混合配位体络合物的结构稳定性及其生物学意义(上)

在大自然中,生物体系内发生的各种生物化学反应的特异选择性和高效性常使人惊叹不已。现代分子生物学的发展已充分揭示了这与生物体内存在的各种生命金属元素紧紧相关。越来越多的证据支持下述论点,即金属离子是通过金属络合物,特别是它的复杂络合物—混合络合物(mixed complex)在生命体内发挥作用的。混合络合物可分为混合金属络合物(mixed metal complex)和混合配体络合物(mixed ligand complex)。由于生物体内存在着大量的各种各样的配位体,它们的浓度大大超过体内的金属元素,因此生物体内大量、     

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。     

DNA特殊二级结构及其应用进展

核酸在生命遗传过程中发挥着重要作用,其特殊的DNA二级结构不仅包含遗传信息,还可在体内发挥特定的生理功能、在体外被用作生物传感器的组成元件。目前,DNA特殊二级结构主要包括发卡(hairpin)、十字形(cruciform)、双螺旋(double helix)、三螺旋(triplex)、G-四联体(G-quadruplex)、G-三联体(G-triplex)和i-motif等。DNA特殊二级结构无论是在体外还是在体内均已被广泛研究,因此,基于已有的研究成果,概括总结了DNA特殊二级结构中G-quadruplex、G-triplex、i-motif的发展史、结构组成、特殊功能以及在生物传感、纳米材料、体内检测等方面的应用,最后剖析了目前在DNA特殊二级结构的研究中存在的问题与不足,并对其今后的研究方向做出了展望,以期为DNA特殊二级结构在生物传感、分子医学等领域的应用提供理论支持。     

茉莉酸调控植物应对逆境胁迫作用的研究进展

植物在其生长发育周期中,很容易受到外界不利因素的影响,导致农林业发展造成很大的影响.植物激素是植物体内响应外界刺激和信号传导的化学信号分子,对植物的生命过程有着重要的调控作用.近年来,研究发现茉莉酸(jasmonic acid,JA)作为一种重要的植物激素广泛参与植物形态发育相关的多种生物学过程,调节植物对外源生物或者...     

糖类和蛋白质的相互作用

(一)糖类和蛋白质相互作用的重要性糖类是生物体内除了蛋白质和核酸外的又一类重要的生物分子,但和蛋白质或核酸相比,糖类研究还处于落后的状态。糖类在生物体内的重要性近几年中越来越为人们所认识,与此同时也注意到糖类的生物合成、降解和利用乃至生物功能的发挥无不与蛋白质有关。而且糖类的分离纯化以及结构研究也都离不开有关的蛋白质。     

Sigma因子高效调控微生物多功能研究进展

Sigma因子分为两大类,分别为σ~(70)家族和σ~(54)家族。σ~(70)家族的基础sigma因子,一般指导基因转录、应激反应、细胞发育以及辅助代谢,而σ54家族参与细菌的氮和碳水化合物代谢、生物膜形成等。近年来研究发现,宿主体内的sigma因子可通过调节基因表达来响应外界环境的改变、细胞发育信号以及指导生物代谢的合成;并且还发现原核生物有抗-sigma因子和抗-抗sigma因子存在。一些微生物体内的sigma70因子能调控其抗生素、激素或某些代谢产物的产生,指导细胞耐酸、耐高渗或耐高温等胁迫条件,还能增强微生物的生长能力;sigma54因子通常也能调节生物体代谢途径及氮源利用,参与生物固氮调控等。为了揭示sigma因子在高效调控生物多功能方面的研究成果,现对sigma因子及相关因子的结构特点、作用机制、生物多功能以及sigma因子调控固氮功能等方面进行阐述。     

SERPINE家族在纤维化疾病中作用的研究进展

丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serine Protease Inhibitor,Serpin)是一类丝氨酸蛋白酶活性调节剂,在人体中被分为A~I9个亚家族,其中SERPINE(Serpin Peptidase Inhibitor,Clade E)家族参与调节生物体内多个重要的生命过程。本文通过介绍SERPINE家族中两个重要成员SERPINE1与SERPINE2的理化性质、作用机制以及调控因素,阐述SERPINE家族在纤维化相关疾病中的作用及研究进展。     

D-氨基酸在细菌生理中的结构性能和调节功能的研究进展

除最小的甘氨酸外,所有的氨基酸(amino acid,AA)都有手性,以D-氨基酸(DAA)或L-氨基酸(LAA)形式存在。DAA广泛存在于各类生物中,尤其是细菌。DAA虽没有参与蛋白质合成,但DAA尤其是非典型DAA在细菌生理中具有很多特殊功能。在结构性能方面,DAA是细菌细胞壁肽聚糖的重要组分,并参与组成某些非核糖体合成途径产生的生物多肽,少数细菌能产生含有D-Glu的γ-聚谷氨酸。对细胞个体而言,DAA能调节细菌表面电荷和自溶素活性,抑制细菌芽胞萌发,调节稳定期细胞壁的重塑及调节病原菌的毒力等。对细菌群落而言,DAA对生物膜的解聚和细菌生态也具有调控作用。此外,某些DAA还能直接作为营养支持某些细菌的生长,而有的DAA则具有抑菌作用。本文主要综述了DAA在细菌生理过程中发挥多项功能的研究进展。     

生物无机化学在生活中的应用——金属蛋白质和金属酶

生物无机化学是研究生命体系中金属离子及其配合物存在状态和功能的科学,是配位化学和生命科学交叉的前沿学科。金属离子在生命体系中主要是通过金属离子与体内的酶、蛋白或核酸的相互作用以及存在体内的金属蛋白、金属酶行使其功能,因此通过现代物理方法来研究它们的结构、构象以及结构与功能的关系十分重要。     

泛酸的功能和生物合成

泛酸是辅酶A(CoA)和酰基载体蛋白(ACP)生物合成的重要前体物质,参与生物体内碳水化合物、脂肪酸、蛋白质和能量代谢.在人体中还参与类固醇,褪黑激素、抗体和亚铁血红素的合成.生物体内的泛酸合成是由酮泛解酸羟甲基转移酶(PanB),酮泛解酸还原酶(PanE),L-天冬氨酸-α-脱羧酶(PanD)和泛酸合成酶(PanC)四种酶协同催化下完成的.由于泛酸合成途径只存在于植物和低等生物中,选择该生物合成途径酶作为药物靶点将会有高度的选择性.本文综述了泛酸的功能和已经研究清楚大肠杆菌和分支结核杆菌中的泛酸生物合成途径所涉及的酶的结构和特性.     

外泌体内mircoRNAs在肝癌中的作用北大核心CSCD

外泌体是细胞间重要的信息交流介质,包含多种活性分子,如蛋白质、脂类、DNA和微RNA(microRNA,miRNA)等,外泌体可从供体细胞分泌后直接或间接作用于受体细胞,进而影响细胞之间的生命活动。更有意义的是,外泌体内的miRNAs可在血液中稳定存在,且当肿瘤发生时出现异常表达,进而参与肿瘤的发生发展,影响肿瘤患者生存及预后。近年大量研究报道显示,外泌体内miRNAs可作为肝癌诊断的新生物标志物及治疗肝癌的潜在靶标。本文就近年来外泌体内miRNAs在肝癌中的表达及其临床应用进行综述。     

浅谈生命的本质

《生物学杂志》1993年第六期刊登了周慕瀛的争鸣文章《谁把生命给予了生物》,其中道出了关于生命的一些事实,无疑加深了人们对生命本质的理解,但笔者认为周先生的某些观点仍值得进一步商榷和修正。分述如下。 1.周文并未阐明生命与生物的区别。从原文可以看出,他把生物体的全部结构和功能定义为生命,那么,生物又是指什么呢?生命代代相传的是DNA(RNA病毒除外)、是基因,而不是生物体本身。所以,     

生物地球化学锰循环中的微生物胞外电子传递机制

微生物是生物地球化学元素循环的重要驱动者,在锰等变价金属元素的氧化还原过程中起着至关重要的作用。近年来,Mn(Ⅲ)的发现以及在一些环境中的广泛存在,丰富了人们对Mn(Ⅲ)以及自然界锰循环过程的认识。研究发现,锰的生物地球化学循环,尤其是锰还原过程,与微生物胞外电子传递紧密相关,且目前已知的5种胞外电子传递机制均与锰还原有关联。因此,本文综述了锰的生物地球化学循环及其意义,并从微生物胞外电子传递的机制、微生物介导锰氧化、微生物介导锰还原等3个方面来介绍参与锰循环的微生物多样性;以及微生物地球化学锰循环的环境意义。对微生物参与锰循环过程的研究不仅可以进一步丰富相关理论,同时也能推动生物除锰、污染物原位修复及生物冶金等应用领域的发展。     

S-腺苷蛋氨酸研究进展

S-腺苷蛋氨酸(SAM)是生物体内重要的中间代谢物质,参与多种生化反应．重点介绍了 S-腺苷蛋氨酸的制备和稳定性研究,同时综述了其生理功能、提取纯化和分析检测及临床应用．     

试析世纪之交植物生理学研究的动向

简要介绍了当今植物生理学研究中值得注意的四个动向,它们是从研究生物大分子到阐明复杂生命活动——基因组学、基因结构与功能的研究;实现生命整体性的重要环节——信号传递的研究;生命活动的能量和物质基础——代谢及其调节的研究;植物与环境(非生物和生物环境)的相互关系——生物的协同进化和适应的研究。     

表观遗传修饰在糖脂代谢中的作用

表观遗传学是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变。表观遗传修饰可以参与多种生命过程,其在糖脂代谢中也发挥了重要的作用。生物体内的糖脂代谢关系密切,糖脂代谢紊乱会导致多种代谢性疾病的发生。文章主要从DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA调控等方面综述了表观遗传修饰在糖脂代谢中的研究进展。     

吡咯喹啉醌及其生理功能

吡咯喹啉醌（ＰＱＱ）──一种新的氧化还原酶辅基,存在于一些微生物、植物和动物组织中,参与催化生物体内氧化还原反应。研究表明ＰＱＱ具有一些重要生理功能：刺激某些植物发育及微生物和人体细胞生长;作为动物体生长发育的必需因子;清除自由基保护机体免受自由基损害;防治肝损伤;促进神经生长因子合成等。因此,ＰＱＱ具有一定的医药应用前景。     

胆固醇代谢平衡调控的分子机理

胆固醇代谢平衡调控的分子机理李伯良,段治军（中国科学院上海生物化学研究所上海２０００３１）前言胆固醇在生物体内起着重要而又神秘的作用,特别在哺乳类细胞生命过程中是不可缺少的。由于胆固醇及其类似物的绝大部分分布在细胞膜上,目前一般认为胆固醇可起影响生物膜的结构及其选择通透性和流动性等作用。但是,哺乳动物体内胆固醇过高或过低都将影响正常生命过程,甚至产生严重病变,如动脉粥样硬化等。     

硫氧还蛋白与氧化还原反应

硫氧还蛋白是生物体调节体内氧化还原系统的一种重要蛋白质,它参与了生物体内众多的氧化还原反应,其活性位点是-Cys-Gly-Pro-Cys-,在众多的生命过程中,通过构象的改变行使其调节功能。     

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。