交叉学科研究推动了生物无机化学学科的发展

本文分为七部分，第一部分对生物无机化学学科发展进行历史回顾；第二部分从回顾史实中用实例表明生物无机化学的研究始终瞄准金属离子和生物配体控制生命过程中的化学问题；第三部分是介绍当今国际上研究核酸领域的争论焦点；第四部分是报导我们设计和合成了作为人工核酸酶的一系列新的配体以及许多不同金属的功能配合物；第五部分是讨论用动力学、热力学和DFT计算方法研究配合物和DNA相互作用的键合机制以及十多种影响因素；第六部分进一步报导配合物的生物功能和它们的应用探索，最后一部分提出在核酸领域的某些新的发展方向和途径。我们进一步提出了配合物的结构与DNA的作用机制以及它们的生物功能之间的规律性。通过配合物的结构改变去调控和改变配合物对DNA键合性质和生物功能。     

桑天牛染色体核型及制备材料的选择

以桑天牛Apriona germari(Hope)为研究对象，选取桑天牛幼虫神经节，成虫神经节、唾腺、精巢、卵巢、卵胚胎组织进行染色体制备。结果表明制备染色体的最佳试验材料 为2、3日龄胚胎组织。不同日龄胚胎组织的核酸含量随日龄的增加而增大，3、6、9日龄均出现峰值，3日龄时cRNA/cDNA值比6、9日龄时大。胚胎发育期间首次核酸峰值出现时期与 染色体研究最佳材料的选取时间一致，胚胎cRNA/cDNA的值可作为染色体制备材料选择的指标。     

Mg2+/Ca2+与DNA碱基和水相互作用的量子化学研究

采用高水平量子化学方法,MP2/6-311G(d,p),对气相中的Mg2+/Ca2+与DNA碱基和水的相互作用进行了研究,优化base-M-(H2O)n(M=Mg2+/Ca2+,n=1~2)的几何结构,计算其结合能和电荷分布等性质.结果表明,Mg2+与配体碱基及水的距离要比Ca2+与其配体距离更近,Mg2+与其配体的平均距离要比Ca2+小0.03nm左右.Mg2+与其配体的结合能要比Ca2+的大60~70kcal/mol左右,随着水数目的增加,离子与配体的结合能力逐渐减弱,Mg2+/Ca2+到水和碱基的平均距离越来越大,但变化幅度较小.金属离子的电荷主要转移到水中.     

生物质谱的研究及其应用

发展生物质谱是为解决生命科学中有关生物物质分析问题,主要借助软电离质谱技术对生物大分子如蛋白质、核酸和多糖等进行结构分析.生物质谱已成为质谱学中最活跃的研究领域,推动了质谱分析理论和技术的发展.笔者简要介绍了生物质谱的发展,重点讨论因"发明了对生物大分子的质谱分析法"而荣获2002年诺贝尔化学奖金一半的美国科学家约翰.芬恩教授(John B.Fenn)和日本科学家田中耕一工程师(Koichi Tanaka)分别研发的电喷雾电离质谱(ESI-MS)和基质辅助激光解吸电离质谱(MALDI-MS),特别阐述它们应用于蛋白质、核酸和糖结构分析及基因组学、蛋白质组学、糖组学等生物组学和化学组学中.     

Interaction of Mg-Rich Montmorillonite with Nucleic Acid Bases and Sugar

Because of their ability to adsorb, concentrate and catalyze the polymerization of organic molecules, clay minerals might have played a key role in the molecular origins of life. RNA is one of the most important biopolymers in the early earth （RNA world） since protein and DNA appear to have derived later from RNA. The unit nucleotide in RNA consists of a purine or pyrimidine base, a ribose and a phosphate group.     

利用衍生DNA研制定量检测基因芯片

 为了建立基因芯片定量检测技术体系,在同一张芯片上完成不同浓度DNA的梯度测定,本研究以检测探针序列为基础,合成不同的衍生DNA作为标准曲线测定的探针序列.由于衍生序列与检测探针序列之间不改变碱基配对关系,同时具有相同的PCR扩增序列,使得标准品的浓度与测定值之间具有较好的相关性,从而解决了基因芯片定量测定中的标准曲线制作问题.结果显示,用衍生DNA序列作为标准DNA,其基因芯片测定值与浓度之间的相关性系数达到0.995以上,用此方法建立定量基因芯片测定的浓度与实际浓度一致.本研究为研制定量检测基因芯片提出了新的思路.     

不同有机氮源对肌苷合成的影响

通过研究不同有机氮源对肌苷合成的影响,结合蛋白、核酸及菌体生长的分析测定,结果显示:国产酵母膏A是肌苷发酵的理想氮源。此外,由于国产酵母膏A部分可溶,其水解出的氨基酸的碳骨架可能作为前体物质直接进入糖酵解和三羧酸途径,使得以国产酵母膏A为氮源时肌苷生产期的呼吸熵(RQ)由1.0降至0.6左右,从而促进了肌苷的合成,糖苷转化率由原来的15%提高至29%。     

分子生物学方法在微生物生态学研究中的应用

由于传统分离培养微生物的局限，分子生物学技术避开了传统微生物培养分析的环节，直接从样品中抽取总DNA，然后通过PCR扩增及其相关技术、核酸杂交技术、RNA基因序列分析等方法对直接提取的总DNA进行分析，了解其中微生物信息．这些通过遗传物质进行研究的分子方法，为微生态的研究开辟了新的途径，并已经得到广泛的应用．     

核酸与药物分子相互作用模式及研究进展

介绍了核酸与药物分子相互作用模式,并围绕药物小分子与核酸相互作用的模式-非共价作用、共价作用、剪切作用,探讨了对这种作用模式进行研究的方法进展。提出了综合应用多种分析方法进行研究药物分子和核酸的作用模式。