方兴未艾的化学生物学

化学生物学是由经典化学和生物化学衍生出来的一个新的交叉分支.在生物化学的发展过程中,很多化学的成分和物理学的技术不断渗透进入,例如,各种类型的小分子作为抑制剂和调节剂,为阐明蛋白质(特别是酶学)结构和功能的关系及其生物学意义作出了重要贡献,转而这些小分子又被开发成为治疗疾病的药物.     

一氧化氮可抑制TGF-β1诱导的上皮细胞向成纤维细胞的转化及凋亡

一氧化氮(NO)是一种多功能调节因子,参与多种生理和病理过程.中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所宋建国研究组发现,小鼠肝脏细胞中的NO供体S-亚硝基-N-乙酰青霉胺     

封面说明

<正>一维纳米材料纳米线在纳米器件制备领域有着巨大的潜力,其化学、电学等特性得到学者们的大量研究,但是纳米线的拉伸动态特性受制于检测手段的不完善,并未得到充分的研究.原子链是一种比纳米线尺寸更小的一维纳米结构材料,表现出很多特异的物理特性,同样在纳米器件和原子器件制备领域有着巨大的潜力,通常采用拉伸纳米线的方法制备.借助微电子机械系统(MEMS)技术     

随心所欲的酶

生物化学家有一惊人的发现.人体的化学防御武器抗体可以像酶一样起作用.正像它们被认为的那样,这些抗体酶(abzymos)的研究进展可能使下一世纪的生物技术发生彻底的变革.     

从硝酸甘油到一氧化氮

讨论了生命体系中传播信号的气体分子—氧化氮在血压生理调控、神经递质、旁分泌激素、免疫调节中所起的生物化学作用.     

活体红细胞中血红蛋白存在状态的新发现

包头医学院血红蛋白研究室的秦文斌教授, 经过30 年的研究, 发现了“血红蛋白A₂ 现象”, 并比较系统地研究了其发生机制. 他的第一篇文章发表在1981 年中文版《生物化学生物物理学报》. 有关发生机制的研究成果, 分别发表在1991 年《生物化学》、《生物化学生物物理学研究进展》和2010 年Electrophoresis 杂志. 在此基础上他又发现了红细胞血红蛋白的电泳“再释放”, 证明它更具显著的理论和临床实践意义,文章发表在2009 年Electrophoresis 杂志. 他在《中国科学: 生命科学》2011 年第8 期发表的“活体红细胞内血红蛋白的电泳释放”全面报道了上述一系列发现, 为后人血红蛋白的研究开辟了一个全新的领域.     

基于原子力显微镜(AFM)的细胞黏弹特性测量与分析

细胞机械特性在细胞生理病理变化过程中起着重要指示作用,对其进行研究有助于了解生命活动奥秘以及疾病发生发展的内在机理.原子力显微镜(AFM)的发明为单细胞机械特性研究提供了新的技术手段,给细胞力学及癌症等重大疾病带来了大量新的认识.然而现有AFM细胞机械特性探测主要集中在细胞弹性特性,对细胞黏弹特性进行的研究和分析还较为缺乏.本文基于AFM开展了细胞黏弹特性测量和分析研究.首先建立了基于AFM单细胞压痕技术的细胞黏弹特性探测方法,基于此实现了对6种不同类型细胞(包括贴壁细胞、悬浮细胞、正常细胞、癌细胞、细胞系和原代细胞等)黏弹特性(松弛时间)的测量与表征,随后对测量结果进行回归分析揭示出细胞1阶松弛时间和2阶松弛时间之间的关联.研究结果加深了人们对细胞黏弹特性的认识,为单细胞机械特性研究提供了新的思路.     

激光在分子生物学研究中的应用

分子生物学意指以分子水准来了解生物过程。这就要求知道生物分子的光谱,这些分子所参与的各种生物化学和生物物理过程的时间特性,以及这些分子的结构特性。生物分子是由数目很多的原子和原子团构成的大分子,如细胞色素的分子量为12400,血红朊的分子量为64500,这种大分子的电子谱和振转谱是非常复杂的。另外,在生物过程中的能量转移和分子构型的变化非常快。因此,用普通的光源很难对它进行研究,     

AFM单分子力谱技术测量膜蛋白力学特性的研究进展

膜蛋白在细胞生理活动中起着关键性的作用,是大部分药物的作用靶点.对膜蛋白进行研究不仅对理解生命活动的本质有着重要的价值,还可为疾病治疗和医药研发带来帮助.原子力显微镜(AFM)的出现为研究膜蛋白的结构提供了一种新的技术手段.AFM不仅可以对单个天然态膜蛋白分子的形貌结构进行高分辨率成像,同时还可通过将配体分子修饰到AFM针尖,利用单分子力谱(SMFS)技术对膜蛋白生理功能与活动行为(如配体结合、解折叠)中的力学特性进行直接测量,使得人们可以从分子生物力学方面来认识膜蛋白的结构和功能,是对传统结构生物学方法得到的蛋白质静态三维结构的重要补充.SMFS技术在测量膜蛋白力学特性方面取得了巨大的成功,为生命科学和医药卫生领域相关问题的解决提供了新的思路.本文结合作者在AFM病理瘤细胞表面抗体-抗原相互作用力测量方面的研究工作,介绍了SMFS技术的原理与方法,总结了近年来应用SMFS技术研究膜蛋白力学特性的进展,讨论了SMFS技术面临的挑战.     

基于AFM的淋巴瘤细胞成像及其机械特性测定

原子力显微镜(AFM)以其独特的成像方式, 为在细胞水平和分子水平获取细胞生理状态的新认识提供了技术手段. 研究了近生理环境下基于AFM的Burkitt淋巴瘤(Burkitt’s lymphoma, BL)细胞成像及其机械特性的测定, 探索了基于多聚赖氨酸的悬浮细胞固定方法, 并在此基础上实现了AFM对BL细胞表面形貌及其超微结构的高分辨率成像; 对活体BL细胞以及戊二醛固定后的BL细胞的机械特性进行了测定, 验证了Hertz模型对BL细胞机械特性描述的有效性, 同时揭示了戊二醛的引入将导致BL细胞硬度的显著增加. 实验结果为近生理环境下悬浮细胞的高分辨率形貌表征和机械特性测定提供了技术思路和实验方法, 同时为在单细胞尺度上探索可用于疾病早期快速诊断和个性化治疗的新生物标记奠定基础.     

鸡胚神经细胞发育过程光子发射的研究

光子发射(Photon emission)又称为生物的超微弱发光,近年来已成为一项重要的研究领域.和生物体的荧光素-荧光素酶系统不同,超微弱光子发射,几乎存在于所有的生物系统中.这种光强度非常弱为每平方厘米每秒几个至几百个光子不等,波长范围为200～800nm.生物系统中的光子发射与生物体的生理状态、生物化学、生物物理过程相联系.活细胞的光子发射在测量过程中没有外加物质的影响,可以真实地反映其生活状态.光子发射的研究对阐明生物体的生长发育、细胞通讯、遗传变异、肿瘤发生、病变衰老及细胞死亡等基本过程有     

第8次全国暨2003海内外生物膜学术研讨会通知

由中国生物物理学会、中国生物化学与分子生物学会、中国细胞生物学会、中国植物学会、生物大分子国家重点实验室和生物膜与膜工程国家重点实验室等联合主办的“第8次全国暨2003海内外生物膜学术研讨会”定于2003年3月25-30日在广西北海召开.     

LiCl/SiO_2多孔薄膜的湿敏特性

湿敏材料的开发与研究是传感器研究的重要领域.从材料的角度而言,湿敏材料主要包括电解质型、高分子型和陶瓷型3大类.氯化锂湿敏材料是典型的电解质型,早在70年代初期就已经实用化.其制作方法是将氯化锂溶液与聚乙烯醇溶液按一定比例混合,再利用混合溶液制备出湿敏薄膜.调节氯化锂与聚乙烯醇的比例,制出不同性质的膜,它们分别在不同的湿度范围内敏感.所以,要获得全湿范围内的敏感元件,必须将上述不同性质的膜以单元的形式组合.因此,使得传感器的成本很高,只限于在军事方面使用,民用化比较困难.众所周知,多孔二氧化硅具有很好的物理、化学稳定性,而且还可通过改变制备条件控制其显微结构.采用溶胶-凝胶技术可获得所需结构特性的多孔二氧化硅材料.本文偿试将氯化锂与多孔二氧化硅复合,获得了在全湿范围内具有敏感特性的湿敏薄膜材料.元件的响应、恢复特性很好,采用提拉法制备薄膜,方法简单,效果良好.     

中药山豆根的神经毒性:从人到动物

中药的毒性研究 ,一直是我们所忽略的 .其实即便是我们的传统中医理论 ,还是强调“是药三分毒” .种种原因致使信奉“纯中药制作 ,无任何毒副作用”观点的人并非少数 .我们以中药山豆根为例 ,从临床患者与神经影像学改变到大鼠神经电生理及神经病理损害作一介绍 ,证实其对大脑基底神经核和海马的病理改变 ,提示其肯定的神经毒副作用 .即自然界一些化学及植物的环境暴露因素可能是帕金森病的病因之一 .同时认为对中药现代化的生物化学及分子生物学方面的研究应该加强     

维生素C在脑病理损伤模型中变化规律的研究进展

维生素C是生命体内不可或缺的水溶性维生素,因其具有防治坏血病的作用,故又被称为抗坏血酸(ascorbic acid, AA).在脑神经系统中, AA是重要的小分子化学物质之一,其作为抗氧化剂和神经调质,在脑神经生理与病理过程中发挥着重要的作用.尽管人们在很早即开展了AA脑神经生理和病理作用的探索,但是其神经化学机制,尤其是在脑损伤过程的变化规律,仍需进一步研究.在生理溶液中, AA易被化学氧化,故不稳定.这一特点也决定了传统分析化学方法难以实现脑内AA的准确测定.这一检测方法的困难极大限制了AA神经化学机制的研究.因此,建立和发展具有时空分辨、高灵敏、高选择的分析化学原理和方法,实现活体层次AA的传感分析,无疑会大大推动AA神经化学机制的研究.针对AA活体分析中存在的挑战,利用电化学原理,本课题组已经发展了基于微透析技术的活体在线电化学方法和活体原位电化学传感方法等,实现了一些生理病理过程中AA变化规律的研究.本文将主要围绕本课题组近些年来在这一方面的研究展开综述.     

离子通道抑制剂对大豆电位传递的影响

植物体内存在刺激电位传递的现象已经得到广泛证明,近来许多研究工作对电位在植物体内可能的生理作用进行了探讨,揭示了体内电信号传递的可能或潜在的生理意义.国内学者娄成后及其领导的实验室对高等植物体内电位的产生,传递途经以及与物质运输的关系做了较深人的研究.然而,关于高等植物体内长距离电信号传递的生物化学基础,目前还缺乏研究.事实上,植物动作电位机理的研究起始于30年代,那时仅限于对轮藻细胞的观察.50年代初,Hodgkin和Huxley提出了动物神经细胞兴奋性传导的离子机理,这一理论在     

化学与生物学的对话及对医学的影响

化学和生物学的对话催生了生物化学和分子生物学等经典学科．近年来又诞生了化学生物学、化学蛋白质组学等新兴学科。在对自然界的好奇心以及对自身健康的关心的双重驱动下，人类始终热衷于生命内在规律的探究。而从化学角度探究生命的本质是行之有效的方法之一．     

我国海洋沉降颗粒物质的有机地球化学研究——Ⅱ.酮、醛和醇脂类化合物组成特征的地球化学意义

海洋沉降颗粒有机质在海洋环境中扮演着重要的角色,它不仅为海洋生物提供了食物、参与了海洋化学循环,而且为海底沉积物提供了沉积有机质,因此,海洋沉降颗粒有机质的来源、传送和转移过程一直受到人们的关注.海洋沉降颗粒有机质的传送过程可以通过测定沉降颗粒物质的有机碳含量去认识,对它们的来源以及生物和生物化学作用过程则可通过研究其脂类化合物的组成特征而详细了解.笔者首次对我国南、东海沉降颗粒物质进行了有     

延缓小麦衰老的结构和生物化学机制

川农17是一个含1RS.1BL易位染色体的保绿高产小麦新品种, 能有效地延缓叶片衰老和维持开花后较长时期的高光合性能. 生理、生物化学和透射电子显微镜结果表明, 川农17在灌浆期的旗叶净光合速率、叶绿素含量、丙二醛含量、超氧化物岐化酶活性、过氧化氢酶活性, 叶绿体及其超微结构变化的时间进程等方面, 与对照品种绵阳11存在显著差异, 且保持较长时间的强光合反应能力和光合速率. 叶绿体发育的超微结构变化与叶片生理衰老变化紧密相关. 川农17在生理、生物化学和细胞结构之间的协调发展是其获得高籽粒产量的重要保障.     

帕特丽夏·克拉克(1919-2010)

英国杰出的生物化学家、伦敦大学学院(UCL)生物化学系教授,帕特丽夏·克拉克(Patricia Clarke)于今年1月28日辞世,享年90岁(1919年7月29日出生).自1973年克拉克成为微生物化学教授直到1984年退休后.一直担任UCL的名誉教授.