基于超分子化学的核酸表观遗传修饰研究

核酸是生物体的遗传物质,在生命体系中发挥着重要作用.除了构成核酸的经典碱基之外,核酸中还存在天然修饰的碱基,这被称为核酸的表观遗传修饰.核酸的表观遗传修饰在基因表达过程中具有重要的调控作用,对生物体遗传和生命生长过程影响很大,并且核酸表观遗传与疾病密切相关.超分子化学是研究分子间键的化学,而许多生物分子都需要通过超分子化学作用来发挥其生物功能,可以说生物体内天然存在着大量的超分子化学过程.本文综合评述了基于超分子化学的核酸表观遗传修饰研究的一些代表性工作.     

蛋壳中的化学

在了解蛋壳的形成机理和理化性质之前,很有必要谈谈什么是生物矿化.所谓的生物矿化,是指在生物体内生成矿物的过程,即在生物体的特定部位,在一定的物理、化学条件下和有机基质的诱导下,生物体将无机物与有机基质通过自组装形成具有生物功能的特殊材料的过程,是一个高度受控的生命过程,也是动物体内一种特有的生理过程,如骨骼的发育、牙齿的生长等.     

酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成

核酸和蛋白质是生命活动的最基本物质,没有它们就没有生命。要了解生命现象的本质,就必须了解这两类生物大分子化合物的性质、结构和功能,以及它们之间的相互关系。用     

浅谈生物体内自发反应的推动力

生物体以自由能的形式从外界获取能量用于驱动生命过程,整体上遵循热力学规律。化学反应自由能变化的可加和性及生物体内化学反应的偶联性,使得生物体内在热力学上不利的反应可以由有利的反应所推动。高能生物分子,如三磷酸腺苷(ATP),是生命活动的直接能源。正是这些高能生物分子推动着生物体内化学反应的进行,把外界的能量转化为生物体自身的能量,以维持生物体内各种组织的有序性。     

生命及其分子机器

一、生命和生命科学生物学进入分子水平是一件完成于50年代前后,即从1945到1965年间二十年中的大事。它的发生也是顺理成章和水到渠成的。当生物学已经发展到了若无关于蛋白和核酸这两类生物大分子三维结构的确切知识几乎无法前进的时候,正好X射线晶体学和结构化学已经成长到足以来担当这项带有突破性质的任务了。当时生物学在其自身的发展中已逐渐明确:蛋白作为一类分子,既可为生物体充当构架材料,也可为生命执行各种特殊使命;DNA(去氧核糖核酸)则充当生命之蓝图,即为决定生物总体设计的分子。     

生物芯片技术

生物芯片则是在很小几何尺度的表面积上，装配一种或集成多种具有生物活性物质，仅用微量生理或生物采样，即可以同时检测和研究不同的生物细胞、生物分子和DNA的特性，以及它们之间的相互作用，获得生命微观活动的规律。生物芯片可以分为蛋白质芯片（生物分子芯片）、基因芯片（即DNA芯片）和芯片实验等几类，都具有集成、并行和快速检测的优点。     

蛋白质化学的进展

生物高分子核酸与蛋白质是生命活动的最主要的物质基础,前者是生物体遗传信息的主要携带者,后者则是生物体各种活动的主要承担者。生物体中千变万化的活动,从某种意义上也可看成各种活性蛋白质直接或间接活动的结果。例如生命最本质的活动——自     

5,7,9-桃柘三烯类化合物的合成研究

生物标志物[1] 最初来自于生物体 ,是由碳、氢和其他元素组成的复杂有机化合物。它们存在于页岩、沉积物和原油中 ,与生物体的母体有机分子结构差别很小或基本没有差别。由于其复杂的结构能提供许多成因和地质历史的有用信息。Ｇａｌｌｅｇｏｓ[2 ] 研究格林河页岩时 ,提取许多单芳三环二萜类化合物 ,认为这类化合物是由三环和五环萜类或甾类经过断裂及芳构化作用而形成的。这类化合物的结构在地质样品中经ＧＣ ＭＳ和计算机检索而推测出来。本文合成的标准样品与其地质样品的质谱图基本吻合[3 ] ,同时为进一步研究页岩地质环境、成因和历史…     

非衍生纤维素高效液相色谱手性固定相的研究

手性是自然界的一种普遍现象,构成生物体的基本物质如氨基酸、糖类、核酸等全都是手性分子.在生物的手性环境中,手性分子手性的不同往往表现出不同的生理、药理、毒理作用[1,2].因此,对手性化合物的拆分是非常重要的.目前,高效液相色谱(HPLC)手性分离分析方法是完成这项任务的重要手段,其中手性固定相法是最常用的方法[3].     

21世纪单细胞分析发展

细胞是生物体的形态结构和生命活动的基本单位。了解生物体生命活动的规律 ,必须以研究细胞为基础 ,探索细胞的生命活动 ,掌握和控制生、老、病、死的规律 ,造福于人。　　目前细胞研究已经从细胞整体 (单细胞 )深入到亚细胞 (局部细胞质、细胞膜、囊泡 )和分子水平 (DNA等生物大分子及单分子 )。因此 ,单细胞分析向分析化学提出了严峻的挑战 ,也带来众多机遇。由于细胞极小 (一般直径 7～ 10 0 μm) ,样品量很少 (体积fL～pL) ,胞内组分十分复杂 (最简单的红血球细胞含蛋白质上千种 ) ,胞内生化反应速度快 (ms～s级 ) ,因此 ,单细胞分析…     

界面现象与材料的生物相容性

用界面化学基本理论阐明生物体与高分子材料接触时的界面现象，并研究界面热力学参数与材料生物相容性之间的内在联系及规律性，这是研制生物相容性，特别是血液相容性生物医用高分子材料的重要依据。本文就此领域的基本理论，主要方法有研究进展作了综合性介绍和述评。     

生物体系中的共轭作用与不对称性

本文通过比较生物与非生物体系共轭分子的异同，阐明了生物体系中共轭分子进化的动力———不对称性，并举例说明了不对称性和由其带来的方向性在生物进化中的重要作用。     

点击化学作为分子连接工具:机遇与挑战（英文）

2022年诺贝尔化学奖授予点击化学以及生物正交化学领域的三位科学家,显示了点击化学在当代合成领域的重要地位.点击化学本质是一类连接反应,旨在通过将不同单元分子高效地拼接在一起,最终得到具有特定结构与功能的分子.在传统有机化学中,碳碳键的合成通常具有较大难度,因为它们涉及较低的化学驱动力和较多的副反应.点击化学强调开发基于碳杂原子键的新型组合化学反应,并通过这些反应简单有效地获得多样性分子.点击化学的发展将科学家们从复杂、专业性强的有机合成中解放出来,使他们可以专注于分子功能的开发,一定程度拓宽了合成化学的应用范围.基于点击化学的优越性能,其在聚合物合成以及生物医学等领域表现出了非常广泛的应用前景.本文简要概述了几种涉及不同底物和催化剂类型的典型点击反应,并尝试解释这一领域背后的发展逻辑.此外,阐述了点击化学在现代科学,尤其是聚合物合成和生命科学等领域的应用,及其目前存在的局限性和未来可能的发展方向.点击反应的主要特征包括产率高、选择性好、副产物无害且易分离、反应条件简单、原料易得、符合原子经济性和应用范围广等.典型的点击化学包括亲核开环反应、环加成反应、保护基反应、碳碳多键加成反应和施...     

臭氧分子中的键有极性吗

当前,就臭氧分于中的键是否有极性问题在中学化学教师中有两种截然不同的看法。一种认为,臭氧分子中的键无极性。理由是化学健的极性是由两个成键原子吸引电子的能力不同或电负性差值决定的,差值为零,共用电子对不偏向任何一个原子,为非极性键。另一种则认为,臭氧分子中的键有极性。理由是分子若有极性,则分子内必存在极性键。那么,臭氧分子中的键究竟有没有极性?若有极性又如何理解呢?本文就这个问题谈点浅见。     

《生物兼容性电极购置及应用》

具备生物兼容性的电极可改善生物分子在电极界面的有序分布与活性的保持，是研究生物分子电荷传递行为的有效场所。该书引人了一些新的途径和材料购置高生物兼容性的电极界面不仅有助于人们深人认识生物分子的结构与功能之间的关系，而且对于丰富化学修饰电极技术与理论、进一步开发仿生器件都具有重要意义。该书介绍了各类生物兼容性电极的制备新技术和应用实例，是作者近年来从事生物电化学领域研究工作的积累和总结。该书可供大专院校化学、生物等专业高年级本科生、研究生和科研人员参考阅读。     

生物"气味"研究进展

生物＂气味＂是生物体在生命活动及其新陈代谢过程中产生的挥发性有机小分子化合物,是一种重要的生物代谢终端产物,携带丰富的生物信息。本文介绍生物＂气味＂的概念、研究方法及研究进展。     

生物大分子的单分子力谱:在水溶液与非极性溶剂中的对照研究

生物大分子是构成生命的物质基础,在其天然环境——水溶液中一般以精确的超分子结构存在.迄今,人们已经合成了种类繁多的水溶性高分子.然而,鲜有合成高分子能够在水溶液中完成精确的超分子组装.与合成高分子相比,生物大分子是特殊而神奇的.为了研究生物大分子与水的相互作用,近年来作者以单分子力谱为主要的实验方法,开展了生物大分子在水溶液与非极性溶剂中的对照研究.研究表明,在非极性溶剂中,生物大分子的超分子结构失稳,转变为无超分子结构的状态.水是一个重要的开关,调控着生物大分子的超分子结构和功能.作者据此提出了生物大分子的水环境适应性概念和早期化学进化过程中水环境筛选生物大分子的假说,并认为水环境适应性是生物大分子和合成水溶性高分子的分水岭.对水和生物大分子的深入研究,将有望破解生命的更多奥秘.     

生物矿化中的凝聚态化学

不同于研究体相或分子与分子之间的常规化学,凝聚态化学重点关注的是多层次结构的凝聚态物质,主要研究凝聚态物质的化学性质与功能、构筑机制、凝聚态物质之间的反应以及结构与功能间的关系,也是生物矿化研究中特别感兴趣的科学问题。生物矿化是通过有机基质调控无机矿物的生成,构筑具有多层次结构和特殊功能(如保护、传感和运动等)的生物凝聚态物质。研究生物矿化中的化学构筑与结构-功能关系,通过仿生矿化可以设计并制备具有类生物矿物结构和先进功能的仿生凝聚态材料。本文从凝聚态化学的角度介绍生物矿化和仿生矿化领域的概况以及取得的重要成果和新认识,重点综述了本课题组近年来受生物矿化启发,基于无机离子寡聚体的仿生新材料构筑和功能方面的研究成果。相信生物矿化将为新兴凝聚态化学的研究和发展提供良好参考,同时从凝聚态化学的新高度看待和指导生物矿化,也将促进生物矿化研究走向新的台阶。     

基于质谱成像和组学分析的环境毒理研究

生物体多器官的空间异质性导致环境污染物在生物体内的毒性分子机制错综复杂。基于传统化学和生物分析的环境毒理学研究,通常将研究对象看作“均一”整体,无法从空间上准确定位污染物及其代谢。以质谱成像和组学分析为基础的技术,同时对污染物、污染物代谢活化途径及其诱导的生物分子进行定性、定量和空间分析,从而确定污染物迁移、生物学效应及其毒性作用的靶器官,是目前最有前景的分析方法之一。本文综述了质谱成像和组学研究策略和特征,介绍了本课题组在相关领域取得的研究进展。同时简单展望了单细胞质谱成像、微流控芯片-质谱成像联合策略等先进技术在环境毒理研究中的潜在应用。     

仿生无机纳米材料改造生物体的研究进展

在进化的过程中,生物体学会了利用材料来改造自身以适应环境的变化。自然界中的一些生物体可以通过生物矿化合成无机纳米材料为自己提供保护或其他特殊功能。但是自然界中还有部分生物体不具备生物矿化功能,受到自然界生物体利用纳米材料的启发,科学家们开始尝试通过人工赋予生物体纳米材料来对其进行改造。本文就基于生物-材料界面复合技术的纳米材料对生物体的改造,依次从调控机制、改造方法、功能应用等方面做了系统的阐述,重点介绍了通过仿生矿化对生物体进行纳米改造的研究进展,对仿生无机纳米材料改造生物体的领域现状做了分析和总结,并且对该领域的发展前景进行了展望。