分子动力学模拟与分子生物力学

生物大分子的微观结构动力学决定其生物学功能,其力学-化学耦合规律是分子生物力学的重点关注方向。分子动力学模拟是耦合生物大分子力学-化学性质微观结构动力学基础的有效手段,其结果可用于预测结构-功能关系、指导实验设计和诠释实验结果。本文简要介绍了分子动力学模拟的方法学特点、基本工作原理及其在分子生物力学中的应用,并展望了未来可能的发展方向和应用前景。     

分子动态模拟及其在生物大分子研究中的应用

生物分子动念模拟技术是运用计算机对生物大分子的结构、功能、质子运动轨迹以及生物分子间的相互作用进行预测,是研究生物分子结构和功能的重要手段.该文介绍分子动态技术的原理及其在生命科学研究中的应用和研究进展,分析目前存在的问题,并提出对未来工作的展望.     

结构生物学专题序言

<正>结构生物学是一门研究生物大分子的三维空间结构、动态过程和生物学功能的交叉性学科,结构生物学研究可以提供生物大分子在原子分辨率水平的原子坐标、相互作用的细节信息以及生物大分子在行使其功能时的动态变化,这些结构信息与功能研究相结合,不仅能促进人们对生物大分子的生物功能和分子机理的认识,阐述重要的生物学问题,同时也能为探索与生物大分子功能失调相关疾病的发病机     

生物大分子体系及其相互作用的计算机模拟

生物大分子体系及其相互作用的计算机模拟陈凯先（中国科学院上海药物研究所２０００３１）随着分子生物学的发展和计算机技术的进步,运用各种数学、物理学的理论方法,以计算机作为工具进行生物学的基本理论研究,特别是进行生物大分子体系及其相互作用的计算机分子图形...     

近两年细胞生物学的进展（1991—1992）

从80年代末期以来,生物大分子结构和功能的研究又取得很大的进展。一批重要的生物大分子(如受体、离子通道、间隙连结、光合作用中心Ⅰ和固氮酶铁钼蛋白等)的三维结构,陆续得到解决。这些成就使细胞的结构和功能活动在分子水平得到更为圆满的解释。另一方面,用各种分子遗传学和基因工程方法(重组DNA技术、PCR、同源重组和转基因动、植物等)对高等生物的细胞分化、发育和遗传的分析取得     

生物大分子的类型

生物大分子是细胞的基本结构和功能单位,也是研究生命现象中的物质基础。生物体内的分子组成如何?哪些分子才算生物大分子?这些大分子有没有分子量的下限?     

对应关系形成的一般分子机制

对应关系形成的分子机制的阐明对于在理论上深入了解对应关系本质和生命系统运行机制,在应用方面帮助人工利用、干预或构建对应关系具有重要意义．分子生物学的快速发展为对应关系的分子机制进行更深入和全面的认识提供了条件．本文在综合比较各种生物大分子基础上,提出系统性的多单体生物大分子模型理论,试图揭示对应关系形成的一般分子机制．该模型理论认为多单体生物大分子具有种类的高多样性,对应关系对多单体生物大分子高效完成各种生物学功能具有必要性,同时,多单体生物大分子的结构和性质也为对应关系的形成提供了可能性．对应关系的形成过程是一个相对独立的可分为3个阶段的复杂过程．在多单体生物大分子结构和性质基础上,从与配体间的识别机制、作用机制及亲和性三方面揭示了对应关系的形成机制．对多单体生物大分子产生对应关系的必然性、形成的分子机制的复杂性及在理论和应用方面的重要价值也进行了讨论．     

基于设计的生物大分子成药性优化策略研究进展

目前生物药物正处在高速发展阶段,但生物大分子的一些固有特性限制了其成药性,使得很多具有良好治疗潜能的生物大分子 最终不能开发成药物,因而严重制约了生物药物的发展。生物药物开发的瓶颈已从“新分子的产生”转向“如何获得具有优良生理特性 和预期治疗效果的有效药物”。近年来,通过合理设计改造生物大分子高级结构以优化其成药性的研究获得了快速发展。综述基于设计 的生物大分子成药性优化策略研究进展。     

利用INTERNET进行蛋白质结构的检索、图象显示和模型构建

生物大分子的三维结构是了解生物分子功能的前提,对于分子生物学家、细胞生物学家和生物化学家建立生物过程的分子机制越来越重要。近年来生物大分子的三维结构信息增长极快。据纽约Brookhaven国家实验室Protein Data Bank(PDB)统计的数据,从1992至1995年该库收集的生物大分子结构的数目分别是1007,1727,2921和3821,平均年递增50％。面对如此大量而且不断增加的结构数据,如何快速准确     

基因药物研究现状和对策

生物技术药物以人类体细胞的基因组、转录本组和蛋白质组三个层次生物大分子为目标 ,基因药物的研究主要针对致病基因的DNA和基因转录本mRNA两类生物大分子 .mRNA从结构上考虑是研发核酸药物的最理想靶标和策略之一 .反义寡核苷酸、特异水解基因mRNA的核酸酶(ribozyme和DNAzyme)以及具有干扰作用的双链RNA(siRNA)是药物设计的策略之二 .mRNA结构靶点研究是研发反mRNA基因药物的基础 ,mRNA分子具有高度折叠的二级及三级结构 ,阐明其可及性位点 ,筛选其结构靶位点序列是关键 .近年研究报道的靶点筛选有约 7种mRNA的实测新技术 ,以及计算机辅助软件预测分析 .但发展分子生物学实验新技术以分析、确认靶点是药物研发策略之三 .     

生物大分子的结构与功能的相互关系和演化过程

介绍近年来在生物大分子内部结构与功能方面研究的新成果，分别对蛋白质在空间构型、断裂基因、分子驱动和整体ＤＮＡ进行例证说明，讨论生物分子内部发生在结构与功能之间的动态平衡。对于了解生命现象的本质和生物进化的机制有一定的参考价值，更有助于正确地理解生命体的结构与功能相互统一的基本原理。     

糖生物学研究进展

糖生物学是以生物大分子的组成部分糖链为对象 ,研究它作为生物信息分子在多细胞生物高层次生命活动中的功能。糖生物学 (glycobiology)这一名词是 1 988年由牛津大学生化系副主任德弗克 (Raymond ADwek)教授在《生化年评》上首次提出的 [1 ] ,这标志着糖生物学这一新的分支学科的诞生。同年 ,牛津大学研制成功了 N-糖链的结构分析仪 ,并商品化。1　糖生物学的发展历程糖与蛋白质、核酸和脂类作为生物分子中的 4大物质 ,早在 1个世纪前就已被人们认识 ,但科学家对它的研究却远远滞后于核酸与蛋白质。 60年代 ,科学家发现细胞表面密布糖链 …     

光镜荧光标记到电镜超微结构 组合式光电联合显微镜

<正>光电联合显微镜CLEM(Correlative Light and Electron Microscopy)利用荧光显微镜的分子标记功能,结合电子显微镜捕获高分辨率超微结构的能力,在细胞结构与功能研究之间搭建了一座桥梁。让细胞生物学家能够观察生物大分子在活细胞中的动态,进而确定亚细胞水平的超微定位。这已成为显微研究的前沿。     

太赫兹(THz)光谱在生物大分子研究中的应用

太赫兹(THz)辐射是一种新型的远红外相干辐射源,近年来,在生物大分子研究中得到了广泛的应用,特别是在生物分子的结构和动力学特性等方面有着巨大的应用潜力.结合THz光谱的特点,介绍了利用THz光谱对蛋白质、糖类及DNA等生物大分子的探索研究,以及THz技术在测定水环境与生物分子相互作用等方面的应用.探讨了该技术在生物学领域应用中有待解决的问题及发展前景.     

呼肠孤病毒结构与功能研究进展

随着现代分子生物学研究方法与计算机分子信息及模型处理技术的迅速发展,研究病毒基因结构与功能、三维构像与结构模型、病毒的遗传变异与系统进化,已成为现代分子病毒学研究领域的热点课题.其实质在于揭示病毒的复制与组装机制,探明病毒与宿主间的互相关系及遗传变异规律等,为最终从理论上阐明病毒致病的分子机理,以及从实践上解决病毒病的诊断与防治技术提供有效的实验依据.20世纪50年代呼肠孤病毒的发现,首次证实了双链RNA病毒可作为稳定生命形式存在于自然界.特别是呼肠孤病毒特有的分段RNA基因组结构与全保留复制特征,为研究病毒的毒力、转录调控机制、病毒与宿主细胞间的相互作用提供了良好的研究模型.正呼肠孤病毒(亦简称呼肠孤病毒)T1L、T2J和T3D为呼肠孤病毒三种血清型原型分离株,目前已研究得十分深入.本文就近年来呼肠孤病毒结构与功能研究进展综述如下.     

蛋白质的晶体生长及其进展

蛋白质晶体生长是用衍射法测定和研究蛋白质三维结构不可缺少的首要步骤,因而对于从分子水平了解生命过程和有效地开发蛋白质工程、理性药物设计等新的生物技术具有重要意义。这一结构测定步骤所处的落后状态,更使蛋白质晶体生长成为倍受重视的研究课题。蛋白质和核酸等生物大分子的结晶是一个受多个因素影响的过程。来自不同学科的研究人员从各个方面对蛋白质的晶体生长开展了研究,并取得了不同程度的进展。     

泛素化研究专刊征稿启事北大核心CSCD

《生物化学与生物物理进展》拟于2023年1月出版泛素化研究专刊,诚邀海内外科研工作者来稿。生物大分子的共价修饰与生物大分子动态调控和细胞命运决定、机体组织稳态维持关系密切。在众多类型的蛋白质翻译后修饰中,泛素化修饰被广为关注。根据与底物结合的泛素分子的数量和拓扑结构,泛素化可分为单泛素化和多聚泛素化。     

生物大分子质谱电离技术的突破及核磁共振三维结构测定方法的建立——2002年诺贝尔化学奖简介

2002年诺贝尔化学奖授予了质谱和核磁共振领域的三位科学家以表彰他们对生物大分子鉴定及结构分析方法做出的贡献．其中两位科学家J．B．Fenn和K．Tanaka分别发展了生物大分子质谱分析的软解吸电离方法;另一科学家K．Wüthrich则将核磁共振技术成功地应用于生物大分子如蛋白质的溶液三维结构测定．他们的研究成果已使质谱和核磁共振技术成为生物大分子强有力的研究手段,极大地促进了生物大分子的研究进程,必将对整个生命科学研究产生深远的影响．     

蛋白质结构与功能研究中的分子模拟技术

分子模拟技术为蛋白质的研究提供了一种崭新的手段,在理论上解决了结构预测和功能分析以及蛋白质工程实施方面所面临的难题。它在蛋白质的结构预测和模建工作中占有举足轻重的地位,实现了生物技术与计算机技术的完美结合。本文简要阐述了该技术的基本步骤和工作原理,并以目前应用最广的生物大分子领域的商品化分子模拟软件Accelrys公司基于Linux系统开发的InsightII为例,介绍了相关程序模块的功能和作用,同时结合该技术在蛋白质的结构预测和模建、结构与功能关系分析、分子设计等过程中的开发与应用,加以具体说明和展望。     

两株中和性抗hTNFa单抗可变区与hTNFa相互作用的计算机模拟及实验研究

在ＳＧＩ图形工作站上，用同源蛋白结构预测的方法，建立了２－株中和性抗ｈＴＮＦα小鼠单抗（１Ｃ３Ｅ６，３Ｆ６Ａ１０）可变区的三结构模型，并在实验研究２株单抗表位表异性的基础上，根据２株单抗与ｈＴＮＦα分子表面的形状、静电性、疏水性、氢键等性质，对２株单抗可变区与ｈＴＮＦα分子的可能结合模式进行了模拟和分析，再根据结合模型，设计并制备了２个ｈＴＮＦα突变体，然后从实验与计算机模拟两方面着手，对比研究了