当前位置: 仪器信息网 > 行业主题 > >

生物结构

仪器信息网生物结构专题为您整合生物结构相关的最新文章,在生物结构专题,您不仅可以免费浏览生物结构的资讯, 同时您还可以浏览生物结构的相关资料、解决方案,参与社区生物结构话题讨论。

生物结构相关的论坛

  • 【史料】结构分子生物的发展(梁栋材)

    结构分子生物的发展梁栋材 (中科院生物物理所,生物大分子国家实验室,北京,100101) 伦琴发现X射线后的一百年间,X射线在物质结构研究上立下了永不磨灭的伟大功绩。1912年劳埃发现晶体的X射线衍射,开创了晶态物质结构的新纪元。仅隔了22年Bernal和Crowfoot在1934年就成功地拍摄到第一张蛋白质 (胃蛋白酶) 单晶体的X射线衍射照片。事隔21年后的1953年Perutz发现了同晶置换法可以解决生物大分子晶体结构测定中的相位问题,从而蛋白质晶体学开始踏上自己发展的伟大历程。在1957年和1959年Kendrew和Perutz分别获得了肌红蛋白和血红蛋白的低分辨率 (6?和5?) 结构,在此期间Watson和Criek共同建立了DNA双螺旋的结构模型。他们的伟大成就为分子生物学奠定了基础。从1957年到1967年的十年里,随着溶菌酶结构之后,胰凝乳蛋白酶A、核糖核酸酶、核糖核酸酶S和羧肽酶也分别获得了高分辨率的结果,表明蛋白质晶体学已经成为一门成熟的学科。从六十年代末进入七十年代,蛋白质晶体学从对生物大分子三维结构测定迈入生物大分子三维结构与其生物学功能之间的关系研究,从而它既是分子生物学研究的有力的重要手段,同时也开始为结构分子生物学的建立和发展历程创造着条件。生物大分子发挥其生物学功能必需具备:(1) 稳定的特征的三维结构,(2) 其三维结构在各个水平上的运动。 随着学科的交叉渗透和迅速发展,一个极其重要的分支学科--结构分子生物学正在高速发展,并已成为当前生物学中的一个重要前沿学科。结构分子生物学是结构生物学中的一个最重要、最活跃的研究层次,它是在分子层次上从结构角度特别是从三维结构的角度研究和阐明当前生物学中各个前沿领域的重要学科问题。结构分子生物学是一个包括生物、物理、化学和计算数学等多学科交叉的前沿,其中心任务就是生物大分子的结构与其生物功能关系的研究。 结构分子生物学对生物大分子 (包括多亚基、多分子的复合物及复杂的复合体) 三维结构及其运动的研究手段主要有:X射线晶体衍射--蛋白质晶体学,二维及多维核磁共振谱,电子晶体学及电镜三维重组,中子衍射,其他包括应用傅里叶变换技术的各种谱学方法。他们都各有自身特有的优越性和不足。然而,无论从已测定生物大分子三维结构的数量上、精确度上或其发展潜力上,X射线单晶衍射方法--蛋白质晶体学--至今及可见的将来仍将占统治地位,都是其他手段不可相比的和不可代替的生物大分子三维结构研究手段。八十年代迅速崛起的蛋白质工程及药物设计已充分显示蛋白质晶体学方法是处于不可取代的重要地位,也表明结构分子生物学是生物高技术应用研究的重要前提和保证。 在结构分子生物学领域中由于学科上的重大突破和杰出成变而荣获诺贝尔奖金的科学家,前后有:F. H. C. Crick和J. D. Watson (1962年生理与医学奖),M. F. Perutz和J. C. Kendrew (1962年化学奖),D. C. Hodgkin (1964年化学奖),A. Klug (1982年化学奖)和R. Huber (1988年化学奖) 等,他们都是蛋白质晶体学家。 当前结构分子生物学在国际上的发展趋势有如下几个方面的特点: 以蛋白质为主要手段的生物大分子三维结构测定在高速度发展。 结构分子生物学的迅速兴起和发展,它在近些年来的生物物理学研究中已经毫无疑问地占据了主流的位。 结构分子生物学的研究成果越来越受到生命科学各个领域的重视和引用。 国际上很多难度高、意义重大的三维结构均是以蛋白质晶体学手段在近几年突破的。 结构研究已由单一分子进入研究分子之间相互作用的复合物和分子体系的结构。 蛋白质晶体学研究从生物大分子静态 (时间统计) 的结构分析开始进入了动态 (时间分辨) 的结构研究及力学分析。 技术和方法高速发展。 基础研究不断深入与扩展的同时,应用研究在迅速发展。 激烈的竞争机制已打破了传统的学院工的研究体制和格局。

  • 多材料三明治结构生物3D打印

    生物3D打印作为前沿科技的研究热点,近年来在生物医疗领域内产生了许多应用创新。多材料生物3D打印能够构建包含多种材料与细胞的异质结构,更好的模拟天然组织或器官,逐步成为生物3D打印的发展趋势,但相关实验却操

  • 推断生物分子原子结构有了新法 美用直线加速器相干光源开辟生物学新型研究方式

    中国科技网讯 据物理学家组织网5月31日报道,美国SLAC国家加速器实验室的国际科研团队已证实,其下属的强大X射线激光器能够借助相干X射线衍射成像等技术,破译生物分子的原子结构,并开辟生物学领域关键的新型研究方式。相关报告发表在本周出版的《科学》杂志上。 研究团队使用了SLAC的直线加速器相干光源(LCLS)来获得关于结晶的生物分子的超高分辨率视图,其中包括在蛋清中发现的名为溶解酵素的小分子蛋白等。这是基于全新相干X射线成像(CXI)设备完成的首次实验,除了分子摄像机,适配于CXI的新型像素阵列探测器(CSPAD)也是研究的关键。 数十年来,科学家通过借助X射线照射结晶样本,重建了生物分子和蛋白质的形状,以研究它们将如何散射照射的光线。而此次是首个借助超短、超亮X射线激光脉冲对微晶体进行的瞬间成像实验,其分辨率更高,也允许科学家使用更小的晶体,并使他们能以前所未有的方式观察分子动态。 首先,科学家可通过进样器将单个生物分子传送至LCLS,并使LCLS脉冲抵达CXI所在地。随后,在生物分子被激光束击中损毁之前,令散射的X射线与探测器“会合”,使得完好的生物分子衍射图样能被记录下来,存储在计算机之中。由于每张图样都是随机定向,科研人员之后可按分子的定向为其分类,聚合成完整的三维图案。科研人员表示,他们能够以极高的分辨率可视化生物分子结构,而借助相位复原技术,可通过衍射强度推断出分子的三维原子结构,推测出单个原子的位置等。 而研究团队之所以选择溶解酵素作为研究的首个样本,是因为它很容易结晶,前人也对其进行了广泛的研究。实验结果显示,观测到的溶解酵素与已知的结构一致,并未显示出辐射损伤的明显特征。虽然激光脉冲最终完全破坏了样本,但却可在其被毁坏前观察衍射图样的细节,并对生物样本进行测量。 研究团队称,利用LCLS最终可实现对于复杂生物系统的原子或分子级别的解析,例如对驱动光合作用的膜蛋白的细胞功能及机制的剖析等。这将掀起多个科学领域的发现大潮,如在制药学领域获得突破或找到新型的可替代能源等。(张巍巍) 《科技日报》(2012-6-2 二版)

  • 生物碱(1)结构分类

    [font=&]【题名】:[font=微软雅黑, &][color=#333333]生物碱(1)结构分类[/color][/font][/font][font=&]【全文链接】: https://wenku.baidu.com/view/9c7501fac8d376eeaeaa314d?aggId=51836dc5132de2bd960590c69ec3d5bbfd0ada8e&fr=catalogMain_text_ernie_recall_backup_new%3Awk_recommend_main4&_wkts_=1695101641424[/font]

  • 微生物对黑土添加麦秸后腐殖质结构特征影响的红外光谱研究

    引言  土壤有机质(SOM)是土壤中具有结构性和生物性的基本物质,既是生命活动的条件,也是生命活动的产物。从化学本质角度,SOM中60%~90%为腐殖物质(HS),因此HS是SOM 研究的核心和主体。HS是经土壤微生物作用后,由多酚和多醌类物质聚合而成、含芳香环结构和脂族特征、新形成的一系列黑色至棕黑色的非晶形准高分子有机化合物,其形成与转化对土壤肥力、固碳和环境解毒均有重要意义。众所周知,微生物是土壤中最为活跃的部分,它们参与土壤有机质的分解、腐殖质的合成以及养分元素的转化。HS的形成是以微生物为主导的生物化学过程,但不同微生物种类对土壤HS结构和性质的影响目前还知之甚少,尤其是外源添加有机物料,经过微生物培养后,HS各组分的结构和性质是否发生变化,更不得而知。本研究针对这一问题,采用红外光谱法研究黑土添加麦秸后,接种不同种类微生物(细菌、真菌、放线菌和混合菌)培养180d,针对土壤中水溶性物质(WSS)、富里酸(FA)和胡敏酸(HA)特征峰和吸收强度的变化,旨在探索微生物在HS形成方面的作用及其转化机理,为有效培肥土壤、增大土壤环境承载力、促进碳循环提供理论参考和基础保障。

  • 首次利用冷冻电镜技术解析生物大分子原子结构模型

    1月11日,美国国家科学院院刊(PNAS)在线发表了中科院生物物理研究所朱平研究组及其合作伙伴利用冷冻电镜技术解析的一个质型多角体病毒原子分辨率结构模型的研究论文。这是我国首次利用冷冻电镜技术解析的生物大分子原子结构模型,也是目前已报道的国内最高分辨率的冷冻电镜三维重构结果。同时,这是世界上首次利用冷冻电镜的CCD图像(电荷耦合器件图像传感器)获得的生物大分子复合体的全原子模型。据生物物理所有关专家介绍,本工作完全基于生物物理所生物成像技术实验室去年4月建成并试运行的TitanKrios电镜及其附属设备完成,用单颗粒图像处理技术获得了呼肠孤病毒科的质型多角体病毒近原子分辨率的三维结构(3.9埃),并独立构建了全原子模型。呼肠孤病毒科病毒是一类重要的双链核糖核酸(RNA)病毒,其感染宿主包括植物、无脊椎动物、脊椎动物和人类,其中的质型多角体病毒是其两个亚科之一。该研究解析了呼肠孤病毒科质型多角体病毒的近原子分辨率三维结构并构建了完整原子模型,确认了该病毒新生信使RNA的流出通道,对研究双链RNA病毒的RNA加帽机制,新生信使RNA的释放过程,以及呼肠孤病毒的蛋白衣壳的稳定性和进化具有重要意义。

  • 【转帖】攻坚结构生物学难题 清华本科学生在《自然》发表学术论文

    在清华大学医学院教授颜宁的带领下,以党尚宇、孙林峰、黄永鉴三位清华学生为主力的课题组,用了一年半的时间,在世界上首次解析了膜蛋白——大肠杆菌岩藻糖(L-fucose)转运蛋白(FucP)的结构,并结合生化手段初步揭示了其工作机理。顶级学术期刊《自然》在10月7日刊发了他们的学术论文“Structure of a fucose transporter in an outward-open conformation”(岩藻糖转运蛋白向胞外开放构象的结构)。膜蛋白的结构生物学研究一直以来是结构生物学领域公认的重点及难点。而该论文的前两位作者党尚宇和孙林峰在开始课题研究的时候还都是清华大学的本科生。  初生牛犊不惧虎——本科生接手结构生物学世界难题  膜蛋白存在于细胞的细胞膜上,它们是沟通细胞或细胞器内外的桥梁。各种营养物质的运输,细胞内有毒物质的排出,以及细胞内外信息的交换都要依靠膜蛋白,所以它们的功能在生命体中至关重要。但是由于膜蛋白不溶于水,难以纯化出均一性较好的蛋白质,也就比较难得到高质量的蛋白质晶体,故研究起来困难重重。  1985年,第一个膜蛋白结构问世,当时共计仅有不到200个生物大分子结构。而时至今日,PDB收录的近7万个生物大分子结构中,膜蛋白结构仅不到700个,其中新型的膜蛋白结构又只有250多个,足见膜蛋白结构生物学研究的困难。  2008年3月,还是一名大三学生的党尚宇,在本科生进实验室进行科研训练的时候,选择了施一公教授领导的清华大学结构生物学研究中心,并进入了颜宁教授负责的实验室进行科研工作。凭着对科研的热爱和刻苦钻研的精神,党尚宇在不到半年的时间里就掌握了基本的实验技能。  2008年8月,当颜宁老师找到党尚宇,与他讨论如何开展科研工作的时候,没有什么科研经验的党尚宇提出自己是否可以尝试承担一项课题,颜宁老师答应了,并将这个膜蛋白的研究课题交给了他。  为什么敢于将这样一个难题交给一名本科生?颜宁说:“那个时候就想,他们年龄很小,一两年内做不出来也没有什么心理负担,感觉有点像是我把他们‘骗上船’的。如果做不出来,就算是通过课题培养他们的科学素养、锻炼他们的实验技能了,不过后来他们的科研工作进展给了我一个巨大惊喜。他们的科研经历是一张白纸,完全没有畏难情绪,很有勇气,我觉得这是好事。”  坚持就是胜利——研究膜蛋白就看谁先放弃  然而,要做好膜蛋白的研究工作,不是单单凭借勇气就可以的。  回想起当时的研究工作,党尚宇说:“每前进一步都像是进行一场惊险的跨越。”

  • 【分享】生物质谱在糖蛋白结构分析中的应用

    【分享】生物质谱在糖蛋白结构分析中的应用

    生物质谱在糖蛋白结构分析中的应用项目完成人:桑志红 蔡 耘项目完成单位:国家生物医学分析中心 随着人们对糖蛋白参与生命活动机理的日益深入了解,对天然糖蛋白及重组糖蛋白类药物的分析越来越受到重视。重组糖蛋白类药物的质量控制更是直接关系到药物的疗效及至人类的健康。九十年代以来,随着带有反射功能的基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和纳升电喷雾串联质谱(nano-ESI-Q-TOF)等具有软电离方式的现代质谱 技术的发展,质谱以其高灵敏度和强有力的分析混合物的能力,提供了生物大分子的分子量、序列、一级结构信息以及结构转换、修饰等方面的信息,使糖基化分析有了重要的进展。 通常研究糖蛋白的方法是把蛋白链上的寡糖切下来,分别研究蛋白部分和寡糖部分的结构,因此无法研究与两部分共同相关的结构问题,也不能区分不同糖基化位点上切下来的寡糖。自90年代初,国外有人开始用质谱法研究糖蛋白的结构,同时描述了各个位点的不均一性。我们用建立的现代生物质谱技术研究糖蛋白一级结构的方法,将其应用与基因重组糖蛋白的结构分析。为糖蛋白结构分析及基因重组糖蛋白类药物的质量控制提供新的手段。一、 生物质谱研究糖蛋白结构方法的建立实验所用仪器为:1.德国BRUKER 公司的REFLEXIII型基质辅助激光解吸附电离飞行时间质谱仪,N2激光器,波长337nm,线性飞行距离150cm,加速电压2kv。2.英国Micromass 公司Q-TOF型电喷雾串联质谱仪。源温80°C,气体流速40L/h,枪头电压650V,检测频率2.4S,氩气碰撞池压力6*10-5mbar。1. 基质的选择,在MALDI-TOF-MS分析中,基质起着相当重要的作用。不同的基质对不同类的物质响应不同,a-氰基-4-羟基肉桂酸用于测定糖蛋白核糖核酸酶B效果相对较好。2. 糖蛋白分子量的测定,糖蛋白核糖核酸酶B由124个氨基酸组成,在34位Asn处连有一个高甘露糖型N-糖链。由于糖链的微不均一性,与普通蛋白质及核酸不同,其分子离子峰在MALDI-TOF-MS 质谱图上表现为一簇峰,各峰之间约相差一个糖基。正是由于这种微不均一性,使得其分子离子峰变宽,灵敏度降低。糖链分子量越大,峰越宽,灵敏度越低,所以一般只有糖链较短,蛋白的质量不太大的糖蛋白才能测定其平均分子量。用MALDI-TOF可直接测定糖蛋白核糖核酸酶B的平均分子量为 15208.6Da。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/03/201103211511_284179_1604317_3.jpg3. 糖含量的测定,采用O聚糖酶及内糖苷键酶F分别作用于核糖核酸酶 B,只有内糖苷键酶F能够是其分子量发生变化,表明核糖核酸酶B分子中不存在O-连接糖链存在着N-连接糖链。内糖苷键酶F切断N-糖链五糖核心最内侧的GlcNAc-GlcNAc糖苷键,得到含一个GlcNAc的肽链,减去GlcNAc,可以计算出准确的肽链分子量T=13695.6,与糖蛋白平均分子量之差为糖链的平均分子量G=1513.4,平均糖含量为:(糖链大小/糖蛋白分子量)×100%=9.95%。4. 糖基化位点的确定,研究糖基化类型及糖基化位点的策略:采用蛋白酶酶解与糖苷内切酶酶解相结合的方法,通过酶切前后含糖肽片的位移,结合网上数据库检索,可以确定糖基化类型和糖基化位点。以不同类型的糖苷内切酶作用于糖蛋白(N-糖苷键酶或O-糖苷键酶),在MALDITOF-MS 上观察其质量的变化,可以直接确定糖蛋白中是否含有响应类型的糖链,这是我们确定糖蛋白中糖苷键类型的基础。我们采用先将核糖核酸酶B还原烷基化,加Glu-C酶切,产物再用内糖苷肩酶F酶切,可观察到含糖肽段出现位移,将核糖核酸酶B的肽质量指纹图进行数据库检索,证实发生位移的肽段中含有N-糖链特异连接位点,由此确定34位Asn为糖基化位点。另外我们采用内糖苷键酶F及肽-N-聚糖酶F两种酶进行差位酶切法对含糖肽段进行验证,两种酶酶切后分子离子峰的差值除以GlcNAc的质量,结果就是N-糖基化位点的个数5. 质谱测定氨基酸序列, 我们对核糖核酸酶B肽质量指纹谱中的含糖肽段进行了串联质谱测定,首先在一级质谱图中选择离子4972.23,在串联质谱的碰撞活化室以氩气与其碰撞产生碎片,从碎片的质荷比推算出此肽片中的一段氨基酸序列,检索结果为核糖核酸酶B,从而判断其理论序列是否一致。6. 糖链结构的研究,凝集素对糖肽的亲和提取,进一步分析糖肽序列及糖链结构的关键是含糖肽段的提取。核糖核酸酶B中糖链为高甘露糖型,我们选用对其有特异性吸附的伴刀豆球蛋白对其进行提取利用这种简捷的亲和质谱的方法,对糖肽段进行了分析。建立了亲和质谱分析糖肽类物质的方法,为今后糖肽序列分析及糖链结构分析奠定了基础。二、基因重组糖蛋白人促红细胞生成素(rhEPO)的结构分析。 利用以上建立的方法,我们对样品重组人促红细胞生成素进行了分析,断定此样品为非完全糖基化,样品中只存在N-连接的糖链,无O-糖链。应用酶切法用肽-N-聚糖酶处理后,得到两个含糖肽段,进行数据库检索,测得38位及83位为N-糖基化位点,与文献报道相符,结果可靠。因此,该项课

  • 第十章 (一-三节)生物碱的结构与分类

    [font=&]【题名】:[font=微软雅黑, &][color=#333333]第十章 (一-三节)生物碱的结构与分类[/color][/font][/font][font=&]【全文链接】: https://wenku.baidu.com/view/003937d5b52acfc788ebc9d1?aggId=51836dc5132de2bd960590c69ec3d5bbfd0ada8e&fr=catalogMain_text_ernie_recall_backup_new%3Awk_recommend_main4&_wkts_=1695101462296[/font]

  • 彻底“消灭”结构生物学 冷冻电镜有多牛叉你知道吗?

    彻底“消灭”结构生物学 冷冻电镜有多牛叉你知道吗?

    [img=,640,570]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901251125013494_802_3221097_3.jpg!w640x570.jpg[/img][color=#5e5353]2017年诺贝尔化学奖奖颁给了雅克杜波谢(Jacques Dubochet), 约阿希姆弗兰克 (Joachim Frank) 和 理查德亨德森(Richard Henderson),以表彰他们对于冷冻电子显微镜技术的研究发展所作出的贡献,三位科学家同时还简化和改进了生物分子的成像。这项技术使得生物化学迈向了新的时代。我们很有可能在近期内获得原子级别分辨率下的生命复杂机械的详细图像。[/color][img=,640,424]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901251125136496_4010_3221097_3.jpg!w640x424.jpg[/img][color=#888888]因为冷冻电子显微镜技术的出现,我们能看到的微观世界从图片左侧的样子,变成了右侧这样。图片来源:The Royal Swedish Academy of Sciences | 制图:Martin Hö gborn[/color][color=#5e5353]听到导师约阿基姆弗兰克(Joachim Frank)得奖的消息后,我的心情有些激动。[/color][color=#5e5353]近几年,冷冻电镜在生物物理,特别是结构生物学领域掀起了一轮新的风暴。尤其在近三四年来,依靠冷冻电镜技术,很多具有非常重要生物学功能的生物大分子复合物的三维结构得到解析。所以说冷冻电镜技术彻底改变了结构生物学的研究方式。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]冷冻电镜的重要性,在我看来就是它彻底地“消灭”了结构生物学。这句话是什么意思呢?就是说冷冻电镜技术在这两年的突破,使得解析生物大分子复合物的三维结构变得越来越容易、越来越常规。所以这个发展趋势,就是以电镜为主的技术越来越平台化,入门的门槛越来越低,会更多地普及生物研究的方方面面。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]冷冻电镜近年来取得了一系列重大突破,这一系列突破让以前很多不能做的研究变成了可能。而这一切最新的突破所用的方法,主要就是这三位科学家建立的,所以他们得奖是实至名归的事。[/color][color=#5e5353]目前冷冻电镜技术逐渐成熟,未来的发展将包括数据计算的算法等一系列更加友好界面软件的开发等等(以前主要是硬件的发展)。通过冷冻电镜,可以对以前不了解的重要的蛋白质复合物进行研究,可以看到某些蛋白质具有怎样的生物学功能。这方面的研究将来还是很发展前景的。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]中国的清华大学冷冻电镜中心近年来发表了很多具有重要的影响的工作,比如施一公教授的剪切体,我所做的呼吸链复合物等。这些工作在以前都是很难做成的,正是冷冻电镜发展起来之后,才使得我们能在短期内就取得了这一系列的重大突破。[/color][color=#5e5353]目前来说,中国冷冻电镜的应用的发展远远超过世界上其他国家,未来的发展重点将是一系列具有重要生物学功能的蛋白质复合物,以及这些蛋白质复合物的生命科学中的应用等。想信在未来还会持续成为生命科学研究领域的热门手段。冷冻电镜的重要发展就是使得解析像呼吸链复合物这样重要蛋白的结构成为了可能。按照X射线晶体学发展的轨迹,首先诺奖先建立方法学的人,然后就很可能是一系列重要生物学功能的蛋白复合物的了。他们在介绍他们三位为啥会获得诺奖的时候能把我们的研究结果放在第一个图,这对我们来说是一个激励和鼓励。[/color][color=#5e5353] [/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]冷冻单分子电镜技术获得诺贝尔奖实至名归。这是结构生物学上面的一个巨大的突破,尤其是对生物大分子复合物的结构分析超越了以前基于X光衍射和核磁共振的传统方法。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]而今天获奖的三位科学家在冷冻单分子电镜技术的发展中起到了关键性的作用。就像我们经常说的,这是天赋和天才的区别,有天赋的人,能够击中别人都击不中的目标,而天才呢,则能够击中别人甚至都看不到的目标。在二三十年以前,大家都认为晶体衍射可能会是解决生物大分子最主要、最有效的技术,而只有他们看到了电镜技术的潜力,发展了巨大的技术突破,获得了众多梦寐以求的分子结构。[/color][color=#5e5353]在短短的几年时间里面,冷冻单分子电镜技术已经成为了结构生物学里发展最快的一个领域。在全世界各个主要的研究机构里面,冷冻单分子电镜技术都是着重发展的领域。而我们中国,尤其是我们清华大学,在这个领域走在世界的前面。我们中国的学者包括施一公教授、颜宁教授、杨茂君教授、王宏伟教授以及华裔的程亦凡教授等等,在这个领域都做出了突出的贡献。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]而在我们国内所做出原创性工作,对于理解mRNA修饰,阿尔兹海默症的发病机制等重要的生物学问题都起到了突出的贡献。在下面的几年里面,我认为我们会在电镜技术有原理性的突破。[/color][color=#5e5353]最后,本次诺贝尔奖也再次证明了化学作为一个中心学科,它和物理学、生物学的交叉,起到了互相补充、互相支持的作用。而冷冻电镜技术和其他的潜在候选者来比较,可能是作为一个成熟的、已经在科研中起到直接贡献的技术受到了委员会的青睐。[/color][color=#5e5353]通过快速冷冻溶液,使生物样品维持原来形态,在纳米尺度的电子显微镜技术的帮助下获得原汁原味的,原子分辨率的三维空间结构:这是物理成像与化学需求的结合,巧妙的概念,精致的实验手段。[/color][color=#5e5353][b][/b][/color][color=#5e5353]冷冻电子显微技术,是指通过将生物样品快速降温使其固定在玻璃态的冰中,继而用透射电子显微镜成像的技术。电子显微技术已经获得过多次诺贝尔奖,本次再次授予化学奖实际是对其在结构生物学,尤其是单颗粒重构技术的肯定。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]本次获奖的三位科学家,Jacques Dubochet的工作集中在“冷冻”这个词上,他成功实现了将蛋白样品固定在玻璃态的冰中,使得在电子显微镜的高真空环境观察接近生理状态下的蛋白成为可能。Joachim Frank 和Richard Henderson则是在提供了单颗粒重构结构的理论依据和技术路线。在这三位科学家工作的基础上,随着硬件水平的不断提高,冷冻电镜目前已经真正成为结构生物学的常规技术手段。与晶体学相比,冷冻电镜可以用于解析更大的,具有结构柔性的复合物的结构。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]说到我国在这方面的研究,早在八十年代初从事材料学研究的郭可信教授等就发现电子显微镜在生物领域的潜力,培养并鼓励一批物理背景的学者进入生物领域,他们不少目前已经成为行业中坚,以郭可信先生名字命名的冷冻电镜会议也是行业非常高水准的重要会议。[/color][color=#5e5353][/color][color=#5e5353]清华大学也在09年起就大力发展冷冻电镜的研究,其电镜平台(国家蛋白平台)也一度是全球最大的冷冻电镜中心(不仅规模大,而且非常非常高产)。[/color][color=#5e5353][/color][img=,640,462]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901251125363454_1832_3221097_3.jpg!w640x462.jpg[/img][color=#888888]中国电镜家谱图。图片来源:参考文献1[/color][img=,640,521]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/01/201901251125482544_7761_3221097_3.jpg!w640x521.jpg[/img][color=#888888]中国电镜平台分布。图片来源:参考文献1[/color]

  • 【原创】清华大学结构生物学中心招聘透射电镜高级管理人员

    原帖被删,再发一次,请版主手下留情。缩略版招聘信息在清华大学生物科学与技术系网站也可找到,那里的应聘材料是由罗老师代转,这里请将你的应聘材料直接按下面的联系方式发给我们,恕不一一回复。我们正在清华大学结构生物学中心组建一个全新的冷冻电镜实验室,主要进行冷冻电子显微术和三维重构方法的研发及利用它们研究生物大分子的结构和功能。即将于2009年初到位中国第一台世界最先进的FEI Titan Krios 300千伏场发射透射电镜,配以4kx4k的CCD相机。其它与电镜相关的设备包括Vitrobot, Film Scanner, Plasma Cleaner,Carbon Evaporator等。岗位职责:1. Titan Krios电镜及其它电镜相关设备(Vitrobot, Film Scanner, Plasma Cleaner,Carbon Evaporator等)的日常使用、维护。2. 电镜及相关设备的管理与使用培训。3. 公用实验室的管理。4. 实验室安排的其它工作。任职条件:- 有五年以上的透射电镜实际操作及维护经验。- 有明确的服务意识和责任心,团结协作及奉献精神,并具有一定的协调能力。- 良好的英语听说读写能力。- 优先考虑硕士及以上学位者,有生物相关专业背景最佳。应聘材料:详细的个人简历(包括学历、工作经历、发表论文、推荐人)待遇:面议应聘材料请发至tsinghuaemlab@yahoo.com.cn,邮件主题注明“应聘电镜管理员”

  • 【原创】清华大学结构生物学中心招聘透射电镜高级管理人员

    我们正在清华大学结构生物学中心组建一个全新的冷冻电镜实验室,主要进行冷冻电子显微术和三维重构方法的研发及利用它们研究生物大分子的结构和功能。即将于2009年初到位中国第一台世界最先进的FEI Titan Krios 300千伏场发射透射电镜,配以4kx4k的CCD相机。其它与电镜相关的设备包括Vitrobot, Film Scanner, Plasma Cleaner,Carbon Evaporator等。岗位职责:1. Titan Krios电镜及其它电镜相关设备(Vitrobot, Film Scanner, Plasma Cleaner,Carbon Evaporator等)的日常使用、维护。2. 电镜及相关设备的管理与使用培训。3. 公用实验室的管理。4. 实验室安排的其它工作。任职条件:- 有五年以上的透射电镜实际操作及维护经验。- 有明确的服务意识和责任心,团结协作及奉献精神,并具有一定的协调能力。- 良好的英语听说读写能力。- 优先考虑硕士及以上学位者,有生物相关专业背景最佳。应聘材料:详细的个人简历(包括学历、工作经历、发表论文、推荐人)待遇:面议应聘材料请发至tsinghuaemlab@yahoo.com.cn,邮件主题注明“应聘电镜管理员”

  • 应用质谱技术提升传统中药的质量控制和生物大分子药物的结构表征能力

    [b][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][back=white]【序号】:3【作者】: 何扬芳【题名】:应用质谱技术提升传统中药的质量控制和生物大分子药物的结构表征能力[/back][/color][/font][/b][align=left][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][back=white]【期刊】:吉林大学 博士论文[/back][/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][back=white]【年、卷、期、起止页码】:2020[/back][/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][/color][/font][font='微软雅黑',sans-serif][color=black][back=white]【全文链接】:[/back][/color][/font][url=https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=3uoqIhG8C447WN1SO36whLpCgh0R0Z-iVBgRpfJBcb4JAybTo8M4ljH5Ce6ATfKqWkZZyuKToFWj_RADn7Nr0YNPrffgey8c&uniplatform=NZKPT]应用质谱技术提升传统中药的质量控制和生物大分子药物的结构表征能力 - 中国知网 (cnki.net)[/url][/align][align=left] [/align]

  • 壳聚糖的羟丙基化、季铵盐化修饰及其衍生物的结构与性能研究

    【序号】:8【作者】: 程珍华【题名】:壳聚糖的羟丙基化、季铵盐化修饰及其衍生物的结构与性能研究【期刊】:浙江工业大学【年、卷、期、起止页码】:2018【全文链接】:[url]https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CMFD&dbname=CMFD201801&filename=1017246430.nh&uniplatform=NZKPT&v=Sj53myVTRIHhcZwzkOJsh3h3El6tssU6oZpVOnZImBUkxEECiiP2f-I53b5DxJ2G[/url]

  • 【原创】有愿意合作蛋白质结构的吗?

    我是在国外做蛋白质生物分子结构的.我们有500,800,900M NMR. 主要做蛋白质生物分子结构.如果您也是做蛋白质的,并且想结合其结构而发好的文章.我们可以考虑一起合作.如果您真的意,请您留下联系方式.蛋白质最好小于20kDa.如果蛋白质可以稳定的形成dimer(40kDa),也可以。盼合作者

  • 【转帖】施一公小组阐明能量耦合因子转运蛋白结构

    来自清华大学生科院、医学院、普林斯顿大学Lewis Thomas实验室等单位的研究人员报道了一种重要的转运因子的蛋白结构,这一结构的6个跨膜区域以未报道过的新折叠形式出现,这一发现对于了解核黄素(维生素B2)的运输,以及进一步拓展其生物学结构具有重要意义。研究论文发表在最近一期《自然》(Nature)杂志上。 文章的通讯作者是清华大学生命科学院院长施一公教授,其研究组主要致力于运用结构生物学和生物化学的手段研究肿瘤发生和细胞调亡的分子机制:专注于肿瘤抑制因子和细胞凋亡调节蛋白的结构和功能研究、重大疾病相关膜蛋白的结构与功能研究、胞内生物大分子元件的结构与功能研究。另外两位作者分别是王佳伟(Jiawei Wang)和张鹏(Peng Zhang)。该研究组近期研究发现了一类重要的蛋白:能量耦合因子(energy-coupling factor,ECF)转运蛋白,这类蛋白是一些微量营养元素的运输因子,负责原核生物的维生素摄入。每个ECF转运因子都包含一种嵌入细胞膜的能结合底物的蛋白结构——S组件。这一结构是能量耦合的关键部件,由两个ATP结合蛋白和一个跨膜蛋白组成。然而目前这一结构的具体构架,以及运输机制并不清楚。

  • 【转帖】活性污泥中丝状菌与絮体结构的关系研究环境保护

    摘要:通过试验和观察,研究了活性污泥中丝状菌与絮体结构的关系。常见的活性污泥絮体可分为六大类型,在不同的处理工艺和运行条件下,各类型污泥比例不同,丝状菌在污泥絮体的形成过程中所起的作用也不相同。而在活性污泥膨胀时,生物相结构中的丝状菌可分为结构性的和非结构性的两大类,它们起着不同的作用,运行中必须通过不同的方法和措施加以防治。丝状微生物是一大类菌体相连而形成丝状的微生物的统称,其中包括丝状细菌、丝状真菌、丝状藻类等[1]。荷兰学者Eikelboom将丝状微生物分为29个类型、7个群,并制成了活性污泥丝状微生物检索表。  丝状微生物的功能与结构形态密切相关,长丝状形态有利于其在固相上附着生长,保持一定的细胞密度,防止单个细胞状态时被微型动物吞食;细丝状形态的比表面积大,有利于摄取低浓度底物,在底物浓度相对较低的条件下比胶团菌增殖速度快,在底物浓度较高时则比胶团菌增殖速度慢。许多丝状微生物表面具有胶质的鞘,能分泌粘液,粘液层能够保证一定的胞外酶浓度,并减少水流对细胞的冲刷,其中还含有特定的抗体,以防止其他生物附着。  丝状微生物种类繁多,对生长环境要求低。其本身生理生长特性很特别:增殖速率快、吸附能力强、耐供氧不足能力以及在低基质浓度条件下的生活能力都很强,因此在废水生物处理生态系统中存活的种类多,数量大。如何使丝状微生物相互聚集,使之在废水处理中达到较好的泥水分离效果,如何确定丝状微生物同其他微生物的相互作用,以及不同丝状微生物的最适需氧量等,都是需要进一步研究的问题。1 试验设计及过程试验分别在本院给水排水实验室、重庆市唐家桥污水处理厂、重庆市渝北区城南污水处理厂进行。活性污泥采样自本实验室活性污泥法小试反应器、唐家桥污水处理厂和城南污水处理厂的曝气池、初沉池和二沉池。通过镜检观察记录活性污泥絮体大小、形态和结构,对不同反应器的丝状微生物进行鉴定,从而寻找丝状微生物与絮体形态结构之间的关系。试验历时5个月。  丝状微生物鉴定采用Eikelboom法,镜检观察以下八项特征:①是否存在衣鞘;②滑行运动;③真、假分枝;④丝状体长度、形状、性质;⑤细胞直径、长度、性质;⑥革兰氏染色反应;⑦纳氏染色反应;⑧有无胞含体(聚-β-羟基丁酸PHB、硫粒、多聚磷酸盐等)。染色采用石炭酸复红染色法、革兰氏染色法、纳氏染色法和积硫试验法。通过目微尺测定污泥絮体直径,记录各种大小、形状和结构的絮体数量,归纳污泥絮体的主要类型及特征。通过大量观察,寻找丝状微生物种类、浓度与污泥絮体大小、形状、结构的关系。2 试验结果2.1 絮体结构形态类型  通过大量的观察发现,活性污泥在正常运行和膨胀时呈现不同的结构形态和种类。正常运行时活性污泥结构形态可分为四类,Ⅰ型:致密、细小,看不到丝状菌为骨架的污泥;Ⅱ型:有明显丝状骨架、呈长条形的污泥;Ⅲ型:厚实、具有网状结构的巨型污泥;Ⅳ型:有孔洞结构的巨型污泥。污泥膨胀时其结构形态可分为两类,Ⅴ型:结构丝状菌大量生长、伸长,絮体结构松散;Ⅵ型:非结构丝状菌大量生长,不形成絮体。  试验过程中发现,Ⅰ型污泥在两污水厂正常运行的曝气池中所占比例较低,城南污水厂为10%左右,唐家桥污水厂更低,而在二沉池上清液中比例较高,因此它是从良好结构的污泥上脱落下来的,在二沉池随出水流失。正常运行时长条形污泥、网状污泥和孔洞污泥(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型)占很高比例,两污水厂中均占90%以上。根据絮体伸出的部分丝状菌,可以判断这些具有良好结构的污泥是以丝状菌为骨架,胶团菌附着于其上而形成的。它们是去除有机物的主要部分。  在混合液中可见到其他丝状微生物游离于菌胶团之外,见不到附着生长物,三种样本见到的菌种有:球衣菌、发硫菌、0803型、0581型、硬发菌、链球菌等,但数量都十分少。  试验过程中,城南污水厂由于发生停电事故时仍保持进水流量,发生了结构丝状菌大量增殖的现象,污泥结构呈松散状(Ⅴ型),SVI达到142mL/g干污泥;待供电正常,按正常方式运行一段时间后,污泥结构恢复正常,SVI回落至90mL/g 干污泥。而活性污泥小试过程中多次出现污泥膨胀,泥水分离困难(Ⅵ型),SVI高达500mL/g 干污泥以上,调节运行方式仍不能控制,镜检发现球衣菌、发硫菌大量增殖,最终通过投加漂白粉杀生剂再经逐步培养才恢复正常。2.2 微生物鉴定结果  根据Eikelboom法对作为污泥良好结构骨架的丝状菌进行鉴定,发现各处取样污泥的结构丝状菌特征一致:丝状体直径1.5~2μm,丝体长200μm左右,不运动,略弯,在絮体内扭曲,细胞呈柱状,长0.5~4μm,直径0.7~1.0μm,有鞘,横隔明显,常见分枝,有大量附着生长物,无硫粒,革兰氏染色阴性,纳氏染色可见兰灰色颗粒,呈阳性。  查丝状微生物鉴定表,找不到特征完全相符的种,比较接近的是Eikelboom1701型。Eikelboom1701的特征是:链状圆柱形细胞,被鞘紧裹,丝体长100~200μm,偶尔超过200μm,虽然丝体正常时稍弯,但可有很强的盘绕性,细胞长2.5~3.5μm,直径0.5~0.9μm,有鞘,有时可见PHB黑色小颗粒,横隔和缩缢明显,偶有假分枝,常有大量附着生长物,无硫粒,革兰氏染色阴性,纳氏染色阳性。3 分析与讨论3.1 絮体形成过程  许多絮体可以同时具有Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型污泥的多种特征,在絮体中心部分为孔洞结构,向四周伸展的长条形污泥相互搭接形成网状结构,最外侧则可见新伸出的骨架丝状菌。从这种污泥的形态可以推断其形成过程为:结构丝状菌交织生长,胶团菌附着其上形成新生污泥,新生污泥逐渐成熟形成条状、网状污泥,在氧和营养物充足等条件下,网状污泥的胶团菌增粗,网孔逐渐变小形成孔洞状,最后孔洞被填实,而结构丝状菌的伸出为胶团菌提供了新的附着面,包裹形成新的条状污泥,条状污泥相互交织又形成新的网状污泥,重复上述过程,形成更大的污泥絮体。  一些污泥能见到成节的形态,大的孔洞结构污泥之间由细的条状污泥连接,有的由丝状微生物连接,这种污泥的形成可能是絮体成长到一定成熟度后,由于内部供氧不足,促进了包埋于其中的结构丝状菌的生长,将絮体撑开导致结构松散形成节状。  还有极少量的污泥,可以见到极粗大的丝状骨架,上面附着胶团菌,经多次对比鉴定,这些丝状骨架为死亡累枝虫的杆,由于结构松散,这类污泥易于在二沉池发生漂浮,因此保持原生动物稳定的生长条件可以有效地减少二沉池的污泥上浮。3.2 丝状微生物与微生态群落的关系  试验表明,胶团菌与结构丝状菌之间相互依存,丝状微生物形成了絮体骨架,为絮体形成较大颗粒同时保持一定的松散度提供了必要条件。而胶团菌的附着使絮体具有一定的沉降性而不易被出水带走,并且由于胶团菌的包附使得结构丝状菌获得更加稳定、良好的生态条件,所以这两大类微生物在活性污泥中形成了特殊的共生体。  根据生态学的观点,环境因子对微生物个体的影响首先是影响某些敏感生物,然后通过微生物之间的相互作用逐步传递,最终当影响超过一定限度时引起结构上的波动。正是因为生态系统中生物种类多,并按一定结构组成了微生态群落,环境压力在逐级传递过程中受到消减,所以生态系统具备了一定抗冲击负荷的能力。与纯培养相比,生态系统能通过优势种群的变化维持良好的结构,而纯培养只需轻微刺激就会引起强烈反应,直接破坏其脆弱的结构。这也是保证活性污泥微生态群落稳定性的根本原因。  根据本试验结果,可以将活性污泥微生态群落描述如下:活性污泥微生态群

  • 【分享】分子结构、性质与活性

    分子结构、性质与活性[img]http://www.instrument.com.cn/bbs/images/affix.gif[/img][url=http://www.instrument.com.cn/bbs/download.asp?ID=15188]分子结构、性质与活性[/url][color=#dc143c]原始附件目前失效,不过某人发现可以到资料中心下载,只需一分: --handsomeland [/color]http://www.instrument.com.cn/download/shtml/022123.shtml王连生,化学工业出版社,1998目录第一章结构、性质与活性1.1结构-性质研究发展过程1.2化学键模型与分子结构的表示1.3结构对物理化学性质的影响1.4结构-性质相关预测水中溶解度1.5分子连接性指数与硝基芳烃理化参数的相关性1.6结构-怀质相关估算土壤-沉积物吸附系数1.7应用结构-性质相关研究有机物的亨利常数1.8摩尔体积与理论参数相关性1.9结构与活性第二章量子化学在定量结构-性质-活性相关研究中的应用2.1分子轨道理论方法2.2MOPAC软件及其计算方法2.3应用量子化学参数预测有机污染物的理化性质2.4应用量子化学参数预测有机污染物的生的活性2.5量子化学在有机污染物定量结构-性质-活性相关研究中的展望第三章典型有机物毒理学机理3.1典型有机物毒性反应类型3.2典型有机物的分子毒性机制3.3典型有机物遗传毒理学原理3.4典型有机物毒性作用的生命替代性机制第四章人工神经网络技术在结构-性质-活性关系研究中的应用4.1人工神经网络的构造和功能4.2人工神经网络在结构-性质-活性研究中的应用实例4.3一个BP型神经网络计算程序示例第五章拓扑学方法在结构-性质-活性相关研究中的应用5.1结构-性质-活性相关研究中的拓扑学方法5.2分子连接性指数方法在结构-性质-活性相关研究中的应用5.3Am指数在结构-性质-活性相关研究中的应用5.4自相关拓扑指数的计算方法及其改进5.5拓扑指数与有机物理化学性质的相关性5.6自相关拓扑指数与含氯有机化合物遗传毒性的相关性5.7自相关拓扑指数与有机物对水生生物急性毒性的定量关系第六章基团贡献法预测有机物理化性质6.1ASOG模型6.2UNIFAC法6.3其他基团贡献法第七章一种新的Lewis酸碱性判别指数及其应用7.1Lewis酸碱强度研究概述7.2原理7.3Lewis酸碱性指数的定量化7.4酸碱性指数的应用第八章反相液相色谱保留在定量结构-性质-活性相关研究中的应用8.1概述8.2反相液相色谱保留与分子连接性指数的关系8.3反相液色谱保留在定量结构-性质相关(QSPR)、定量结构-活性相关(QSAR)研究中的应用第九章有机污染物理化性质测定与估算方法9.1分配系数的测定与估算9.2溶解度的测定与估算9.3萘在水溶液中的光化学氧化9.4对硝基苯甲腈水解速率常数的测定9.5苯和间二甲苯挥发速率的测定9.6有机化合物在自然沉积物上吸附与解吸动力学数快速测定9.7有机物饱和蒸气压测定方法9.8分子连接性指数计算9.9分子表面积计算方法9.10EXAMS模式用于研究湖泊中污染物的迁移转化规律第十章生物活性测定与预测10.1有机物对水蚤的急性毒性10.2应用光发菌测定有机化合物的毒性10.3有机物对酵母菌毒性的测定方法10.4鼠伤寒沙门氏菌/哺乳动物肝微粒体致突变性10.5哺乳动物经口急性毒性试验10.6哺乳动物骨髓细胞微核试验10.7利用前线分子轨道能预测氯代芳烃化合物生物毒性的方法10.8典型有机物对鱼毒性的预测10.9典型有机物对藻类毒性的预测10.10典型有机物对小鼠毒性的预测10.11取代芳烃对蝌蚪毒性及其预测10.12毒物风险评价外推法参考文献

  • 【求助】混合多元醇的结构鉴定

    请问:混合多元醇(5个羟基以下直链,可能含有由它缩合而得到的环状物或其他衍生物)的结构鉴定做氢谱合适还是碳谱? 或者说,做核磁可能得到的信息量大吗?

  • 开发新方法来解析蛋白结构

    利用同步加速器X射线光束(synchrotron x-ray beam)来解析蛋白和其他生物大分子的结构在医学上取得很大进步。科学家们获得的技术进步能够导致他们取得更加激动人心的进步。最近,来自美国国家同步幅射光源(National Synchrotron Light Source, NSLS)和、纽约结构生物学中心和哥伦比亚大学的研究人员发现一种新方法来确定通过其他方法很难或者不可能解析的分子结构。他们的研究发表在《科学》期刊上。利用大分子X射线晶体学确定蛋白结构的过程必须要首先培养纯的分子晶体。当靶分子拥有相似的结构类似物时,这种过程更加容易。但是当靶分子没有结构类似物时,科学家们面临着“相位问题”,即缺乏描述入射X射线光波“相位”的关键性信息。当一个检测器记录X射线衍射图时,它能够检测强度,但是不能检测相位,但是没有相位时,分子结构就不能被完全解析出。当存在不相关的结构时,有两种其他的方法来评估相位。这些方法当中有两种方法都是属关于X射线晶体技术的:多波长异常衍射(multiwavelength anomalous diffraction, MAD),它利用多种波长的X射线;单波长异常衍射(single-wavelength anomalous diffraction, SAD),它只利用一个波长的X射线。这两种技术通常都涉及加入硒到晶格(通过氨基酸衍生物硒代蛋氨酸,它容易整合进蛋白)之中,和扫描硒原子整个边上的X射线光束。

  • 【分享】晶体结构分析及其发展

    范海福 中国科学院,物理研究所,北京,100080物质的各种宏观性质源出于本身的微观结构。探索物质结构与性质之间的关系,是凝聚态物理、结构化学、材料科学、分子生物等许多学科的一个重要研究内容。晶体结构分析,是在原子的层次上测定固态物质微观结构的主要手段,它与上述众多学科有着密切的联系。就其本身而言,晶体结构分析是物理学中的一个小分支。这主要研究如何利用晶态物质对X-射线、电子、以及中子的衍射效应来测定物质的微观结构。晶体结构分析服务于许多不同的学科,因而许多学科的发展都对晶体结构分析产生深刻的影响。另一方面,晶体结构分析有自己独立的体系,它本身的发展又对所服务的学科起着促进作用。 晶体结构分析是伦琴发现X-射线以后创站的最重要学科之一。它奠基于物理学的几项重要进展。其中包括1895年W. C. Roentgen发现X-射线,1912年M. von Laue发现晶体对X-射线的衍射,1927年C. J. Davisson和G. P. Thomson发现晶体对电子的衍射,以及1931年E. Ruska建造第一台电子显微镜。上述几项重大的物理学进展使人类掌握了在原子层次上研究物质内部结构的手段,它们分别获得1901、1914、1937和1986年的诺贝尔物理学奖。其中,1901年伦琴获得的诺贝尔奖还是历史上第一个诺贝尔物理奖。通过研究物质内部结构与性质的关系,晶体结构分析有力地促进了各相关学科的发展。晶体结构分析的发展,是一个不断完善自身和不断扩大应用的过程。诺贝尔将的年谱记录了晶体结构分析历史上的重大事件并展示了它与其他学科相互作用所产生的丰硕成果。 晶体结构分析的方法主要有两大类。这就是以X-射线衍射为代表的衍射分析方法和以电子显微术为代表的显微成像方法。电了显微成像也可以认为是两上相继的电子衍射过程。因此,可以说衍射分析是晶体结构分析的核心。用衍射分析方法测定晶体结构的理论依据,在于晶体结构同它的衍射效应之间存在着互为Fourier变换的关系。这里说的衍射效应,是指从晶体向各个方向发出的衍射的振幅和相位。从衍射实验可以记录下各个方向上衍射波的振幅。但是在目前以及可见的将来,还不容易找到有普遍意义的实用方法来记录由晶体发出的衍射波的相位。因此要想从衍射效应的Fourier变换解出晶体结构,必须先设法找回"丢失了的"相位。这就是晶体学中的"相位问题",它一直是研究晶体结构分析方法的关键问题。 紧接着Laue发现X-射线衍射,Bragg父子 (W. H. Bragg和W. L. Bragg) 就迅速建立了用X-射线衍射方法测定晶体结构的实验手段和理论基础。这使人类得以定量地观测原子在晶体中的位置。为此他们两人同获1915年的诺贝尔物理学奖。晶体结构分析最初用于一些简单的无机化合物。对碱金属卤化物结构的研究导至W. L. Bragg提出原子半径的概念。不久Bragg又将晶体结构分析应用于研究硅酸盐以及金属和合金。硅酸盐晶体结构分析的工作为硅酸盐结构化学提供了最早的实验基础,而有关金属和合金的工作则作物理冶金、金属物理、以及相平衡图的研究推上了一个新的台阶,使有关工作深入到原子的层次。 晶体结构分析在研究无机化合物上取得成功,引起人们对有机物尤其是生命物质内部结构的兴趣。英国从二十年代中期就开始研究有机物晶体结构。但是过了十年多仍未见有重大的突破。原因是当时的分析技术和方法还很原始。于是迎来了三、四十年代晶体结构分析方法和技术大发展的时期。如前所述,晶体结构分析中所谓"相位问题"。早期的晶体结构分析用以解决相位问题的方法是所谓尝试法。其要点是:先根据已尼掌握的线索猜想出一个结构模型,再从这个模型计算出相应的一组理论衍射强度,然后同实验所犁衍射强度作比较并据此对模型进行修改。。上述步骤须经多次反复,直至理论和实验的衍射强度得以吻合。用这样的"方法"来测定晶体结构,说明科学试验却更像艺术创作。它显然适应不了测定复杂的晶体结构的需要。早在二十年代后期,英国的W. L. Bragg和J. M. Cork为解决相位问题分别提出了所谓重原子法和同晶型置换法。重原子法的大意是:假定晶体中含有少数原子序较大的原子,即所谓重原子,而且它们的位置是已知的,这时就可以计算出重原子对相位的贡献并以此代替由全体原子贡献的相位。用这样的相位配以由实验测得的衍射振幅就可以近似地计算出一幅代表晶体结构的电子密度图。同晶型置找法的要点则是如果能够制备出待测晶体的重原子衍生物,而且衍生物的晶体与母体晶体是"同晶型"这时如果已知重原子的位置,就可以根据母体和衍生物两者在衍射强度上的差异来推算相应的衍射相位。这两种方法后来在一系列有机物以及蛋白质的晶体结构分析中作出了关键性的贡献。但是它们的诞生后相当长的一段时间里并未发挥很大的作用。原因是它们都依赖于已知的重原子位置而当时还没有便确定重原子位置的方法。1934年,美国的A. L. Patterson提出用衍射振幅的平方为系数以计算Fourier级数,从而绕开相位问题。Patterson指出,这样一个级数是晶体中电子密度分布函数的自卷积,在一定的条件下可以从中提取出有关晶体中原子位置,首先是重原子位置的信息。这个用衍射振幅平方计算的Fourier级数后来被称作Patterson函数,相应的分析方法称作Patterson法。经过几年发展之后,Patterson法和以它为基础的重原子法、同晶型置换法等就成了X-射线单晶体结构分析中用以处理相位问题最有效的手段。再加上实验技术和结构精修技术的改进,晶体结构分析达到了一个机关报的不平并终于打开了有机物和生命物质的大宝藏。 美国L. Pauling领导的小组花了十几年的时间,测定了一系列的氨基酸和肽的晶体结构,从中总结出形成多肽链构型的基本原则并在1951年推断多肽链将形成a-螺旋构型或折叠层构型。这是通过总结小分子结构规律预言生物大分子结构特征的非常成功的范例。为此Pauling获得1954年的诺贝尔化学奖。英国D. Hodgkin领导小组测定了一系列重要的生物化学物质的晶体结构,其中包括青酶素和维生素 。她因此获得1964年的诺贝尔化学奖。美国W. N. Lipscomb研究硼烷结构化学的工作获得1975年的诺贝尔化学奖。所有这些获奖工作都是以晶体结构分析为研究手段。可以说,没有晶体结构分析本身在理论和技术上的长期积累,就不会有上面几个诺贝尔奖。 英国的J. D. Bernal早在三十年代中期就开始用X-射线衍射研究蛋白质的结构。但是真正取得进展是在W. L. Bragg主持Cavendish实验室之后。这里还有一段插曲。原来在E. Rutherford主持下,英国剑桥大学的Cavendish实验室是国际上原子物理学的研究中心。随着学科的发展、国力的变化、加之剑桥大学本身的局限,及至1938年W. L. Bragg接任时Cavendish的地位已开始下降。Bragg上任后果断地顺应了形势,主动放弃了"原子物理国际中心"的地位,改而抓住当时物理学上的两项新应用:X-射线衍射分析用于生物以及雷达技术用于天文学。这一举措使英国得以在创建分子生物和射电天文学上"领导世界新潮流"。 分子生物学发展史上具有划时代意义的发现中,有两项出自Cavendish实验室。第一项是1953年J. D. Watson和F. H. C. Crick根据X-射线衍射实验建立了脱氧核糖核酸 (DNA) 的双螺旋结构。它把遗传学的研究推进到分子的水平。这项工作获得了1962年的诺贝尔生理学和医学奖。另一项是用X-射线衍射分析方法测定肌红蛋白和血红蛋白晶体结构的工作。它始于三十年代,前后延续了二十多年并牵涉到为数众多的科学家。这两个蛋白质的晶体结构终于在1960年被测定出来。这项工作不仅首次揭示了生物大分子内部的立体结构,还为测定生物大分子晶体结构提供了一种沿用至今的有效方法--多对同晶型置换法。它以原有的同晶型置换法为基础,但是在实验技术和分析理论上都加入了崭新的内容。作为这项工作的代表人物,J. C. Kendrew和M. F. Perutz获得1962年的诺贝尔化学奖。看到成就的辉煌,不由得也想起探索的艰辛:1947年,战后的英国,科研经费拮据。为了给正在从事蛋白质晶体结构分析的J. C. Kendrew和M. F. Perutz寻求资助,W. L. Bragg找到英国医学研究委员分 (MRC)。他告诉MRC的主管:"…如果能获得资助,我们的研究结果会有助于在分子层次上了解生命的运作。不过,即便如此,要想在医学上产生任何一点效益,大概还得有一段很长的时间"。MRC当时的主管承担了这一风险,建立了一个只包含Kendrew和Perutz两个人的MRC研究小组。这一慷慨的支持,过了十五年之后才开始得到回报。顺便说一句:那个MRC小组现在已经变成拥有上百名学者的、世界著名MRC分子生物学实验室。在Kendrew和Perutz两人之后由于测定蛋白质晶体结构而获诺贝尔奖的还有美国的J. Deisenhofer和德国的R. Huber和H. Michel。他们因测定了光合作用中心的三维结构而获得1988年诺贝尔化学奖。

  • 超声生物显徽镜的应用

    超声生物显徽镜的应用 是一种新的影像学方法,它通过高频率的超声波 应用显微方法显示活体眼球表面下的结构,产生的影像与低倍镜下组织切片相似。所不同的是,前者不干扰眼内各结构之间的内在关系,而且能够在接近实时地观察到活体内各结构的活动情况。其主要的 限 制 在 于穿透性,仅限于约 8− − 左右,因此,只能显示眼前节而不能使眼后节成像。本文将讨论超声生物显微镜在眼科临床和研究领域的实际应用。一、临 床 应 用=超 声生物显微镜为、、、

  • 核磁可以测定混合物的结构么

    核磁可以测定混合物的结构么,假如是我想从 一个很复杂的生物制品中提取一种 或者一类具有活性的 物质(该类物质属于新化合物,没有结构信息)怎么得到单体且知道 收集的化合物是单体还是混合物 呢?提取纯化后的物质用核磁或者其他的仪器 能确定是单体还是混合物 么?

  • 微生物系列名词解释

    微生物系列名词解释 A微生物(Microbe): 微观的生物机体。是形体微小、单细胞或个体结构简单的多细胞、甚或无细胞结构的低等生物的通称。(细小的肉眼看不见的生物) 微生物(Microorgamism): 微观的生命形式。微生物学(microbiology):研究微生物生命活动的科学。微米(Micrometer): 一种测量单位:1/1,000mm,缩写为um。原核微生物(prokaryotic microbe):指核质和细胞质之间不存在明显核膜,其染色体由单一核酸组成的一类微生物。原核细胞型微生物(procaryotic cell microbe):指没有真正细胞核(即核质和细胞质之间没有明显核膜)的细胞型微生物。真核细胞型微生物(eukaryotic cell microbe):指具有真正细胞核(即核质和细胞质之间存在明显核膜)的细胞型微生物。真菌(fungi):有真正细胞核,没有叶绿素的生物,它们一般都能进行有性和无性繁殖,能产生孢子,它们的营养体通常是丝状的且有分枝结构,具有甲壳质和纤维质的细胞壁,并且常常是进行吸收营养的生物。霉菌(Mold): 具有丝状结构特征的真菌。细菌(bacterium):单或多细胞的微小原核生物。病毒(virus):是一类没有细胞结构但有遗传复制等生命特征,主要由核酸和蛋白质组成的大分子生物。是比细菌更小的专性细胞内寄生的微生物,大多数能通过细菌过滤器。放线菌(actionomycetes):一目形成真的菌丝成分枝丝状体的细菌。蓝细菌(cyanobacterium):是光合微生物,蓝细菌是能进行光合作用的原核微生物。原生生物(protistan):指比较简单的具有真核的生物。原生动物(protozoa):单细胞的原生生物。免疫学(immunology):研究利用预防接种法治疗疾病的科学。立克次氏体(Richettsia):节肢动物专性细胞内寄生物,它的许多类型对人和其它动物是致病的微生物。[/

Instrument.com.cn Copyright©1999- 2023 ,All Rights Reserved版权所有,未经书面授权,页面内容不得以任何形式进行复制