結構生物學百科知識點

　　結構生物學(structuralbiology)

　　主要用物理學方法，配合生物物理和分子生物學方法研究生物大分子結構與功能的新學科，它已成為分子生物學中最精確和最有成效的一個分支。各個層次的生命活動，都需要在分子水平上進行物質結構和功能的研究才能最終闡明其本質。近年來結構生物學的發展，一直在影響著生物物理學的面貌。當前研究的主要內容為蛋白質及其受體、酶蛋白、通道蛋白以及與基因調控密切相關的核酸結合等的結構與功能，主要研究手段有X射線晶體衍射分析、核磁共振、電子晶體學、電鏡三維重組、中子衍射及各種光譜技術等。

　　定義

　　什么是結構生物學?生物大分子要發揮功能，必須滿足兩個條件。第一，凡要發揮功能和活性的生物大分子必須具有特定的，自身特有，相對穩定的三級結構。第二，結構運動。沒有穩定的三級結構和結構運動，生物大分子是很難發揮生物功能或活性的。那么，結構生物學研究什么呢?按我的看法，是以生物大分子三級結構的確定作為手段，研究生物大分子的結構功能關系，探討生物大分子的作用機制和原理作為研究目的。結構生物學是近代生物學發展過程中，定量闡明生命現象的一門科學，這個是我對結構生物學的看法。生物大分子的三級結構和結構功能研究的結構生物學已經成為生命科學當前的前沿和帶頭學科。

　　結構生物學主要是用物理的手段，用X-射線晶體學，核磁共振波譜學，電鏡技術等物理學技術來研究生物大分子的功能和結構.來闡明這些大分子相互作用中的機制。大家可以看到在結構生物學中強調結構和功能的研究技術，沒有這些技術，就沒有結構生物學。

　　發展

　　結構生物學的發展經過以下幾個階段:結構生物學起源于上世紀五十年代眾所周知的Waston Crick 發現DNA雙螺旋結構，建立DNA的雙螺旋模型。60年代當時的開文迪許實驗室的M.Perutz J.Kendrew用X-射線晶體衍射技術獲得了球蛋白的結構。由于X射線晶體衍射技術的應用，使我們可以在晶體水平研究大分子的結構，在分子原子基礎上解釋了大分子.由于他們開創性的工作，Waston Crick獲得了1962年的.諾貝爾生理學與醫學獎，M.Pertt和J.Kendrew獲得了同年的化學獎.從那時起，技術的發展就成為結構生物學發展最重要的決定因素。60到70 年代，在同一實驗室的他們又發展了電子晶體學技術 ，當時的研究對象主要是有序的，對稱性高的生物體系，如二維的晶體和對稱性很高的三維晶體。70-80年代 ，多維核磁共振波譜學的發明使得在水溶液中研究生物大分子成為可能，水溶液中的生物大分子更接近于生理狀態.最近二十年，80年代到本世紀初，冷凍電子顯微鏡的發明，這種技術的發明使我們不僅能夠研究生物大分子在晶體狀態和溶液狀態的結構，而且能夠研究研究復雜 的大分子體系(molecular complex)超分子體系，這就是細胞器和細胞.可見結構生物學的發展過程經歷了從結晶到溶液再到大分子體系，超分子體系，如核糖體(ribosome)，病毒，溶酶體(lysosome)，線粒體等。

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