DNA纳米舱可逆开关的性质与应用

由于生物大分子的一些特殊物理、化学属性,蛋白质、核酸等一类生物分子被广泛应用于制备各种纳米结构与器件,但是基于生物分子集体动力学性质的纳米器件还没有真正开发出来。本文讨论一种在表面上自组装形成的具有可逆开关性质的DNA纳米舱结构。由于DNA杂交动力学集体行为的一些特性,此纳米舱可以对小分子进行有效的禁闭和释放,从而可能被应用于开发DNA序列检测芯片的基本元件。我们的研究表明,根据此纳米舱的工作原理制造的DNA检测器件可以探测到一个碱基对的错配,其选择性远高于传统的DNA芯片,同时检测灵敏度也有一定的提高。这个研究结果开创了发展不需要荧光标记的DNA芯片的新思路。     

超分子多肽自组装在生物医学中的应用

近年来,自组装多肽纳米技术因其可形成规则有序的结构、具有多样的功能而备受关注。研究发现自组装多肽能在特定的条件下形成具有确定结构的聚集体,这种聚集体具备生物相容性好、稳定性高等优点,表现出不同于单体多肽分子的特性和优势,因此其在药物传递、组织工程、抗菌等领域具有良好的应用前景。文中介绍了自组装多肽形成的分子机理、类型、影响因素,综述了自组装多肽形成的纤维肽基水凝胶与自组装抗菌肽的最新进展,并提出目前多肽自组装技术所存在的问题及展望。     

生物大分子自组装合成多维纳米生物结构与器件

生物体通过指导的自组装合成种类繁多、功能特异的天然纳米结构,它们在生命过程中扮演重要角色。按照自组装体的维度,可以分为线状(一维)、层状(二维)、笼状(三维)生物纳米结构。通过设计,这些生物大分子纳米结构可在细胞"工厂"中重组制备,且可通过合成生物学技术对其组装和功能化进行理性设计和调控,成为功能性纳米器件。这类纳米生物结构和器件已经在生物传感、催化、肿瘤热疗、药物递送、组织工程、生物电池等领域获得展示或应用。相关研究正在成为合成生物学和纳米生物学的一个交叉领域,受到关注。     

酶启动和调控自组装超分子水凝胶

超分子间的弱相互作用使自组装超分子水凝胶的结构比较容易改变。用酶启动和调控超分子水凝胶的自组装不仅能在原位上对超分子水凝胶结构进行调整和控制,而且具有很好的生物选择性,有望制造出生物医学上所需要的材料,并能够控制生物体系中一些重要的生物过程。本文对酶启动和调控自组装超分子水凝胶的两类过程进行了总结,并以磷酸酯酶、β-内酰胺酶、嗜热菌蛋白酶、脂肪酶、基质金属蛋白酶和磷酸酯酶/激酶等酶为例,综述了如何设计和使用酶来启动和调控小分子的自组装超分子水凝胶。     

紫膜Langmuir-Blodgett膜的光电压

八十年代生物分子电子学和生物计算机研究的兴起,嗜盐菌紫膜蛋白菌紫质由于其结构稳定,当受到光照时,能发生同素异构变化,具有光色互变和光驱动质子泵功能、双稳态特性以及皮秒到毫秒级的光电响应特性,使其成为目前国内外关注的研究生物分子电子器件的理想材料之一,应用前途是发展生物分子器件和生物芯片等。由于紫膜具有不对称性而菌紫质的光驱动质子泵具有方向性,因而必须有序组装而且可以有序组装。紫膜     

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.     

TRP通道蛋白异源组装的研究进展

TRP通道是一类在神经系统分布广泛的阳离子通道,参与了生物体内许多重要的生理功能,包括感觉信息传递、调节胞内Ca²⁺平衡及发育过程等。近年来的研究发现,TRP通道不仅以同源四聚体形式行使功能,还可以组装成异源四聚体。不同亚基所形成的异源通道具有不同的生物物理学功能和药理学特性,因此TRP通道的组装机理和异源组装通道的功能研究成为该领域的热点而日益得到关注。文章对TRP通道家族中选择性异源组装及组装的分子基础研究的最新现状进行了概述。     

分子发动机研究进展

分子发动机是利用化学能/化学势进行机械作功的生物大分子,包括线性分子发动机与旋转式分子发动机两大类.它们参与了胞质运输、DNA复制、基因转录、ATP合成／水解等一系列重要生命活动过程.目前对于各种分子发动机的结构及作用机制的研究取得了一些重要进展.     

生物分子计算机

生物分子计算机是一种用生物分子元件组装成的具有并行数据处理、三维存储器和神经网络等特征的智能化计算机。它不但运行速度快、能处理复杂性的非线性问题、具有一定的逻辑推理等认知能力 ,而且具备生物分子形成的细胞样的自行修复或自体复制能力。也许从分子计算机到蛋白质计算机、DNA计算机再到生物分子计算机是一种研究和制造生物分子计算机的路径。     

新型的DNA金属化制作工艺

生物与微细加工技术的结合日益成为一种新趋势,DNA分子具有热力学上的稳定性、线性的分子结构及机械刚性等优点,可以作为制备纳米线的理想模板。通过DNA为模板的金属化,形成导电性好的金属纳米线和金属团簇的纳米结构,使得DNA分子作为纳米导线构筑纳米器件成为可能。在本文中,我们对几种具有代表性的DNA金属化工艺的原理进行了讨论,研究了其新型的制作工艺,通过进一步的自组装和自识别技术,金属化过的DNA就可以被用来构建电路,并作为后续的金属沉积模板,在构筑生物纳米器件的领域将有广阔的应用前景。