发展环境生物无机化学的研究

在生命科学的研究中,生物无机化学无疑占有重要的地位。可以说,没有微量元素也就没有生命。因为微量金属元素(包括某些非金属)参与了人体中50—70％酶组份;构成体内重要的载体及电子传递系统;参与某些激素和维生素的合成;近年又发现它们与许多原因不明的疾病(如癌症)有关。工农业发展造成有害元素的污染以至影响人类的健康,又为本门学科增加了研究对象。随着分子生物学及超微量分析和结构测试技术的发展,人们研究了生物体内金属元素存在的形式、结构及其生物功能,加深了对生物体内一系列重要生命过程中金属     

生命金属的代谢

生物体系中最常见的元素有18种,即氢、氧、氮、碳、磷、硫、氯、碘、钠、钾、镁、钙、钼、锰、铁、钻、铜、锌。其中,前六种在生物体系中是组成生命的基础。后12种中,除氯、碘之外均为金属元素,在有机体的生命活动中具有重要的意义,被人们称为“生命金属”或“生物金属”。随着科学的发展,生命金属的范围也在不断地扩大,目前认为钒、镍、锡等元素也应包括其内。它们虽非生命所必需,但对完成生物体系的某些特殊功能是不可缺少的。生命金属作为生命系统中的一部分,也是通过代谢更新以达到在机体内的动态平衡。生命金属的摄取和吸收许多金属的吸收,是通过一些相当低的金     

水生动物金属硫蛋白分子毒理学研究进展

随着现代工业的迅速发展,重金属污染问题日益严重。重金属离子主要通过水及食物进入生物机体并累积,对机体的生长发育与新陈代谢产生危害。金属硫蛋白（MT）是一种低分子量、富含半胱氨酸的蛋白质,广泛存在于大多数生物体内,在必需金属元素稳态调节、非必需金属元素解毒以及抗氧化等过程中具有重要作用,因此,MT可作为检测水生生态系统中重金属污染的潜在生物标记,其分子毒理学已成为研究热点。综述了MT的结构、功能、分类与分布,以及鱼类、甲壳类和软体动物的MT分子毒理学研究概况。     

农田土壤重金属污染的陆地生物配体模型研究进展

矿产开采和冶炼、工业"三废"排放等原因导致我国农田土壤重金属污染比较严重。如何科学准确地预测和评价土壤重金属的生物有效性及其生物毒性,是近年来人们关注的热点问题之一。陆地生物配体模型(Terrestrial Biotic Ligand Model,t-BLM)是一种能够预测土壤中重金属生物有效性的机理性模型,模型假设环境中的金属进入到生物体内与一些生物位点结合形成金属-生物配体络合物(BL),当BL达到一定浓度时才会对生物产生毒性,由此判断重金属的生物有效性。本文在综述我国农田土壤重金属污染来源及现状的基础上,讨论了土壤重金属的生物有效性及其生物毒性的研究方法,重点介绍了t-BLM的基本原理,基于植物、土壤动物和微生物为受试生物的t-BLM预测和评价土壤重金属生物有效性及生物毒性的研究进展,提出了t-BLM理论和应用上存在的一些不足。     

生物无机化学的新动向

介绍了近几年生物无机化学发展的新动向,特别是各种与DNA,RNA相结合的金属调节蛋白,在核酸基因表达及调控中的作用。金属蛋白与金属酶的研究,由于基因工程、金属络合物探针和肽链的人工合成等各种新思想、新方法的引入,并且把各种金属蛋白反应作为生物体中的一类反应进行研究(例如:生物体的电子传递反应,金属离子在生物分子间的转移反应,小分子加合反应等等),使研究进入一个新的台阶。     

昆虫金属结合蛋白的研究

金属结合蛋白是一类能够特异性结合重金属、具有保持体内微量元素平衡及金属解毒功能的蛋白质。金属结合蛋白广泛存在于各种生物体内 ,并行使多种生理功能。至今 ,对于昆虫金属结合蛋白及其在机体中的功能等仍了解不多 (见表 1 ) ,而且在某些昆虫种类中 ,这种金属结合蛋白被认为是一种金属硫蛋白或其类似的蛋白质 [2～ 9] ;在另外一些昆虫种类中却被认为是一种糖蛋白 [1,4 ]。为此 ,本文对有关昆虫金属结合蛋白的研究进行整理 ,综述如下。收稿日期 :1998- 10 - 10表 1　昆虫金属结合蛋白的研究昆虫种类材料结论参考文献石蝇 Pteronarcys ca…     

蛋白质的合成

大家都知道,蛋白质是一切生活的有机体,也是比较简单的生命形态的主要物质。各种器官和组织是由各种结构不同的蛋白质分子所构成。此外,一切酶(在生物体内引起化学反应的速度的生物触媒)都是蛋白质。这就是为什么蛋白质成为引起科学家巨大注意的研究问题。蛋白质的合成是近代自然科学最重要的任     

胰岛β细胞内钙调素的过度表达可导致新生小鼠糖尿病

钙调素(calmodulin)是普遍存在于各种生物细胞内的主要钙结合蛋白,它存在于植物、无脊椎动物以至哺乳动物体内,在细胞内是一种基础的和生命悠关的因子。胰岛β细胞内含有非常丰富的钙调素,它在促分泌物引起的胰岛素分泌中是不可缺少的,胞内钙稳态的调节对于β细胞的生存及发展可能具有关键作用。     

生理节律及其应用

生理节律(Biorhm program)也叫生理节奏。普遍存在于生物界的各生命过程中,是生物体内存在的一种基本生理现象。不论是单细胞还是多细胞的有机体、动物、植物、人体组织、器官和整体的生理功能,均有周期性节律活动,这种生物体内存在的节律也称“生物钟”。人类     

重金属在海洋食物链中的传递

近年来 ,金属在不同海洋食物链中摄食富集的定量研究得到越来越多的关注。自然环境中生物体内金属的浓度并不一定和生物在食物链中所处的营养级有相关关系 ,金属在生物体内的富集还受到生物的同化、排出等过程以及其它生理生化因子的影响。在经典的海洋浮游生物食物链中 (浮游植物→桡足类→鱼类 ) ,桡足类往往可以很有效地排出体内的金属 ,同时鱼类的金属同化率又很低 ,所以该食物链中金属的浓度随食物链水平增加而减少。目前研究发现只有甲基汞和铯 Cs会被食物链所放大。在以腹足动物为顶级捕食者的底栖食物链中 ,因为生物结合金属的效率很高 ,高同化率和低排出率导致金属浓度在生物体内得到放大。重金属在生物体内的可利用性可以通过测定同化率、排出率等参数、并结合考虑生物对该金属的消化行为 ,运用一个简易的动态模型来估算。已有的研究中人们多考虑金属的化学性质对食物链传递的影响。着重介绍了近年来国外对金属在不同海洋食物链 (底栖和浮游 )中的传递的研究成果 ,强调在金属的生物可利用性评估中 ,要充分考虑到动物的生理、生化过程的影响 ,同时也必须认识到不同的海洋生物有着复杂且不同的金属代谢机制     

非必需元素的生物效应

生命是自然界长期发展的产物,生命元素来自自然界。迄今,人们已经确认约三十种生命必需元素,它们主要分布在元素周期表前四周期及第五周期的钼和碘。此外,地球表面还存在六十多种天然元素,虽然按目前概念,它们属生命非必需元素(non-essential elements),但却有着直接或间接的生物效应。根据非必需元素对生物的不同效应,分为有益元素(benefitional elements)、沾染元素(contaminant elements)和沾染元素(或有毒元素)(toxic or polluting elements)三类。有益元素是指对生物有营养作用或能促进生物生长的元素,其中有的可能是必需元素。而在体内浓度不恒定,且生理效应尚未确定的元素,暂且定为(冫占)染元素。至于     

蛇岛蝮蛇体内微量元素的分布特点

各种化学元素特别是金属元素在生命现象中的作用愈来愈引起人们的关注。但有关微量元素与蛇类生命活动的关系研究者甚少。为了进一步弄清蛇岛蝮蛇生命活动的规律及其与微量元素的关系，我们在以往工作基础上，就有关蛇岛蝮蛇体内微量元素及其分布规律，进行了比较全面系统的分析。     

白背飞虱体内金属元素的含量动态及模拟分析

摘要: 为明确金属元素在白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)体内的分布及其含量动态, 将白背飞虱长翅成虫在实验室中用超纯水分别饲养0, 24, 48, 96 h后测量其体重变化; 并用电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS)检测各个处理虫体内12种金属元素(Cu, Zn, Cd, Mn, Ca, Fe, Na, As, U, Mg, K和Pb)的含量。以白背飞虱整个体重(W)、 有机体组织重量(O)、 体内可排泄内容物重量(E)及可排泄内容物排出体外的速率(r)为参数, 构建其体重变化的修正指数模型W_t=O+E(1-r)^t。基于白背飞虱体内金属元素总含量(WC_t)为有机体组织内含量(OC)和可排泄内容物中含量(EC)按两者百分率(OP_t和EP_t)加权之和, 即WC_t=OC·OP_t+EC·EP_t, 分别估计白背飞虱体内组织和可排泄内容物中金属元素含量。模拟分析结果表明： Cu, Zn, Cd, Mn和Ca这5种元素在白背飞虱组织内的含量显著高于其可排泄内容物中的含量(P<0.05), 表明这些金属元素可被昆虫有机体组织吸收、 积累, 并稳定地存在于昆虫的有机体组织之中。Fe, Na, As, U, Mg, K和Pb这7种元素在白背飞虱有机体组织内的含量与其可排泄内容物中的含量接近, 其在有机体组织中和可排泄内容物中的分布差异不显著(P>0.05), 以相对平衡状态存在于白背飞虱有机体组织和可排泄内容物中。该分析方法可能为其他小型和微型昆虫体内金属元素的分布、 积累、 排泄的研究提供借鉴。     

十种植物造纸原料中金属离子的含量研究

对造纸工业常用的 1 0种植物原料 ,采用原子发射光谱法、原子吸收分光光度法和微分脉冲吸附溶出伏安法 ( DPS) ,对其中的金属离子含量进行了研究。结果表明 :各种植物所含的金属元素种类和含量不同 ;同一大类的植物其所含的金属元素也不尽相同。     

微量元素与人

微量元系,顾名思义,就是存在于地表岩石圈、水圈、大气圈和生物圈中含量甚少的元素.它们在岩石、海水、大气或生物体内的含量一般不超过1‰.当然,这也不是绝对的,如铁、硅,在岩石圈中厲宏量元素,而在人体中却是微量元素.微量元素除了少数非金属外,大部分是金属,所以有时又统称为微量金属元素.为人体生命活动必不可少的微量元素称为人体必需微量元素仅占人体重量的0.01%,包括铁、锌、铜、锰、铬、钼、钴、硒、镍、钒、锡、氟、碘、锶,共14种.据现有资料来看,有人认为硼和硅也是必需微量元     

虾蟹类能量收支的研究概况

能量流体是生态系统的基本特征之一,动物生命活动中的行为和代谢过程物质的转化都需要能量,研究能量在生物体内转化分配过程的生物能量学也就成为生态学的基本内容。生物能量学的中心问题是阐明生物体内能量收支各组分之间的定量关系,以及各种生态因子对这些关系的作用...     

基于金属配合物的生物小分子发光探针研究进展

生物体内存在各种内源性活性物质,帮助生物进行信号传递与代谢调控。正常条件下,细胞环境不断变化,内源性小分子的时 空分布在生物体内保持动态平衡。但当它们的种类和浓度超过生理过程所需的限定范围时,就会影响细胞活性,进而导致疾病,甚至 是肿瘤和癌症的发生。因此,这些活性物质在体内活动的实时追踪及可视化对人们理解生命现象、研究疾病发生机制十分重要。与传 统有机染料相比,金属配合物发光(荧光/磷光)探针因光稳定性好、生理功能易调控等优势,已成为生物体系小分子活性物质示踪和 成像的研究热点。依照不同的作用靶点,对应用于生物体系的金属配合物探针的最新进展进行分类和总结,并展望金属配合物在生物 成像中的未来应用,以期可以为人们继续设计出新的具有良好示踪成像性能金属配合物探针提供参考,并从分子水平理解探针作用及 癌症治疗的机制。     

黔西南红土型金矿硬叶小金发藓对几种金属元素的吸收、富集特征

利用原子吸收法测定黔西南红土型金矿硬叶小金发藓(Pogonmon neesii(C.Muell)Dozy)植株及其土壤中的Au、Pb、Cu、、Zn、Ca、Mg、Hg和As等8种金属元素含量,并分析它们之间的相关性及植物对金属的富集能力.结果表明:硬叶小金发藓体内的金属元素含量普遍较高,对不同金属元素的吸收、富集具有较大的差异,Ca-Mg呈极显著正相关,Cu-Zn、Hg-As呈显著正相关.该植物对Hg和As均具有强烈的富集作用.     

问题解答(二)

问:酵素倒底是一种什么样的东西,它是否有生命? 答:酵素(酶)是由生活物体所产生的一种有机的高分子的接触剂.酵素能加速化学反应的进行,但不影响化学反应的平衡点,绝大部分在生物体内进行的化学反应都是由酵素所接触的,生物体内存在着各式各样的酵素.每一种酵素一般只接触一种化学反应.酵素虽然是由生物体所产生,但本身并不具有生命.截止现在为止,所有已知的酵素都是由蛋白质所组成的.(邹承鲁答)     

多氨基酰-tRNA合成酶复合物的发生发展

氨基酰-tRNA合成酶(aminoacyl-tRNA synthetase, aaRS)是由管家基因编码的一类古老的蛋白质,其核心功能是催化对应的tRNA和氨基酸形成氨基酰-tRNA,为蛋白质合成提供原料,从而将遗传信息翻译成蛋白质行使细胞的生物功能。随着生物进化的发展,越来越多的aaRS进化出了新的结构域,从而使aa RS功能更具有多样性,其中最明显的就是aa RS介导产生的多氨基酰-t RNA合成酶复合物(multiple synthetase complex, MSC)。该文将从进化发展的角度依次对古细菌、真核单细胞生物酿酒酵母(S. cerevisiae)、真核多细胞生物秀丽隐杆线虫(C. elegans)和高等真核生物哺乳动物体内的MSC进行介绍,并综述已报道的它在体内的重要功能。