2017, 44(1):5-5.
摘要:中国科学家屠呦呦因青蒿素的发现和抗疟新药的创制荣获了2015年度诺贝尔生理或医学奖,这是我国科学家首次获此殊荣,既是对屠呦呦本人以及整个青蒿素研究团队学术贡献的肯定,也是对我国科学事业发展成就的认可。近日,屠呦呦教授因青蒿素研究及其对国家科学发展的重大贡献荣获2016年度国家最高科学技术奖,在此我们表示诚挚的祝贺!
在青蒿素发现到开发成药的过程中,其三维结构的测定是不可或缺的重要环节。1970年代,中国科学院生物物理研究所(下简称生物物理所)承接了523办公室下达的青蒿素分子结构测定任务,经过数年的艰苦努力,克服了科学、技术及设备的重重困难,于1975年11月30日,在全国523北京会议上首次展示了青蒿素的三维分子图像,随后起草了题为《一种新型倍半萜内酯——青蒿素》的论文。该论文于1977年以青蒿素结构研究协作组的名义发表于《科学通报》1977年第(3)期。这是关于青蒿素结构的首篇科学报道,也是青蒿素结构测定工作取得突破性进展的重要标志。此后,生物物理所青蒿素结构研究组又通过创新技术,引进新算法,进一步得到了青蒿素分子的精细结构和绝对构型,为青蒿素成药及后期的分子改进和新药创制奠定了重要的科学基础,开创了我国快速解析不含重原子晶体结构的方法。在当年既无高精度设备支撑,又无前人实践经验可循的困难情况下,能取得这样的成果,实属不易。其间展现的知难而进的勇气,善于创新的智慧,无私奉献的精神,值得我们铭记、学习和发扬。
值此青蒿素立体结构测定重要学术成果报道40周年之际,本刊特邀有关工作的亲历者梁丽教授和熟悉这一时期历史的结构生物学专家华庆新教授撰写了关于青蒿素结构测定工作的回顾性评述文章,集萃成辑,以飨读者。梁丽教授作为当年青蒿素结构研究组的主要成员,从亲历者的角度回顾了这项具有重要历史意义的工作的发端、展开、最终圆满完成的全过程。华庆新教授从学术角度阐述了青蒿素三维结构测定的重大意义以及测定方法的科学性。我们希望通过本专辑帮助广大读者了解青蒿素结构测定这一重要科学成果取得的历史,感悟其中蕴含的科学与人文精神,并藉此专辑的出版向青蒿素结构测定这一历史成就的取得致以贺忱,向当年参与这项工作的人员致敬,也向在那个相对艰苦的年代为国家科学技术发展默默奉献的全体科技工作者致敬!
2017, 44(1):6-16.
摘要:青蒿素分子和立体结构测定的历史回顾
2017, 44(1):17-20.
摘要:X射线晶体衍射是解析出青蒿素三维结构的唯一方法
2017, 44(1):21-30.
摘要:“染色体粉碎”是最初在肿瘤细胞中发现的一种复杂的基因组重排现象.在该事件中,细胞的一条或几条染色体在短时间内发生大量的DNA双链断裂,形成小的DNA碎片,之后这些碎片被细胞的DNA修复机制随机地拼接起来,形成新的染色体.染色体粉碎事件会造成大量的基因组重排,引起DNA拷贝数的变异和基因融合,从而导致正常细胞向肿瘤细胞的快速转化.这与传统的癌症发生理论不同,传统理论认为肿瘤的发生是由基因突变逐步积累而导致的,因此染色体粉碎现象可能揭示了一种肿瘤发生的新机制.目前,该现象的内在机制还不完全清楚,其判别标准也存在争议.本文综述了近年来关于染色体粉碎现象的判别标准和产生机制,探讨了该现象与肿瘤发生发展的关系,为进一步研究染色体粉碎事件提供参考.
2017, 44(1):31-43.
摘要:线粒体琥珀酸脱氢酶(succinate dehydrogenase,SDH)是三羧酸循环和有氧电子传递呼吸链中的关键酶之一,包含A、B、C、D 4个亚基.4个亚基分别由4个基因编码,即SDHA、SDHB、SDHC和SDHD,4个基因突变可以诱发癌症,包括副神经节瘤(paraganglioma,PGL)、嗜铬细胞瘤(pheochromocytoma,PHEO)、肾细胞癌(renal cell carcinoma,RCC)、胃肠道间质瘤(gastrointestinal stromal tumors,GIST)、Leigh综合症等.近年来,突变的SDH已经被证实是一种重要的诊断与预后的 生物标志物和治疗分子标靶.本文就SDH存在的各种突变以及在肿瘤发生、发展与转移的作用机理研究的进展进行全面的论述.
2017, 44(1):44-48.
摘要:内吞作用是细胞从细胞外空间和内化横跨膜的细胞表面蛋白转运物质到细胞内的过程.吞蛋白(endophilin)一直被认为参与了网格蛋白介导的细胞内吞作用,2015年《 自然 》(Nature)发表的两篇研究论文报道了一种由endophilin A标记和控制的独立于网格蛋白的有被囊泡内吞作用.本文主要综述近年来endophilin A2的研究,着重介绍endophilin A2在非网格蛋白介导的内吞作用中的功能和机制.
2017, 44(1):49-57.
摘要:脂多糖是大多数革兰氏阴性细菌细胞壁的主要成分,能诱发宿主细胞固有免疫反应,在细菌的识别、黏附、转移、致病等过程中发挥非常重要的作用.其结构组成与细菌的血清型和致病能力息息相关,因而对其结构进行精准分析,有助于研究其结构与生物效应间的关系,便于鉴别菌种和研发相关的抗生素及疫苗.由于脂多糖具有两亲性、多电荷且结构复杂等特点,为研究分析带来很多难题.本文全面归纳了细菌脂多糖分析技术的相关研究成果,阐述脂多糖及其寡糖链的提取、分离纯化及鉴定方法.
2017, 44(1):58-69.
摘要:高通量测序技术的发展正在逐渐改变诸多生物学领域的研究方法.为应对突发疫情以及新发未知微生物威胁的需求,微生物鉴定技术逐渐从传统的物理化学方法及核酸杂交等分子水平方法进一步走向利用无需培养的测序数据进行快速分析检测.随之而来的是对高通量数据分析在精度及速度的要求.基于高通量测序数据的微生物检测数据分析方法在近些年得到了快速的发展.本文分析了目前基于高通量测序数据的微生物检测数据分析方法,对其数据分析的处理流程和计算方法进行了研究,比较了各个微生物检测数据分析方法的特点及适用场景.最后结合本实验室工作总结微生物检测数据分析方法在实际应用中可能遇到的问题,希望对该应用领域的研究有一定的参考意义.
2017, 44(1):70-79.
摘要:哺乳动物中约有50%以上的蛋白质都发生了糖基化修饰.连接在丝氨酸或苏氨酸上的O-连接糖链是常见的蛋白质糖基化修饰方式之一,其主要功能是维持与其连接的蛋白质部分的空间构象,保护其免受蛋白酶水解及覆盖某些抗原决定簇.糖链结构的解析有助于更清楚地认识糖蛋白及其功能.本研究建立了一种基于超滤膜辅助(FASP)富集细胞、血清和尿液中糖蛋白全O-连接糖链的方法,根据糖蛋白与其糖链结构之间的分子质量差异,利用10 KD超滤膜富集蛋白质样品中由β消除反应释放的全O-连接糖链,将糖链甲基化修饰后再使用MALDI-TOF/TOF-MS进行解析,同时利用二级质谱进行结构确认.通过上述方法可从标准糖蛋白mucin、细胞、血清和尿液样本中分别鉴定到83、29、33和85种O-连接糖链结构,利用该方法可以从复杂样品中富集和解析糖蛋白全O-连接糖链,实现快速、高效、高通量地解析糖蛋白O-连接糖链的目的.
2017, 44(1):80-88.
摘要:基于多层电介质模型,对于适应于球形生物细胞的脉冲电场,提出了一种等效电路模型,在相同频域下,内膜和外膜的变化趋势相同,频域分析表明,不同频谱场将引起不同的生物医学效应.我们针对癌症细胞计算了跨膜电压,并讨论了脉冲和跨膜电压以及阻抗的关系.结果表明不同的频域和不同的持续时间对细胞的内膜和外膜有选择性的影响,时域和频域的分析显示,在细胞上有一个窗口,当持续时间在10-8~10-6 s之间,细胞内膜的电压将高于细胞外膜的电压.窗口效应为解释生物细胞的脉冲电学效应提供了一种参考思路.
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