液晶及其在生命科学中的应用

在生物体内部存在许多的液晶现象。通过对液晶光学性能、温度敏感性等研究,发现生物体中液晶态结构的物理化学性质的变化与生命过程紧密相关。生物液晶状态在自然界普遍存在。通过精细的研究生命体液晶态结构的变化规律可以更好的了解生物组织结构特征、信号传导等生物过程。利用液晶的特性及其与生物体组织间的作用机制联系,将其应用于生物检测、药物运输、构建新型仿生材料等。本文综述了液晶的发现和发展,生物液晶的内容以及液晶在生命科学领域中的应用。     

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?     

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     

单颗粒电子显微学的研究进展

单颗粒电子显微学是一种新型的结构生物学技术和方法,一方面,其解析生物大分子复合体结构的分辨率日益提高,可以达到近原子分辨率,提供大蛋白分子或复合体的精细结构;另一方面,还可以解析生物大分子在不同功能状态下的结构及变化,对于揭示生物大分子复合体结构的作用机理具有重要作用。本文就单颗粒电子显微学的研究进展作一综述。     

分子拥挤条件下生物大分子性质研究

细胞中成千上万种生物分子以不同的浓度发挥着各自的生理作用,但是体外研究中常常忽略细胞内的拥挤环境,随着分子拥挤理论的提出,体外添加大分子拥挤试剂被越来越多的生物学家和化学家所重视,众多的研究结果显示分子拥挤试剂的加入对细胞内的生物大分子的性质造成了一定的影响。从分子拥挤试剂对蛋白质折叠与聚集以及核酸分子结构与性质的影响等方面探讨了拥挤环境下生物大分子的性质和功能,为以后大分子拥挤条件下生物分子的研究提供一定的参考依据。     

《液晶和生物结构》

最初发现的液晶都是些单一化合物,如胆甾醇苯酸酯。它有两个明确的熔点,在每个熔点前后各具不同的特征。在液态时,分子排列是无规的。当温度低于较高熔点时,根据分子的不同排列结构,呈线型或皂型液晶态。形成线型液晶态的分子,其长宽比为5:2,彼此平行排列,在三维空间中自由移动,而且是围绕着     

猪眼视紫红质膜液晶态结构特征

光敏色素视紫红质(Rhodopsin)是一种以生色团为辅基的色素蛋白。近年来的研究表明视紫红质分子是在脊椎动物视网膜光感受器的片层膜内或膜上,它在光-电转换机能中起着重要作用。光感受器膜类似于一般生物膜,也处于有序、多变的液晶态。在自我有序的液晶相-片层结构中,分子的长轴基本平行,形成分子层。这种表面可用于简单的有机反应,如异构化、酶的氧化、还原以及脱氢作用等。这些结构对能量的变化也很容易发生反应。因此研究视紫红质在片层膜上的液晶态结构,对进一步探索光感受器功能是有重要意义。     

单分子光镊技术在生命科学中的应用

单分子光镊技术是近年来发展起来的一种新型的高分辨率光学技术,可以在单分子水平上实时观测并研究生物大分子或复合物相互作用的动态行为。光镊次毫秒级的时间分辨率和皮牛顿的力分辨率可使我们精确获得中间态、折叠速率(两态迁移速率)、作用力、能量、距离等重要的动力学信息;不同于传统的结构生物学方法,光镊实验是在生理条件下进行的,这些优势都使得光镊技术成为生物物理学领域一项不可或缺的技术手段。该文将主要针对这项单分子光学技术的原理及其在生物动力学上的应用和发展前景作简要介绍。     

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     

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.     

应用计算机预测核糖体16s rRNA三维折叠模型

1964年Levinthal等开创了电子计算机在生物大分子结构研究中的应用。此后二十年,由于计算机分子图形技术的不断进步,而成功地发展了一批计算机分子图形系统和相应的软件,并对一些生物大分子高级结构模型进行了预测,从而为生物大分子的结构与功能研究,生物技术的发展提供新的有效手段。本文将介绍这一研究领域的一个实例,用计算机预测核糖体16srRNA三维折叠模型,以此领略这一领域的概况。     

试论生物信息流与激光生物效应的相关性--激光生物效应分子机理研究

为了探索激光生物学效应的分子机理,以便更好的掌控和利用激光生物效应,用XeCl（308 nm）准分子紫外激光以相同变化的激光参量直接辐照有生物活性的生物大分子BTG DNA、BSA（v）蛋白质和糖Mannan.实验结果分析告知：电镜法观察到受辐照的三类生物大分子的表观结构、构象（含结构信息）和光谱法（IR、Vis-UV、FR、CD）分析指出生物大分子的内在结构部件的相关的特征峰的峰位、峰值都受影响,其变迁都与激光参量的变化相呼应;与三类生物大分子中分子内、分子间沟通与信息传递相关的氢键、糖苷键等的形成与否的类似或相同的结构部件（如-C-H、-N-H、-CH-OH、-C-O、-C =O等）其特征峰的变迁都更敏感于激光参量的改变.激光辐照生物体时,激光似生物信号分子通过它的能量以粒子性、电磁波相干性影响生物大分子的分子结构、构象（含结构信息）的稳定性、增加分子内、分子间相互沟通、信息传递,亦增加了结构部件的被修饰的可能性.进而影响着生物信息流的流量与流向和细胞信号转导的协同与整体表达,产生相应的生物效应.掌握获得功能生物大分子结构构象信息与使用适宜的激光参量的相关的关系值（阈值）是重要的关键.     

膜蛋白侧向扩散运动的测定

根据生物膜流动镶嵌模型,生物膜的基本结构是功能蛋白质分子浮动镶嵌于类脂双分子层中。带有双亲性基团(亲水基和疏水基)的类脂分子在水解质中由于其结构特性可形成有序的溶致近晶相液晶,蛋白质分子嵌于双层膜内,它处于液晶态环境里,具有快速扩散的可能性。在合适的条件下,蛋白质分子在膜中可进行快速的自由旋转扩散和侧向扩散运动。由于     

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．     

利用扰动角关联方法研究络合物中钼的氧化态及其配位体

扰动角关联方法是一种超精细相互作用的核技术,用于测定生物大分子在溶液中的旋转关联时间,也可用来研究溶液中生物大分子构型的变化、金属离子的介离常数及金属离子在生物体内的化学状态等等。本文利用~(99)Mo作为扰动角关联测量的探针核,以不同的价态分别与EDTA,酒石酸、半胱氨酸等络合。通过不同的扰动角关联衰减因子,分别研究了~(99)Mo周围不同的电场梯度,为金属离子在化合物中的价态和配位结构的微观研究开辟了一条新的途径。     

“蛋白质和核酸”的教学组织

生命是物质的。生命的本质在于生命大分子间的相互作用。阐明生命现象的规律,必须建立在阐明生物大分子结构与功能的基础上。蛋白质和核酸是2种重要的生物大分子,蛋白质是生命活动的主要承担者,核酸是遗传信息的携带者和传递执行者。遗传信息的多样性决定蛋白质分子的多样性,进而体现生命系统的复杂性和多样性。生物学新课程标准对该部分的要求是：     

分子印迹技术用于生物大分子的识别

分子印迹技术是一种人工合成具有分子识别功能的介质的一种新技术,近年来在许多领域都得到很大的发展。本文介绍了分子印迹技术的发展现状,尤其对生物大分子的分子印迹技术进行了详细论述,对生物大分子印迹采用的功能单体,印迹分子的种类,印迹的方法,印迹的机理,存在的问题和应用的前景等分别进行了讨论。     

分子印迹技术用于生物大分子的识别

分子印迹技术是一种人工合成具有分子识别功能的介质的一种新技术,近年来在许多领域都得到很大的发展。本文介绍了分子印迹技术的发展现状,尤其对生物大分子的分子印迹技术进行了详细论述,对生物大分子印迹采用的功能单体、印迹分子的种类、印迹的方法、印迹的机理、存在的问题和应用的前景等分别进行了讨论。     

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。     

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。