生命必要元素

元素的宇宙丰度分布图型,可以用星球里发生的已知核反应途径来解释。H、C、N、O、Na、Mg、P、S、Cl、K和Ca,这十一种原子量很轻的元素构成生命物质的大部分组分。它们属于周期表中原子序数最低的20个元素,同时也是宇宙中最丰富的元素。生命非必要的轻元素,除了惰性气体之外,就是Li、Be、B(硼对某些植物是必需的)和Al。另外许多元素也确认是必要的,例如F、Si、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo、Sn和I,对温血动物是必需的。大部分必要的微量元素是d轨道未填满的过渡族金属。原子序数大于碘(I=53)的39个元素,已经表明没有任何生理学上作用。发生在远古时代的海洋微生物灭绝一事中,微量元素可能起了重要作用。有明显证据表明,大量动物群灭绝与地球磁极颠倒存在着伴随关系。我们提出了一种机理,用它可以解释地磁场对物种灭绝的影响。同时也认为生命必要的微量元素的浓集因子与磁场有关。     

生命细胞与过渡元素系

维持机体生命所必需的20多种宏量组成元素和微量营养元素,分布在元素周期表的各主副族之中,其中人们较熟悉的必需微量元素, 主要集中在第一过渡系列,对它们的总体宏观研究较少.至于其余稀有分散元素,知之更少.     

病魔现身术——生化检验

生化检验是临床生物化学检验的简称。生物化学是探讨生命奥秘的一个学科,人体是一个结构复杂而又具有生命活力的有机体,人的身体中大约有60万亿个细胞,每个细胞中含有的分子数相当于银河系中星星数量的1万倍。人体中还存在着各种糖类、脂肪、蛋白质、维生素、水、气体、矿物质、各种酶类、无机离子(钾K、钠Na、氯Cl、钙Ca、镁Mg等)和微量元素等物质。人体为了维持生命活动和自身成分稳定的需要,要不断地从自然界中获取身体所需要的物质,又必须将身体内的废物排出体外,因此身体内无时无刻不在进行着     

最可能发现外星生命的地方

关于广袤太空是否存在智能生命,科学界始终存在着两种不同的观点:一种观点认为地球和人类都是浩渺宇宙的普通成员,没有什么特别之处.因为现代科学已经证明,孕育智能生物的地球上的物质元素,与遥远星球上的物质元素在本质上是相同的,这至少说明诞生原始生命的基础是十分接近的.     

深海热液区化能自养微生物多样性、代谢特征与环境作用

热液生态系统是如何形成的?深海热液活动在地球生命起源与演化中贡献是什么?作为深海热液生态系统初级生产者,化能自养微生物在热液区从无机到有机的物质能量转化、元素生物化学循环、热液生命起源演化、热液共生体与生态系统形成发挥着重要作用.深海热液生态系统的能量来源主要是地幔岩浆房水岩反应所产生的还原性物质,包括氢气、硫化氢、甲烷以及还原性金属离子等.化能自养微生物广泛分布于羽流、烟囱壁及热液沉积物等各种热液区生境,通过氧化热液中所携带的还原性物质获得能量、固定二氧化碳,形成热液生态系统初级生产力.通过长期的生物与非生物过程的交互作用,演化形成独特的深海暗能量生态系统.热液微生物的多样性分布特征与影响因素、热液区极端环境适应性机制与环境作用,以及热液生物共生机制等仍是目前重要研究内容,相关研究将有助于认识深海暗能量生态系统的形成机制以及深部生命过程.     

人类的生命元素与生物功能

本文简要地叙述了人类的生命元素,接着论述了人体必须的微量元素的生物功能,最后对铜、锌与硒的生物功能作了探讨.     

慈菇蛋白酶抑制剂正交晶型的晶体生长和晶体学研究

蛋白酶及其抑制剂广泛存在于自然界中。它们在生物体内各种重要生理体系中起着生物调控作用。各种蛋白酶都有其相应的抑制剂。目前已提取的抑制剂就有上百种。对于这些抑制剂已经做了大量的生物化学研究。其中有十来种分子的三维结构已被测定。这些研究表明它们以类底物的方式与蛋白酶结合。结合部位的装配巧妙,形成大量的范德瓦尔键、氢键和盐桥。它们之间有如一种锁与钥匙的相互作用。     

EMBO及其诞生的学术背景

<正>生物学中有三个学科,它们间有相似之处,分别是用化学方法研究生物学的生物化学、在分子水平上研究生命本质的分子生物学和揭示生命运动的化学本质的化学生物学。在一般人心目中这三个学科间的差异是:生物化学是研究蛋     

模式识别法在生物微量元素谱研究中的应用

生物微量元素是一门新兴的边缘科学,它的主要研究对象是微量元素与人体健康的关系。由于拮抗效应、协同效应等原因,在微量元素的研究中,一般不能仅考虑单一的微量元素的作用,而必须同时考虑多种微量元素,即考虑微量元素谱。 目前,在微量元素的研究中多用显著性检验的方法,它能指出每一种微量元素与某一疾病有无关系及其密切程度。但这种方法只是考查某一种微量元素与疾病的关系,因此,往往难于作出较全面的规律性的结论。应用多元逐步回归分析法研究多种微量元素的作用是有意义的,但其前提是所研究的对象必须服从正态分布,同时,它只能给出各有关元素与所研究     

特殊环境下的微生物

多少年来,人们一直认为地球上生命的存在主要是地球在太阳系中所处的独特位置决定的,因此在苛刻的宇宙环境中,不可能存在地外生命了。但是,地球上一些特殊的生命形式正改变着人们的看法。这些生命几乎都是微生物,它们生活的环境非常恶劣,有的甚至不逊于苛刻的宇宙环境。可一旦它们离开这种极端环境往往不能生存,这类生物被称为极端微生物。●高温环境自然界中有许多高温环境,在这些高温环境中生活着许多嗜热微生物。如在俄罗斯的堪察加地区的温泉里(水温57℃～90℃)存在着一种嗜热的红色栖热菌;在美国黄石国家公园内的热泉中,一种叫热容芽孢…     

植物体内草酸钙的生物矿化

草酸钙晶体在特化的植物晶异细胞内的形成是一种基本的、重要的生理代谢过程.不同植物草酸钙晶体在形态/结构上存在多样性和种间专一性,它们具有特定的尺寸和形貌,并且成核后晶体的生长和特化细胞的发育间存在显著的协同作用,这表明草酸钙的生物合成不是一种简单的化学结晶过程,而是受遗传和生物大分子的精确调控.被塑造的矿化相在特定的膜包覆空间内经历了各自不同的生物化学途径,最终形成热力学稳定相.草酸钙晶体赋予植物许多不同的功能,主要包括对高容量钙的调节和植物自我保护作用,从而间接地反映出植物在不同生境中进化的印迹.本文介绍了草酸钙晶体在植物体内合成的草酸代谢途径、钙的吸收和累积,主要讨论晶体生长过程的植物调节机制以及体外模拟生物分子对草酸钙结晶动力学过程的调控等,以期揭示植物体内草酸钙的生物矿化机制,并为仿生材料合成和人类病理结石的抑制等提供重要线索.     

热液管状蠕虫的早期矿化机制及微生物在矿化过程中的作用

热液喷口动物群是现代海底热液体系的重要组成部分, 它们依赖于热液无机环境生存, 与无机环境之间存在着密切的相互作用, 并可参与现代热液点的成矿过程. 热液喷口动物群(特别是Vestimentiferan和Polychaete管状蠕虫)矿化后的产物常以化石的形式保存于各时代的地质体中. 开展热液大型动物的早期矿化过程研究, 对于理解热液环境中矿物与生物的相互作用以及地质化石的形成和保存机制具有重要的意义. 以胡安·德富卡洋脊热液场中采集的管状蠕虫Vestimentiferan Ridgeia piscesae为对象, 对它的早期生物矿化特征和机制进行了研究. 研究表明, 大量的丝状微生物不均匀地分布在Ridgeia piscesae管状蠕虫的内壁表面和壁内空隙层中, 并在一些部位形成微生物薄层. 微生物细胞表面和降解后的产物在管状蠕虫矿化早期起着重要的作用. 在矿化程度较低的管状蠕虫管壁, 普遍发现有半透明的含硫有机质薄层和球粒状颗粒硫的存在. 这种含硫有机薄层的降解产物在管状蠕虫早期矿化过程中的作用可能同样不容忽视. 微区化学分析表明, 管状蠕虫管壁对成矿元素的富集具有选择性, 主要从周围热液环境中富集Fe, P, Ca和Si等元素, Fe与P, Ca和Si等元素具有共变关系. 由于S主要来源于管状蠕虫组织体中共生微生物对H₂S的生物氧化的作用, 它可作为研究管状蠕虫管壁矿化过程的一种很好的生物标志物. 根据不同矿化程度管状蠕虫的矿化特征, 提出管状蠕虫的早期矿化过程主要受微生物诱导生物矿化作用和管壁降解生物矿化作用控制.     

金属转运蛋白SLC39A14的代谢性功能研究进展

微量元素是维持人体生理和代谢功能的重要的营养素之一,既可参与人体生理生化功能调控,亦可作为生物大分子的组成或辅助成分,如激素和维生素有机组成.微量元素对维持机体正常生命活动具有重要意义.其中,必需微量元素是机体内不能产生或合成但又是维持生物体正常生理机能不可或缺的,如铁、锰、锌等,主要通过消化道中不同的金属转运蛋白(metal transporter)转运吸收.近年来,随着金属转运蛋白不断被鉴定与发现以及金属转运蛋白的功能研究进展,认为SLC39A14在不同组织中参与铁、锌、锰等必需微量元素转运,并且参与多种生物学功能.基于目前对金属转运蛋白在代谢性器官以及代谢性疾病中的作用机理的了解和认识,本文回顾性总结了金属转运蛋白SLC39A14在不同代谢组织器官的代谢性功能和作用机制.     

微量元素硒与人体健康

硒是人体必需的微量元素之一.硒通过生物的地球化学营养链给人以影响.其与机体的抗氧化能力、免疫功能、抗癌作用等有着重要的关系.文章从硒在机体的存在及对机体的生化功能出发,探讨微量元素硒与人体的健康关系.     

寻访生命的轨迹

我们生活的地球是一个纷繁复杂的生态系统,各种各样的生命以各自不同的形式存在着,它们互相竞争又互相依赖,在漫长的生命演化过程中形成了极其精巧的生物圈。在这里大约有500万～3000万种生物,已经命名的约有180万种,我们人类不过是其中的一种。如果把这个不断变化的生态系统比作网的话,人类只是网络的一个节点,而各种生命则共同支撑着这张网,相依相存,协同共进。     

植物组织中胞间连丝相关蛋白的研究

动物组织中的间隙连接和植物的胞间连丝是维系生物整体性的主要结构,它们对控制和协调细胞增殖、组织代谢及其同步活动具有重要的作用.尽管它们在结构上差异很大,但是却有类似的功能.目前间隙连接的研究已较深入,而植物胞间连丝的研究则相对落后,对其生化组分的研究尚处于起始阶段.本研究以动物间隙连接蛋白的抗体为探针,试图用分子杂交及生物化学技术来确定植物中是否有与动物间隙连接蛋白家族成员同源的蛋白质存在,及其与胞间连丝的关系.     

线粒体RNA m3C修饰酶METTL8的修饰机制和底物特异性

<正>tRNA是遗传信息传递的关键生物大分子之一.在核糖体中,tRNA的反密码子通过与mRNA的三联体密码子互补配对,从而将其携带的氨基酸掺入到新合成的肽链中,对遗传信息的精准传递具有重要作用^[1].tRNA上存在着大量的转录后核苷酸修饰^[2].目前已有120多种tRNA修饰被鉴定出来,它们存在于12%～20%的tRNA核苷酸碱基上^[3,4].tRNA上存在的这些修饰参与并调控一系列生命过程^[5].众多的修饰能够维持tRNA结构、提高tRNA稳定性、促进反密码子与密码子的精确配对等,在多种生命活动中发挥作用^[6,7].     

放大了的生物分子

对病毒结构和生物分子在细胞内装配的研究,使我们认识了这些大分子在复杂的生物系统中的功能。在生物体细胞内进行着各式各样的生物化学过程。生物大分子,特别是蛋白质和核酸,参予或控制着这些过程。这种大分子一旦分离,便失去了功能。它们常常相互作用,形成了有序的聚合体或复合物,它们有时在形式和功能上竟是如此的富有特色,以致决定了细胞器的名称。30多年来,我对核酸和蛋白质以及     

昆虫蜕皮物质,在生命活动中扮演什么角色?

昆虫蜕皮物质,是调控昆虫蜕皮过程的激素(ecdysone),它不但存在于昆虫蜕皮过程之中,也存在于昆虫的其他生理节律变化时期;而且在低等植物蕨类、裸子植物、被子植物等众多植物类群中也有存在,并且其含量远高于昆虫中;在哺乳动物甚至人类某些特殊情况下也发现了这类物质.昆虫蜕皮物质,在生命活动中起什么样的作用?在生物界是不是蕴藏着一些共同的生命活动信息,这是一个很有趣的问题,它们具有怎样的生物学意义,已有一些学者提出过不少的假说.我们试图分析昆虫蜕皮物质存在或作用的种种现象,以及发生的变化,探讨这类神奇的物质在生命活动中究竟扮演什么角色.为此提出它们是具有"更生诱导物质"(revive inducer)作用的假说,认为"更生诱导物质"有可能是几个类型的物质协同作用,共同起效的结果.但我们可以通过一些对DNA的合成和有丝分裂等生物体发育和生殖诱导起共同作用的蜕皮甾酮物质,在宏观上对在生命现象中起调控或诱导作用的物质基础进行了解.     

认知微生物:从对手到伙伴

正微生物是地球上生物多样性最为丰富的生物,包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生生物、显微藻类等在内的一大类生物群体。它们是这个星球最早的居民,根据存在环境的不同分为土壤微生物、空间微生物、空气微生物、肠道微生物、海洋微生物等。它们个体微小,但在维持生物圈和为人类提供众多未开发的资源方面发挥着重要的作用。