Question

【题目】2019 年诺贝尔生理学或医学奖授予 Kaelin、Ratcliffe 和 Semenza，以表彰他们革命性地发现让 人们理解了细胞在分子水平上感受氧气的基本原理，他们主要是对缺氧诱导因子 HIF — 1α 水平调节机 制进行了深入研究。正常氧条件下，HIF — 1α 会被蛋白酶体降解；缺氧环境下，HIF — 1α 能促进缺氧相 关基因的表达而使细胞适应低氧环境。该研究为抗击贫血、癌症和许多其他疾病的新策略铺平了道路。作 用机制见下图，据图分析回答下列问题：

（1）HIF—1α 被彻底水解的产物是 __________，被降解所需要的条件有 __________。

（2）缺氧条件下，HIF—1α 含量会 _____________，通过 _____________（结构）进入细胞核发挥作用。

（3）当人体处于缺氧状态时，促红细胞生成素（EPO）就会增加，刺激骨髓生成新的红细胞，并制造新血管， 而红细胞能够运输氧气。据此推测，HIF — 1α，能够 _____________（选填“促进”或“抑制”）EPO 基因 的表达。已知 EPO 是一种糖蛋白类激素，与 EPO 合成和分泌有关的细胞器有 __________。

（4）当氧气水平较低，肿瘤细胞会开启特定基因发送信号，诱导新生血管生成为其提供新鲜氧气，同时也 为癌细胞带来生长和传播所需的营养物质。如果能打破癌细胞的缺氧保护，就有可能抑制癌细胞的生 长，甚至杀死癌细胞。结合以上内容，提出治疗癌症的一种新策略：__________________________。

Answer 1

【答案】氨基酸 正常氧、脯氨酸羟化酶、VHL和蛋白酶体 增加 核孔 促进 核糖体、内质网、高尔基体和线粒体 ①降低癌细胞内HIF—1α的含量 ②抑制缺氧相关基因的表达 ③阻断HIF—1α与ARNT的结合

【解析】

1、分析题图：HIF—1α能被蛋白酶降解，成分是蛋白质，蛋白质的基本组成单位是氨基酸，其功能是生命活动的主要承担者。

2、分泌蛋白的合成过程：氨基酸首先在核糖体上被利用，然后进入内质网中进行初步加工，形成具有一定空间结构的蛋白质，再到达高尔基体中进一步加工为成熟的蛋白质。

（1）根据题图：HIF—1α能被蛋白酶降解，故其成分为蛋白质，被彻底水解的产物是氨基酸；图中其被降解所需要的条件有正常氧、脯氨酸羟化酶、VHL和蛋白酶体。

（2）图中正常氧条件下，HIF—1α会被分解，故缺氧条件下，HIF—1α含量会增加；通过核孔进入细胞核发挥作用。

（3）当人体处于缺氧状态时，促红细胞生成素（EPO）就会增加，刺激骨髓生成新的红细胞，并制造新血管， 而红细胞能够运输氧气。据此推测，HIF — 1α能够促进EPO基因的表达。已知 EPO 是一种糖蛋白类激素，属于分泌蛋白，与EPO合成和分泌有关的细胞器有核糖体、内质网（初步加工）、高尔基体（进一步加工）和线粒体（供能）。

（4）当氧气水平较低，肿瘤细胞会开启特定基因发送信号，诱导新生血管生成为其提供新鲜氧气，同时也为癌细胞带来生长和传播所需的营养物质，故可抑制缺氧相关基因的表达，打破癌细胞的缺氧保护，就有可能抑制癌细胞的生长，甚至杀死癌细胞，还可以通过降低癌细胞内HIF—1α的含量，阻断HIF—1α与ARNT的结合来完成。