建国以来我国中学生物学课程简要历史回顾

对新中国成立到20世纪末,我国中学生物学课程的发展历史作了简单回顾,力图从计划大纲、教材教学2个方面,对这一历史轨迹进行描述。     

冷冻电子显微学在结构生物学研究中的现状与展望

冷冻电子显微学近年来在电子显微镜的硬件设备及结构解析的软件算法等方面取得了多个重要的技术突破,正在成为结构生物学研究的重要技术手段,为越来越多的生物学研究者所重视.冷冻电子显微学的技术特点决定了它所具备的一些独特优势和发展方向,同时作为一个正在迅速发展的科学技术领域,需要多学科的交叉促进.本文主要介绍冷冻电子显微学的研究现状及面临的技术挑战,并提出未来可能实现结构生物学与细胞生物学不同尺度的研究在冷冻电子显微学技术上融合的新方法.     

结构生物学现状与展望学术讨论会

1996年9月15～21日在山东青岛市召开了以“结构生物学：现状与展望”为主题的学术讨论会,这是我国第一次全国性的结构生物学学术会议。会议受国家基金委员会生命科学部资助并参与组织,由中国生物物理学会分子生物物理专业委员会、理论生物物理专业委员会、中国晶体学会生物大分子晶体学专业委员会联合发起并承办。会议充分展示了我国结构生物学研究的现状,并联系国际发展,研讨了我国结构生物学今后的前进方向,提出了积极建议。梁栋材院士在会后指出,这次会议在我国结构生物学的发展里程中具有标志意义,将对推动我国结构生物学研究的…     

结构生物学研究的一些新进展

近年来,结构生物学的发展呈现出快速增长的新态势.精确测定的生物大分子结构以指数曲线增加,速率已达到5.1个/d.截止1998年4月的统计,已从PDB库释放出来的生物大分子原子坐标套数已达7 454.同时,以精确结构知识为基础揭示生命活动的规律已达到前所未有的深度和广度.在技术和方法方面,近年来第三代同步辐射的应用与一些新方法的结合,可用极小的晶体测定极大的结构,使某些膜蛋白及亚细胞器的精确结构测定成为可能.NMR溶液结构测定的分子质量已突破35 000,电子晶体学阐释结构的分辨率已接近0.3 nm,可探测的动态过程的时间尺度已达到10^－9 s.结构生物学与基因组学的结合正在产生一个新的科学领域：结构基因组学（structural genomics）,它在未来后基因组时代的生物学中占有重要地位.     

后基因组时代中的结构生物学

20 0 0年 6月 2 6日 ,美英两国首脑会同公私两大人基因组测序集团 ,在华盛顿白宫东厅正式向世人宣告 :人基因组的工作草图 (ｗｏｒｋｉｎｇｄｒａｆｔ)已经绘制完成 .以此为标志 ,在人类跨进 2 1世纪历史新纪元之际 ,生命科学也正在迎来一个崭新的时代 ,即后基因组时代 (ｐｏｓｔ ｇｅｎｏｍｅｅｒａ) .这是生命科学历史发展中一次新的飞跃 .2 0世纪生物学的最基本成就是揭示生命机体的世代遗传主要是以基因为载体的核酸负责 ,有机体的当代生命活动主要决定于蛋白质的结构与功能 ,从而将整个生物学推进到以核酸和蛋白质为中心的分子生物学时…     

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     

蛋白质磁共振——从结构生物学到结构基因组学

在后基因组时代,随着大量物种全基因组序列的获得,结构生物学家面临着结构基因组学的新机遇和挑战。与传统的结构生物学不同的是,结构基因组学的研究主要集中在结构和功能未知并且与从前研究的蛋白质相似性很小的蛋白质。准确的来讲,结构基因组学通过高通量蛋白质表达、结构解析来完成所有蛋白质家族的结构表征,从而能够通过结构预测功能。加州结构基因组学联合实验室发展了高度自动化的蛋白质合成、结晶、结构解析生产线。然而由于一些蛋白质不能被结晶,要想覆盖所有蛋白质结构域还有很大困难。Wuthrich的研究小组通过一些高通量的目的蛋白质筛选和NMR结构解析的方法解决了这一难题。与X射线晶体学解析蛋白质结构相比,NMR技术由于能够解析更接近生理状态的溶液结构而具有互补性。通过获得溶液中的蛋白质稳定性、动力学特征和相互作用信息,正如在朊蛋白和SARS相关蛋白的研究中所表现的那样,NMR技术从扩大已知的蛋白质结构数据库、新的蛋白质功能到化学生物学研究中都扮演着激动人心的角色。     

去污剂的性质及其在膜蛋白结构生物学中的应用

膜蛋白在诸多生物过程,如呼吸作用、光合作用、信号识别和分子转运等方面发挥着重要作用,近年来,去污剂的快速发展,在一定程度上极大地推动了膜蛋白研究的进展。去污剂广泛应用于膜蛋白的提取、增溶、纯化、理化性质及结构研究,然而如何选择合适的去污剂往往是一项复杂的任务。本文从以下两个方面入手系统地描述了去污剂的重要理化性质及其在膜蛋白结构功能研究中的应用,（1）去污剂结构及其对去污剂性质和水溶性的影响,去污剂形成胶束的条件及影响去污剂胶束形成的其他因素。希望这些关于去污剂的基本性质和参数的介绍,可以为相关科研工作者选用去污剂提供一个理论依据。（2）去污剂抽提膜蛋白的流程和注意细节,去污剂对膜蛋白纯化时分子量测定的影响,膜蛋白研究中去污剂的置换与去除,膜蛋白结构、功能研究案例归纳。希望这些应用细节、课题研究,可以为相关科研工作者研究膜蛋白结构功能时提供一个经验借鉴。     

去污剂的性质及其在膜蛋白结构生物学中的应用

膜蛋白在诸多生物过程,如呼吸作用、光合作用、信号识别和分子转运等方面发挥着重要作用,近年来,去污剂的快速发展,在一定程度上极大地推动了膜蛋白研究的进展。去污剂广泛应用于膜蛋白的提取、增溶、纯化、理化性质及结构研究,然而如何选择合适的去污剂往往是一项复杂的任务。本文从以下两个方面入手系统地描述了去污剂的重要理化性质及其在膜蛋白结构功能研究中的应用,（1）去污剂结构及其对去污剂性质和水溶性的影响,去污剂形成胶束的条件及影响去污剂胶束形成的其他因素。希望这些关于去污剂的基本性质和参数的介绍,可以为相关科研工作者选用去污剂提供一个理论依据。（2）去污剂抽提膜蛋白的流程和注意细节,去污剂对膜蛋白纯化时分子量测定的影响,膜蛋白研究中去污剂的置换与去除,膜蛋白结构、功能研究案例归纳。希望这些应用细节、课题研究,可以为相关科研工作者研究膜蛋白结构功能时提供一个经验借鉴。     

第三届中国结构生物学学术讨论会成功召开

团结合作,走向前沿第三届中国结构生物学学术讨论会于2010年3月3日～6日在海南三亚万嘉戴斯度假酒店成功召开。此次会议由中国晶体学会生物大分子专业委员会、中国生物物理学会分子生物物理专业委员会、中国电子显微学会冷冻电镜分会联合主办,中国晶体学会大分子专业委员会承办。梁     

中国流感病毒结构生物学研究——40年回眸

自20世纪70年代以来,中国结构生物学研究日新月异,在多个生命科学领域取得了丰硕成果.近年来,在流感病毒研究领域,也做出了不少出色工作,包括流感病毒的跨种间传播机制和聚合酶复合物结构解析等.本文对国内外流感病毒蛋白的结构生物学进展做一简单总结,为大家提供一个视角,纵观我国病毒结构生物学的发展历程.     

26S蛋白酶体的结构生物学研究进展

26S蛋白酶体是真核细胞内负责蛋白质降解的主要分子机器,通过特异性降解目的蛋白质,几乎参与了生物体的绝大多数生命活动.26S蛋白酶体在结构上可分为19S调节颗粒和20S核心颗粒两部分.19S调节颗粒负责识别带有泛素链标记的蛋白质底物及对其进行去折叠,并最终将去折叠的蛋白质底物传送至20S核心颗粒中进行降解.由于26S蛋白酶体的结构组成复杂,分子量十分巨大,现有的X-ray技术和NMR技术对其完整结构的解析都无能为力,仅能解析出部分单个蛋白成员或分子量较低的亚复合物晶体结构.而冷冻电镜技术在相当一段时间内处于发展的初级阶段,导致其三维结构的研究进展曾经十分缓慢,严重阻碍了人们对其结构和功能的了解.近年来,随着在X-ray技术领域对大分子复合物结构解析的经验积累和冷冻电镜技术领域的技术革命,完整的26S蛋白酶体三维结构解析取得了飞速的发展.本文回顾了近几年在26S蛋白酶体结构生物学领域的重要进展,并展望了该领域未来的发展及面临的挑战.     

冷冻电镜技术的突破导致结构生物学发生革命性变化

最近,冷冻电镜技术的突破引起结构生物学发生了革命。这一革命导致2017年诺贝尔化学奖授予对冷冻电镜技术发展做出开创性贡献的3位科学家Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson。本文将综述冷冻电镜的发展历程,导致结构生物学革命的冷冻电镜关键技术,包括电镜、图像记录装置和图像处理算法方面的突破,以及中国科学家应用冷冻电镜取得的重要科学成就,涵盖基因表达/调控、蛋白质合成/降解、膜蛋白、免疫、病毒等相关蛋白复合体。最后,对冷冻电镜的未来发展方向进行展望。     

History of protein crystallography in China

China has a strong background in X-ray crystallography dating back to the 1920s. Protein crystallography research in China was first developed following the successful synthesis of insulin in China in 1966. The subsequent determination of the three-dimensional structure of porcine insulin made China one of the few countries which could determine macromolecular structures by X-ray diffraction methods in the late 1960s and early 1970s. After a slow period during the 1970s and 1980s, protein crystallography in China has reached a new climax with a number of outstanding accomplishments. Here, I review the history and progress of protein crystallography in China and detail some of the recent research highlights, including the crystal structures of two membrane proteins as well as the structural genomics initiative in China.     

结构生物学研究中的eIF-5A的表达与纯化

真核细胞翻译官始因子eIF-5A（eukaryotic initiation factor 5A）是迄今发现的惟一含有特殊氨基酸hypusine残基的蛋白质,其具体生物学功能仍不明确。为了推进对其功能的研究,拟从结构生物学入手,对其结构进行核磁共振（NMR）结构解析。利用GST融合蛋白原核表达系统,将eIF-5A进行原核表达,经过优化表达与纯化条件,得到了高产率与高纯度的可溶性eIF-5A用以进行NMR测试：经过!1H-^15N HSQC NMR实验,发现其适合应用NMR方法进行结构解析,从而为溶液中eIF-5A三维构象的研究奠定了基础.     

Bionics and Structural Biology： A Novel Approach for Bio-energy Production

Cellular metabolism is a very complex process. The biochemical pathways are fundamental structures of biology. These pathways possess a number of regeneration steps which facilitate energy shuttling on a massive scale. This facilitates the biochemical pathways to sustain the energy currency of the cells. This concept has been mimicked using electronic circuit components and it has been used to increase the efficiency of bio-energy generation. Six of the carbohydrate biochemical pathways have been chosen in which glycolysis is the principle pathway. All the six pathways are interrelated and coordinated in a complex manner. Mimic circuits have been designed for all the six biochemical pathways. The components of the metabolic pathways such as enzymes, cofactors etc., are substituted by appropriate electronic circuit components. Enzymes are related to the gain of transistors by the bond dissociation energies of enzyme-substrate molecules under consideration. Cofactors and coenzymes are represented by switches and capacitors respectively. Resistors are used for proper orientation of the circuits. The energy obtained from the current methods employed for the decomposition of organic matter is used to trigger the mimic circuits. A similar energy shuttle is observed in the mimic circuits and the percentage rise for each cycle of circuit functioning is found to be 78.90. The theoretical calculations have been made using a sample of domestic waste weighing 1.182 kg. The calculations arrived at finally speak of the efficiency of the novel methodology employed.