结构生物学：从细菌到人类蛋白质的研究

结构生物学本周迎来一件幸事。美国国立全科医学研究所(NIGMS)选择了7个研究机构作为结构基因组学的初步研究基地——应用机器人和高级计算机来计算出大量蛋白质的结构。此项总额为1．5亿美元的5年计划项目旨在加速蛋白质的原子水平的三维结构的确定，将使有关制药公司对他们想要开发的蛋白质有详细的了解，从而促进新药的发现。     

人类蛋白质组研究的前瞻与反思

自1995年蛋白质组概念的提出,至今已13年,人类蛋白质组组织(HUPO)成立也7年.蛋白质组研究已是生命科学中"热点中的热点".而一项更雄心勃勃的人类蛋白质组计划正在酝酿中.     

向生物小分子进军

随着人类基因组计划和人类蛋白质组计划的实施，从科学家到普通民众，都对生物体中的生物大分子——核酸和蛋白质的重要性有了深刻认识。核酸和蛋白质是生命的物质基础和功能基础。然而，对生命体中的各种化学小分子也不应该忽略。首先，小分子是生物大分子的基本“砖块”，如DNA和RNA是由成千上万的碱基和核糖连接而成的，蛋白质则通常由几十到数百个氨基酸组成。     

蛋白质剪接在蛋白质研究和蛋白质工程中的应用

蛋白质剪接(protein splicing)是由蛋白质内含子介导的在蛋白质水平上翻译后的加工过程。蛋白质内含子(intein)是指前体蛋白中的一段插入序列,它在蛋白质翻译后的成熟过程中能自我催化,使自身从前体蛋白中切除,并将其两侧的多肽片段以肽键连接,形成成熟的蛋白质。蛋白质内含子的发现丰富了基因表达和蛋白质翻译成熟过程的理论,而且在蛋白质研究和蛋白质工程中有广泛的应用。本文试图综述蛋白质剪接在蛋白质特异位点标记、蛋白质片段化标记同位素、蛋白质环化、蛋白质芯片、基因治疗等研究中的应用。       

微妙蛋白质分子是破坏脑细胞的隐患

国立健康研究院的科学家说,他们发现了人们长期追踪的破坏阿尔兹海默病(Alzheimer’s)患者脑细胞的杀手——一种令人难以捉摸的蛋白质分子。这种蛋白质分子能在细胞里凿洞,并使洞内的钙浓度达到有毒害作用的水平。此外,他们还发现能中止这一现象的两种普通化学物质,并准备在此病患者中对其中一种进行试验。这种疾病损害人的记忆、思维和性格,目前约有240万美国人深受其害,并且每年导致10万人死亡。     

揭示细胞的秘密

人类基因组之谜已经解开,但是对生物学家来说,这还不够。他们还想知道,由这些基因所组成的细胞都生产哪些蛋白质。他们将其称之为蛋白质组,它是英文蛋白质和基因组的组合。     

最熟悉的“陌生人”

<正>生命现象多姿多彩,历来是人类探究的焦点之一。当人们对人类基因组计划耳熟能详,并领略了其后的人类蛋白质组计划、人类微生物组计划和人类肠道宏基因组计划后,一个新的生命科学庞大计划也开始规划并将很快动工,这就是"人脑活动图计划"。虽然只有1.5千克左右,由1000亿个神经细胞组成的大脑却是人体中最复杂的部分,也是宇宙中已知的最复杂的组织结构。大脑是人体的神经中枢,人体的一切生理活动都是由大脑     

蛋白质组(proteome)研究——后基因组时代的生力军

随着人类基因组计划的全面推进与十余种模式生物基因组全序列测定的完成,基因组计划的重心已逐渐由结构基因组研究转移到功能基因组研究,生命科学随之开始了一个新的幻元－后基因组时代,蛋白质组研究则应运而生。     

攻克癌症的新思路

试想，如果癌症能够以类似于糖尿病的方式得到治疗，那么，每日注射一剂人体蛋白质将可阻止肿瘤的生长和扩散．很多医生认为这一希望不大。传统观点认为，患者必须接受治疗，癌症必须切除。目前，美国哈佛大学医学院的研究人员已经识别出了一种人类蛋白质，这种蛋白质能阻止肿瘤的生长。这种思想很快风行起来，因为不象传统的癌症治疗，这种治疗不会损伤人体健康组织。被确诊为癌症的人知道其寿命的变化莫测性。对于多数癌症患者来说，他们最大的恐惧是，在肿瘤被切除后几年内发生继发性肿瘤。迄今为止，甚至连专家都不明白是什么因素支配肿…     

蛋白质探戈

探秘蛋白质探戈 蛋白质通常不会表现得很温顺——两个蛋白质分子间的相互作用．常常比蛋白质间的锁一钥匙模式更复杂，特别是考虑到在信号蛋白质相互作用时那些正在被形成、断裂和再形成的快如闪电的连接是更是如此。一些关键的信号蛋白质以高度混乱或展开的形式存在，只有当它们遇到它们的分子“舞伴”并与之相互作用，才会折叠成最终的构象。     

细胞之门通向诺贝尔奖

2003年度的诺贝尔化学奖授予了彼得·阿格雷(Peter Ague)和罗德里克·麦金农(Roderick MacKinnon),以褒奖他们在控制何种分子可以出入细胞的蛋白质方面的先驱性工作。而蛋白质的这种“门卫”作用构成了许多生物功能的基础,包括神经脉冲的形成和调节尿液浓度的能力。     

克隆：人类可能是下一个目标？

一直主要是在理论上争论是否应进行人类生殖性克隆的问题上周变得更实际了。列克星敦市肯塔基州立大学的生殖生理学家帕纳斯·扎沃斯 (ＰａｎｏｓＺａｖｏｓ)和意大利生育医学专家塞维里诺·安蒂诺里 (ＳｅｖｅｒｉｎｏＡｎｔｉｎｏｒｉ,见图 )在 2 0 0 1年 1月 2 6日举行的一次生育问题专家会议上宣布 :他们将和几位合作者一道 ,在近两年内尝试通过克隆技术来生产婴儿。这项计划将在地中海的某个国家进行。尽管这种尝试面临着巨大的障碍和极高的风险 ,但此次宣布的计划决不会像其他科研小组所宣称要开展克隆人的计划那样轻而易举地撤消。此…     

核糖体的调控

核糖体是制造蛋白质的分子工厂。最近,《科学》杂志上报道了有关核糖体调 控的一些新的研究成果,有助于进一步了解蛋白质的合成机制——     

2004年度诺贝尔化学奖:细胞内"死亡之吻"摘桂

瑞典皇家科学院于10月6日宣布,2004年诺贝尔化学奖授予两名以色列科学家和一位美国科学家,以表彰他们有关蛋白质死亡机制的研究工作。 这三位得主分别是现年57岁的阿龙·切哈诺沃(AaronCiechanover)博士和67岁的阿夫拉姆·赫什科(Avram Hershko)博士,两人均为以色列工学院的生化教授;以及78岁的欧文·罗斯(IrwinRose),目前任职于美国加州大学欧文分校。他们将分享130万美元的奖金。     

蛋白质寡聚化的活体检测技术及其研究进展

蛋白质寡聚在许多生理过程中起着非常重要的作用,分析蛋白寡聚化有利于深层次解析蛋白质-蛋白质/配体相互作用、信号转导以及疾病发生相关机制等生物学过程.近年来,随着一些新兴技术的涌现,实时、动态、活体观测蛋白与蛋白相互作用的研究已成为热点.通过提高时间分辨率和空间分辨率,可以更准确地观察和研究蛋白质的动态行为和相互作用.同时,新兴技术与算法的结合进一步扩展了对蛋白质在时间和空间尺度上的研究范围,使我们能更深入地探索蛋白质结构与功能之间的关系.本文首先简要介绍了寡聚蛋白质的分类和形成机制,随后从蛋白标记技术和活体检测技术两个方面综述了用于分析蛋白复合体寡聚化的几种主要技术以及其研究进展.最后,展望了蛋白质寡聚化研究的发展前景,希望为研究者在选择适合的分析技术时提供一些理论参考.     

谁圆冰冻复活梦

目前全世界在超低温冷冻中等待复活的人体数千具,这些人生前与相关机构签订协议,花巨资保存自己的尸体,希望日后科学难题攻破后,使自己重新复活。有人将复活冻尸列为继曼哈顿计划、阿波罗计划、人类基因计划之后的人类第四大科学计划。并预言用不了30年就会得到突破性进展。到那时,谁抢占机谁将获得世界1/10的财富,因为没有一个人不想长命百岁的。那么,复活人体真的可行吗?在冒着白烟的液氮中沉睡的尸体真的能在未来的某一天开口说话吗?     

人体基因组研究的展望

人体基因组研究分两个阶段。第一个阶段是以1990年美国正式启动的“人体基因组计划”[1]为标志，预定在15年内主要完成人体基因组的遗传连锁图、物理图、转录图和核苷酸序列图等四张图谱。这是弄清楚基因组内所有核着酸的物理位置。2005年以后则开始了“基因组后”阶段的研究（2），也就是进入所谓的“蛋白质组”时期，其目标是阐明由基因组内的基因编码产生的蛋白质的功能，揭示基因组的核苷酸序列所蕴含的生物学功能和意义，在此基础上，使人类得以认识自身的遗传本性。两个阶段在时间上是可以明确划分的，但在工作内容上却是连贯延续的。…     

空间探测的五大目标

自从第一颗人造地球卫星——"史波尼克"发射以来,行星探测经历了许多成功与失败。特别是35年前美国停止了"阿波罗"探月计划以来,期间尽管有空间探测计划,但鲜有大科学项目。对此,美国国家研究委员会(NRC)一评估小组对已经进行过的和正在进行的空间计划梳理后提出了新的行星探测目标——     

核电产业的复兴

沉寂了相当一段时期以来,美国的核电产业在迎来新一轮发展的同时,必将对世界各国的能源政策产生影响——美国核管制委员会(NRC)预测,今后数月内将会收到12项新的核反应堆建造申请,并计划在明年审查另外的15项核电站建造计划——这是美国今后30年内建造核电站的正式申请。     

蛋白质修饰的新发现

人体疾病中,大约有80%以上的病与蛋白质有关,几乎都是蛋白质调控失灵所致。中国科学家的研究表明,在人体细胞中,存在着许多蛋白质的修饰,那么是不是可以通过研究蛋白质的修饰来控制疾病呢？如果一旦某种疾病与某种蛋白质的修饰有关,就可以进一步研究能影响蛋白质修饰的药物和技术。这是中国科学家带给人们的新希望。