单分子荧光共振能量转移用于生物大分子构象动态变化过程研究进展

生物大分子参与生命活动的各个过程,在单分子水平上实时观测和分析生物大分子自身的结构动态以及生物大分子相互作用的动态过程,对于深入理解生物大分子的作用机制具有重要意义。自提出以来,单分子荧光共振能量转移技术逐渐展现出其在研究生物大分子构象变化和相互作用过程等方面的巨大潜力,一系列新的作用机理陆续被提出。本文对单分子荧光共振能量转移技术在蛋白质与核酸分子构象动态变化、蛋白质-蛋白质相互作用以及蛋白质-核酸相互作用等方面取得的研究进展进行了综述。     

生物凝聚态物质的多层次结构表征

在生物体内到处都是由蛋白质、核酸和多糖等生物大分子构成的各种不同生物凝聚态物质,这些生物凝聚态物质形成不同的高级结构,执行不同的生物功能。获取这些生物凝聚态物质的高分辨结构是理解生命过程的重要途径。在离体环境中,获取高分辨结构的手段主要有X-射线晶体衍射、冷冻电镜和核磁共振等,而在活细胞内原位研究生物凝聚体的结构,核磁共振和化学交联质谱具有独特优势。本文总结了利用多种分析手段对生物凝聚态物质进行多层次结构表征的研究进展:包括简单纯化体系下的蛋白质分子机器,蛋白质纤维等;液-液相分离,大分子拥挤、限域等模拟细胞复杂环境下的生物大分子以及活细胞内生物大分子。     

核酸介导蛋白质共价修饰的研究进展

蛋白质是参与各种生理过程的关键生物分子。选择性的蛋白质化学修饰为开发新型生物制药和复杂生物系统中单个蛋白质的功能研究提供了有力工具。核酸作为一种多功能的分子工具,近十年被广泛用于构建选择性的蛋白质修饰策略。在这类策略中,核酸可以：（i）作为模板来辅助反应基团与蛋白质靠近,提高有效反应浓度;（ii）作为导向系统通过结合兴趣蛋白（Proteins of interest,POI）实现共价修饰的选择性;（iii）作为催化剂增强邻近区域的蛋白质修饰反应。该综述着重介绍核酸介导蛋白质共价标记策略的研究进展,并以不同的导向系统为分类,介绍了这类标记策略的发展及主要应用。     

激光拉曼光谱(三)

5 生物大分子生物大分子中,蛋白质,核酸、磷脂等是重要的生命基础物质,研究它们的结构,构象等化学问题以阐明生命的奥秘是当今极为重要的研究课题。应用激光拉曼光谱除能获得有关组份的信息外,更主要的是它能反映与正常生理条件(如各种介质、温度、pH等)相似的结构变化信息,同时还可比较在各相中的结构差异,这是用其他仪器难以得到的成果。现分别扼要介绍如下。 (1)多肽和蛋白质多肽和蛋白质的分子链是同种或异种α氨基酸头尾相连的肽链,这种酰胺键的振动状态虽有九种(表6所示),但其中的酰胺A、B常被C—H伸缩和水分子振动所遮盖。酰胺Ⅱ、Ⅳ、     

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.     

氢氘交换质谱技术在蛋白质和蛋白复合物结构研究中的应用进展

蛋白质是生命功能的执行者,其功能的发挥受自身结构动态变化、与其他生物分子的相互作用及修饰等因素的调节。因此,对蛋白质及蛋白复合物结构的研究有助于揭示重要生命过程中的分子机理与机制。氢氘交换质谱(Hydrogen deuterium exchange mass spectrometry,HDX-MS)是研究蛋白质结构、动态变化和相互作用的强有力工具,也是传统生物物理手段的重要补充。该文综述了HDX-MS的基本原理、机制、实验方法和研究最新进展,并从蛋白质自身动态变化、蛋白质-小分子相互作用、蛋白质-蛋白质相互作用3个方面介绍了近年来HDX-MS在蛋白及蛋白复合物研究中的应用进展。     

基于功能核酸的细胞荧光成像

细胞是生物体基本的结构和功能单元,对活细胞中特定生物组分进行动态分析,将为相关生命活动过程的研究提供重要信息。荧光成像为细胞分析提供了一种操作简单、灵敏度高、可实时监测细胞微观动态分子过程的光学生物成像技术。发展高性能的荧光探针用于活细胞成像已成为研究热点。功能核酸是一类具有特殊化学和生物学功能的寡核苷酸分子,除了天然存在的核酶(Ribozyme)和核糖开关(Riboswitch)之外,还包括通过指数富集的配体系统进化技术(SELEX)筛选获得的核酸适体和脱氧核酶(DNAzyme)。功能核酸由于具有合成简单、免疫原性低、相对分子质量小、化学稳定性高、易于修饰等优点,在生物成像领域受到广泛关注。本文主要综述了基于功能核酸的荧光探针在细胞成像领域中的应用研究,总结了该领域面临的挑战,并对其未来发展方向进行了展望。     

核酸性酶(Ribozyme)的发现赢得了1989年诺贝尔化学奖

核酸性酶的发现改变了传统认为酶都是蛋白质的概念.在先有蛋白质还是先有核酸这一长期争论的生命起源的问题上,提出RNA是具有信息和功能两方面作用的分子.     

核酸溶液的物理化学性质

一、绪言从分子水平去了解生物学的特异性(如遗传、变异、免疫等),目前已成为科学上的一个重要问题。蛋白质与核酸是最重要的生物高分子,已知核酸在传递遗传信息及合成蛋白质上起着重要作用。蛋白质是包括约20种不同氨基酸的线型多肽链,这些氨基酸能够排列出各种不同的线型次序,这种特殊的次序引起链的一种特殊折迭,形成具有特殊作用的活性中心。所以可以这样说,生物体内最重要的作用,就是合成这些在顺序上具有特殊组合的蛋白质。根据目前比较成熟的有关蛋白质合成的模版学说,首先,经过特异酶活化以后的氨基酸,在胞浆中转移到可溶性核糖核酸分子上(分子量1万至4万)。可溶性核糖核酸有很多种,每种只能带有一种氨基酸。然后,可溶性核糖核     

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     

化学生物学中光敏分子微阵列的表面构建与应用

分子微阵列是有机合成（特别是组合化学合成）方法应用于生物和医学研究而发展起来的高科技集成技术,通过把微电子、微加工技术和有机化学合成反应相结合,在固体基质（如硅片、玻片、瓷片等）表面构建微型的生物有机化学分子系统,以实现对细胞、蛋白质、核酸及其他生物组分进行快速、敏感、高效地处理．近年来,随着表面化学构建策略研究的不断深入和迅猛发展,分子微阵列技术的应用领域不断拓展,已从最初用于核酸分子的杂交测序延伸到基因组功能研究的各个方面．本文着重综述了光敏分子微阵列的表面化学构建策略研究及其在化学生物学分析中应用的最新进展,并展望了其发展的未来趋势．内容主要包括：小分子与多肽分子微阵列、蛋白质分子微阵列、核酸分子微阵列和糖分子微阵列等．     

离子液与蛋白质和核酸相互作用的研究

离子液因其具有良好的生物兼容性和独特的理化性质,近年来在生物催化和生物大分子蛋白质与核酸的分离分析领域得到广泛应用。离子液与生物大分子相互作用的研究是离子液相关理论与应用研究的基础,有关离子液与蛋白质和核酸相互作用的机理研究受到关注。本文简要介绍了常用离子液的分类,离子液与蛋白质分子作用的机理,离子液与核酸分子作用的机理,以及离子液在酶催化反应、生物分子分离、生物分子电化学分析和毛细管电泳分析中的应用,并主要综述了近年的相关研究和应用进展。     

蛋白质的核酸适配体筛选的研究进展

核酸适配体是通过指数富集系统配体进化(SELEX)筛选获得的,与靶标具有高亲和力和特异性结合的单链DNA或RNA。蛋白质是生命进程中的关键功能分子。近年来,以蛋白质为靶标的适配体筛选在蛋白质相关的基础及应用研究领域受到广泛关注。核酸适配体应用性能的优劣取决于其亲和力、特异性与稳定性。目前,适配体筛选方法的优化主要是提高筛选效率、提升适配体性能及降低筛选成本。适配体主要筛选步骤包括复合物分离、核酸库优化、次级库的富集、适配体序列分析以及亲和力表征等。迄今为止,以蛋白质-核酸复合物的分离为核心步骤的适配体筛选方法有20余种。本文归纳总结了2005年以来以蛋白质为靶标的适配体筛选技术,讨论了各方法的缺陷与局限。介绍了核酸库的设计优化方法、适配体的序列特征,以及常用的亲和力表征方法。     

糖复合物中糖链部分质谱测定

生物大分子结构与功能的研究是生物化学和分子生物学的一个核心内容,糖类的研究重新获得了人们的青睐,成为生命科学研究中继蛋白质、核酸后的下一个重要探索目标。十九世纪确定了碳水化合物的环状结构、立体构型和光学性质后,生物学家长期认为它除了提供能量维持生命外,只有结构组织的功能。五十年代蛋白质氨基酸组成的研究及后来的核酸高潮推动了生物化学和分子生物学的发展,七十年代免疫学的进展,认为抗体是一种含有共     

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     

具有核酸分子"光开关"特性钌(Ⅱ)配合物的研究进展

钌（Ⅱ）配合物类核酸分子“光开关”探针性质稳定、无毒环保,可用于痕量核酸检测、基因序列分析及三链DNA检测、DNA图像研究及DNA动力学过程分析、基因损伤研究、基因转染材料研究、量子点生物效应研究及用作电化学探针。随着核酸及其相关分析研究的不断深入和适配子技术的迅猛发展,基于核酸和核酸分子“光开关”还可进行药物筛选、生命活性分子如ATP及蛋白质等的分析检测,具有简便、快速、灵敏、抗光漂白等特性。对生命科学基础研究、食品安全及医学诊断具有重要的理论意义。作者对近10年来核酸分子“光开关”探针研究进展进行了评述,引用文献55篇。     

高效液相色谱在生命科学中地位和发展

生命科学是研究生命现象、生命的起源和发展的一门科学,是当今世界科学技术发展的前沿学科。作为生命现象的物质基础,可概括为蛋白质、核酸、酶等几类生物大分子,以及它们的水解产物和脂、糖等几类较小的生物分子。但每一类都有庞大的数目和极其复杂     

金属离子对蛋白质的折叠、识别、自组装及功能的影响*

金属离子不仅影响金属蛋白的空间结构,还与生物大分子的识别、自组装等性质和生物功能密切相关。在很多蛋白质中,金属离子及其配合物可以诱导周围的肽段折叠成正确的结构,我们将其称为金属结合部位作为模板诱导的结构基序（Template-mediated structural motif,TMSM)。深入研究金属离子在蛋白质-核酸自组装体系中生物大分子交联及聚集体中的作用,对理解生命的无机化学基础具有重要意义。     

电化学限域SiN_X纳米孔道检测核酸分子的研究

固体纳米孔道因其机械强度高、尺寸可控、易于表面修饰及集成化设计等优点被广泛应用于DNA、RNA和蛋白质等生物分子的检测研究.为了检测单个单链核酸分子,本研究采用电化学刻蚀法可控制备了单个SiN_X固体纳米孔道,通过SiN_X固体纳米孔道限域空间效应增强了纳米孔道与短链核酸分子之间的弱相互作用,从而实现了核酸分子的单分子水平检测.通过研究不同孔径(3.1和8.5 nm)纳米孔道与核酸分子间的弱相互作用差异,有效区分了核酸分子在限域空间内产生的过孔和碰撞两种个体行为,加深了对固体纳米孔道限域空间内核酸分子电化学行为的理解.     

阳离子-π作用的研究进展

阳离子-π作用是一种存在于阳离子和芳香性体系之间的相互作用,与一些经典的作用(如氢键、静电和疏水相互作用)相比,被认为是一种新型分子间作用,普遍存在于生物体系中,对分子识别、蛋白质和核酸的结构与功能起着十分重要的作用.本文结合我们课题组的研究工作,对生物体内存在的典型的阳离子-π作用,以及有关阳离子-π作用的实验与理论计算研究进行综述.