一种能识别这些复合物的特异蛋白酶分解（第3步）。蛋白质被分解生成游离氨基酸和仍与APF-1通过异肽键连接的赖氨酸或小肽（APF-1-X)。最后，通过酰胺酶-异构肽酶释放出游离的APF-1供重复利用（第4步）。猜测可能有一种“校正“异构肽酶可将错误连接断开并释出游离APF-1和底物蛋白（校正活性，第2步）。

在Hershko提出的模型推出不久，Keith Wilkinson 和Arthur Haas (Irwin Rose实验室里的

博士后) 证实APF-1 实际上就是泛素。

A: 泛素与目标蛋白的结合

E1：泛素活化酶

E2：泛素-结合酶；Ubc ’s E3：泛素-连接酶

B: 泛素化的底物被26S 的蛋白

酶体复合物降解，泛素通过脱

泛素化酶（泛素C -末端水解

酶，DUBs 或UCH ’s ）释出重复

利用。

摘自Annual Reviews.经许可使用.

来源: Figure 1A in Hershko A, Ciechanover A. The ubiquitin system.

Annu Rev Biochem. 1998;67:425-79.

泛素介导的蛋白降解途径

因版权原因，此处图片删除。

见Figure 1 in Ciechanover A, Orian A, Schwartz AL.

"Ubiquitin-mediated proteolysis: biological regulation

via destruction." Bioessays. 2000 May; 22 (5): 442-51.

（1980’s）Hershko 和Ciechanover用”共价“连接方式固定泛素的亲和层析柱纯化了第一部分反应（APF-1-蛋白酰胺合成酶）的组分：E1,E2和E3。

Martin Rechsteiner和他的同事（1986年）进一步阐明了“蛋白酶“作用的那一步机制，并提纯了26S蛋白酶体复合物。

起初人们以为多个泛素与底物上多个赖氨酸位点结合，但Hershko(1985)，Alexander Varshavsky和他的同事们证明了通过底物上一个赖氨酸残基就能形成多聚泛素链。

后面的泛素通过C-末端的甘氨酸残基与前一个泛素上特定赖氨酸残基连接形成长链。多聚泛素链因结合赖氨酸残基的不同而有不同的作用：

K48?被蛋白酶体识别

K63?转运入溶酶体或囊泡并进行降解的信号；亚基

选择性K29，K6，等等

第一次证明泛素是一种体内蛋白降解信号（Hershko实验室，1982）：细胞内的泛素复合物的免疫化学法分析?加入抗泛素抗体，在氨基酸类似物存在的情况下培养细胞，发现异常蛋白寿命很短，在它们迅速被降解的同时，伴随有泛素复合物的短时增加。

但是Alexander Varshavsky的研究给出了最有力的证据。

Varshavsky 研究染色体结构和基因表达调控并在1977年秋来到了波士顿，一个月后他成了麻省理工学院生物系的职员。

在Hershko 和Wilkinson 实验(证明ATP -依赖的蛋白降解因子1就是泛素) 的启发下，他开始对基因表达和调控中蛋白质的降解机制很感兴趣。

鉴于他已经知道泛素能与组蛋白结合，1980年，当他读到一篇Yamada 及其同事发表的一篇论文时，他非常的激动，因为该论文描述了一个名为ts85的条件致死性的、温度敏感的小鼠细胞系。（他们发现这种细胞系在严格的温度条件下，一种核蛋消失了(被降解)。Varshavsky 证实它是UbH2A 。）

随后

随后Hurt 及其同事利用快速分裂的蛤受精卵，发现了周期素(cyclins )，1984年Varshavsky 提出周期素在退出有丝分裂期时是被泛素系统降解的。

体内蛋白降解需要泛素聚合

(第一个证据来自Alexander Varshavsky,Dan

Finley 和Aaron Ciechanover 的研究)

?在同实验室的Dan Finley 和A.Ciechanover 的帮助下，开始研究ts85，他们发现在非耐受高温度条件下，这些细胞被停止在S/G2期，并开始合成热休克蛋白。

他们发现ts85小鼠细胞含有一种温度敏感的泛素活化酶

(E1)，在非耐受高温度条件下，这些细胞停止降解大量正常的短寿命蛋白。

因版权原因，此处图片删除.

来源: Figure 5 in Muratani M, W. P. Tansey.

"How the Ubiquitin-proteasome System Controls

Transcription." Nat Rev Mol Cell Biol. 4, no. 3 (Mar 2003):192-201.

泛素化是发生在所有哺乳动物细胞

途径中并呈现多水平的一个重要调节过程

图片由MIT OCW 提供。摘自Yang and Xu, “Regulation of apoptosis:

the ubiquitous way.”FASEB J 17 (2003) 790-799.

选择性降解蛋白

调节转录、翻译和蛋白定位

例如：

…凋亡的调节…转录的调节

图片由

MIT OCW

提供

E3 是如何识别底物的呢?

因版权原因，此处图片删除.

参见Figure 2 in Ciechanover A. et al. "Ubiquitin-mediated proteolysis: biological regulation via destruction." Bioessays. 2000 May; 22(5): 442-51.

“N-末端定律”的发现

Hershko和Ciechanover发现在纯化APF-1（泛素）时有一奇怪现象，即：样品干重很重，但蛋白含量比例却很小。

APF-1是不是核糖体蛋白呢?? 他们用RNase A处理样品后，发现由APF-1 介导的牛血清白蛋白(BSA)的降解被抑制，而对溶菌酶的降解则不受影响。

后来发现重量差异实际上是由于蛋白检测方法(Lowry 法)导致的，此法基于检测芳香族氨基酸含量（而泛素中芳香族氨基酸含量很少）。

那么是什么导致RNase对泛素-依赖的BSA降解的抑制作用呢?

一些即将被降解的蛋白质，它们N-末端一定存在可被识别的特定不稳定氨基酸残基（‘N-末端定律’）。有时，这些不稳定氨基酸残基是在翻译后加工时由酰胺酶和转移酶加上的。

在BSA的这个特例中，RNase破坏了tRNA Arg，而它与精氨酰-tRNA蛋白转移酶是将BSA的N-末端酸性残基（天冬氨酸）转换成精氨酸所必需的。只有经过修饰后的BSA才能与E3

结合。

（溶菌酶在N-末端有一个赖氨酸，因此它不需要经过此种翻译后修饰就可被E3识别。）

Varshavsky,Finley和其他科研人员进一步研究了N-末端定律的其它类型，找到了一系列N-末端降解信号，并将其统称为叫“N-末端降解子“。

N-末端不稳定残基

中间的赖氨酸（泛素结合位点）

啤酒酵母中的泛素系统

因版权原因，此处图片删除.

参见Figure 5 in Hershko, A. et al. "Basic Medical Research Award. The ubiquitin system." Nature Medicine 2000 Oct; 6 (10): 1073-81.

图片由MIC OCW 提供

摘自Table 1 in Schwartz and Hochstrasser, TIBS 28 (2003) 321-328.

泛素并非细胞内唯一的标签蛋白：UBL

变异体功能已知底物泛素Mono

Poly(Lys29)

Poly(Lys48)

Poly(Lys63)

胞吞/溶酶体内蛋白降解，减数分裂，染色质重构26S 蛋白酶体降解?26S 蛋白酶体降解DNA 复制后的修复，翻译，胞吞作用组蛋白，离子通道，受体UFD 底物很多短寿命蛋白，错误折叠蛋白L28核蛋白体蛋白，TRAF6，PCNA ，膜蛋白ISG15(UCRP)

免疫应答Serpin 2a, Stat 1, ERK1, 其它AUT7(APG8)GATE16 (16 kDa 的高尔

基体相关ATP 酶增强因

子, LC3 (微管结合蛋白1

轻链3, GABARAP 自噬作用，胞浆到空泡的定向转移，囊泡转运磷酯酰乙醇胺（脑磷脂）

APG12

自噬作用，胞浆到空泡的定向转移APG5NEDD8(RUB 1)

植物生长素反应，减数分裂到有丝分裂的转变滞蛋白SUM01(SMT3)

SUMO2,3胞核转移，染色体分离，转录调节很多HUB1

细胞极性Sph1, Hbt1FAT10

凋亡未知URM1(泛素相

关修饰因子1)

高温下生长未知MNSF 活化T 细胞TCR α样蛋白

1)HECT -结构域蛋白（与E6-AP 羧基末端同源）: 协助泛素向底物蛋白的转移（在泛素转移至底物蛋白之前，HECT -结构域蛋白首先通过硫酯键与泛素相连，然后再将泛素转移到底物分子上）。

2) 锌指蛋白：通过将E2-泛素复合物转移到底物来协助泛素向底物蛋白的转移。

共有序列：8个保守的半胱氨酸和组氨酸与2个Zn 2+形成“十字交叉“形。y 有的单独起作用，如Ubr1/E3α；有的以复合物的形式存在，如SCF 复合物（S kp1，酵母Cdc53或哺乳动物c ullin (滞蛋白)和F -box 蛋白）。

两种主要的E3泛素连接酶

－液相胞饮

作用

－蛋白质定位

－Fur4p,Gap1p

胞吞作用－液相胞饮作用－Ste2p 胞吞作用－肌动蛋白细

胞骨架动力

学－结合Rbp1p －Fur4p, Ste2p 胞吞作用－必需功能－液相胞饮作用－结合Rbp1p －Fur4p, Ste2p 胞吞作用

－必需功能－蛋白质定位例子: Rsp5P

由MIT OCW 制图

F-box 蛋白：结合底物。Fbws通过

WD-40 结构域结合底物；Fbls通过

亮氨酸富含重复区；Fbxs利用不同

的模序。

Skp1：维持滞蛋白和F-box蛋白结合

状态的支架。

滞蛋白：介导Nedd8，skp1和Roc1

的结合。

Roc1/Rbx1(酵母中的Hrt1)：C-末端

的环指结构域；稳定E2与复合体中

其它成分的结合。

Nedd8(酵母中的Rub1)：加强复合由MIT OCW 制图

体中泛素连接活性的泛素样蛋白。

泛素化参与的(进入分泌途径的)

蛋白质降解

‘ERAD’或称内

质网相关降解由MIT OCW制图

摘自Fang et al. "RING finger ubiquitin protein ligases: implications for tumorigenesis,

metastasis and for molecular targets in cancer." Semin Cancer Biol. 2003 Feb; 13 (1): 5-14.

空泡/溶酶体I

降解

由MIT OCW制图

摘自Fig. 5 in Horák, J. (2003). The role of ubiquitin in down-regulation and intracellular

sorting of membrane proteins: insights from yeast. Biochim. Biophys. Acta1614, 139-155.

与泛素化和蛋白降解

有关的

致感染物质细胞作用位点

例：HIV 病毒利用宿主细胞的跨膜转运机制以出芽方式释出细胞。

由MIT OCW 制图

摘自

Fig. 2 in Amara, A and Littman, DR. 2003. After Hrs with HIV. J. Cell Biol., 162: 371-375.

UPS（泛素蛋白降解系统）

的哪些异常会导致功能紊乱

和/或疾病呢?

由MIT OCW制图

摘自Fig 3 in Hershko, A. et al. "Basic Medical Research Award. The ubiquitin system." Nature Medicine 2000 Oct; 6 (10): 1073-81.

例: 泛素蛋白降解系统与神经退行

性变的发病机理

因版权原因, 此处图片删除.

参见Figure 2 in Ciechanover, A. and Brundin, P. 2003. The ubiquitin proteasome system in neurodegenerative diseases: sometimes the chicken, sometimes the egg. Neuron 40: 427-446.

第01讲劳动经济学绪论

第一讲劳动经济学绪论课程目录一、作为一门学科的劳动经济学 1、什么是劳动经济学 2、为什么劳动经济学要作为一门学科来研究？ 3、影响劳动力市场运行的三个因素二、“新”、“旧”劳动经济学 1、新古典学派 2、制度学派三、劳动经济学的研究方法 1、选择理论分析法 2、实证分析法 3、规范分析法四、劳动经济学的几个重要概念剖析一、作为一门学科的劳动经济学 1，什么是劳动经济学经济学研究的是社会如何利用稀缺的资源，以生产有价值的商品，并将它们分配给不同的个人。劳动力是一种稀缺的社会生产性资源，研究劳动力资源的配置以及由此所决定的货币工资在个人和家庭之间的分配，就是劳动经济学研究的领域。因此，劳动经济学是经济学的一个重要分枝，它着重考察劳动力市场的组织、运作及其结果、未来和现在的劳动力市场参与者的决策，以及与劳动力资源就业和收入分配有关的公共政策。 2，为什么劳动经济学要作为一门学科来研究？社会经济问题国民收入中的绝大部分由劳动要素占有劳动的唯一特性阿尔弗雷德?马歇尔：

“对于砖的出售者而言，对于出售的砖是被用来建宫殿或是下水道是没有什么关系的；但是，对于劳动的出售者而言，谁从事既定的困难任务是大有关系的。” 某个近期的观察者声称：“劳动市场是一个丰富而繁杂的场所，当一个劳动者接受一项工作时，他希望赚到钱，但也关心工资增长率、福利、风险水平、退休条例、退休金、升迁和解雇的规定、资历权和冤情申诉。接着劳动者必须放弃一些时间，但也要求他提高其技能，训练其他劳动者，提供劳动和主意。在如何支配其时间问题上顺从于授权监督者。” 3，影响劳动力市场运作机制的三个因素西方学者的大体一致看法是，劳动力市场的运作机制是在三种力量（或因素）的共同作用下实现的，它们决定了劳动力市场运作的最终结果。这三种因素分别是：市场性因素、制度性因素和社会性因素。（1）市场性因素指，在劳动力市场上由供求对比状况所决定的劳动资源配置及其价格。虽然有许多非经济性的因素影响劳动力的价格和配置，但大多数经济学家认为，以供求为核心的市场因素的交织作用是决定劳动力市场运行结果的最主要的因素。（2）制度性因素指，工会、政府和大型企业等各类组织对工资和劳动力配置的影响。制度性因素对于劳动力市场运行结果的影响体现在两个不同的方面：第一，制度性因素可以将整个劳动力市场分割成许多联系松散而大小不同的次级市场。这使得市场供求因素在决定工资和就业量方面的作用有所缩小。由于不同的市场可能具有不同的交易规则和调控手段，使得劳动力在各个市场之间的流动受到阻碍，因而缩小了市场供求因素起作用的范围。这些制度性因素所形成的交易规则和调控手段，分别体现在企业的人事管理政策、劳工合同以及政府的有关立法等方面。第二，制度性因素可以独立的直接影响劳动力市场的工资水平。在买卖双方为数众多的古典型劳动力市场上，作为市场组成部分的雇主和劳动者，很难单方面影响现行的工资水平。但是，当大型股份公司、强有力的工会组织以及政府诸多的调控法规出现后，劳动力市场上的情形便发生了很大变化。这些制度性因素都能独立影响工资水平，从而限制了以供求为核心的市场性因素的影响作用。（3）社会性因素指，社会群体以及社会规范在工资确定和劳动力配置过程中所发挥的影响作用。这些重要因素包括：家庭背景、所属阶层、文化、歧视和习俗。社会性因素影响劳动力市场运行结果的方式主要表现在两个方面：第一，社会性因素影响个人在劳动力市场上的职业选择范围和流动方向，从而影响不同的劳动力市场的人员构成。第二，社会性因素影响劳动力市场上的劳动力供求、工资率，从而影响收入的决定。这种影响存在着一定程度的相对性。在有些条件下，社会性因素是独立于市场供求因素之外来决定工资水平，而在另一些条件下，它又通过市场性因素来影响劳动力的供给。西方学者一般都认为市场性因素、制度性因素和社会性因素对于形成劳动力市场的结果都发挥了某种程度的作用。然而，对于哪一种因素起了主导性的作用，以及这些因素如何引起特定的劳动力市场结果，却存在着很大的分歧。围绕这些分歧，在劳动经济学的思想史上形成了

第1章绪论习题参考答案

习题一参考答案一、概念题 1. 试述下列各组概念： ⑴数据、数据元素、数据项 ⑵数据结构、数据的逻辑结构、数据的存储结构 ⑶数据类型、数据操作 ⑷算法、算法的时间复杂度、算法的空间复杂度参考答案: 略 2．试述数据结构研究的3个方面的内容。参考答案: 数据结构研究的3个方面分别是数据的逻辑结构、数据的存储结构和数据的运算（操作）。 3．试述集合、线性结构、树型结构和图型结构四种常用数据结构的特性。参考答案: 集合结构：集合中数据元素之间除了“同属于一个集合”的特性外，数据元素之间无其它关系，它们之间的关系是松散性的。线性结构：线性结构中数据元素之间存在“一对一”的关系。即若结构非空，则它有且仅有一个开始结点和终端结点，开始结点没有前趋但有一个后继，终端结点没有后继但有一个前趋，其余结点有且仅有一个前驱和一个后继。树形结构：树形结构中数据元素之间存在“一对多”的关系。即若结构非空，则它有一个称为根的结点，此结点无前驱结点，其余结点有且仅有一个前驱，所有结点都可以有多个后继。图形结构：图形结构中数据元素之间存在“多对多”的关系。即若结构非空，则在这种数据结构中任何结点都可能有多个前驱和后继。 4．设有数据的逻辑结构的二元组定义形式为B=(D,R)，其中D={a1,a2,…,a n}， R={| i=1,2,…，n-1}，请画出此逻辑结构对应的顺序存储结构和链式存储结构的示意图。参考答案: 顺序存储结构示意图如下：

0 1 2 … n-2 n-1 链式存储结构示意图如下： … 5．设一个数据结构的逻辑结构如图所示，请写出它的二元组定义形式。图第5题的逻辑结构图参考答案: 它的二元组定义形式为B=（D，R），其中D={k1,k2,k3,k4,k5,k6,k7,k8,k9}， R=,,,,,,,,, }。 6．设有函数f (n)=3n2-n+4，请证明f (n)=O(n2)。证明：因为存在c=6，N=1，对所有的n≥N ，0 ≤3n2-n+4≤6×n2都是恒成立的，所以由书P16的定义可得f (n)=O(n2)。 7．请比较下列函数的增长率，并按增长率递增的顺序排列下列函数： (1) 2100 (2) (3/2)n (3) (4/3)n (4) n n (5) n2/3 (6) n3/2 (7) n! (8)n (9) n (10) log2n (11) 1/log2n (12)log2(log2n) (13)nlog2n (14) n log2n 参考答案: 按增长率递增的排列顺序是: 1/log2n< 2100