生物分子螺旋結(jié)構(gòu)

1、第8章生物分子螺旋結(jié)構(gòu)的模擬及生物分子相互作用的測(cè)定方法研究81概述由于近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和突破以及新方法和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，生命科學(xué)在20世紀(jì)后半葉獲得了迅猛的發(fā)展，并且影響到了從工業(yè)生產(chǎn)到消費(fèi)結(jié)構(gòu)變革、從國家經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)到人民生活方式、從高技術(shù)和科學(xué)前沿到普通概念轉(zhuǎn)變等眾多方面。人類基因測(cè)序的初步完成和后基因組計(jì)劃的啟動(dòng)預(yù)示著人們將發(fā)現(xiàn)并闡明更多基因以及相應(yīng)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并逐步了解其相應(yīng)的功能，對(duì)其功能的研究也逐步由靜態(tài)的水平發(fā)展到動(dòng)

2、態(tài)的水平，從對(duì)結(jié)果的研究發(fā)展到對(duì)過程的研究，由對(duì)個(gè)體現(xiàn)象的研究發(fā)展到對(duì)群體現(xiàn)象的研究。無疑，生命科學(xué)是21世紀(jì)科學(xué)的熱點(diǎn)，生命科學(xué)的研究正孕育著新的突破。作為研究分子的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)和性質(zhì)的化學(xué)，一直對(duì)生命科學(xué)研究的發(fā)展起到了推進(jìn)作用。例如，對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的解析、DNA固相合成的實(shí)現(xiàn)以及核酸化學(xué)的巨大進(jìn)展，使PCR方法、基因重組的方法得以成功，從而使分子生物學(xué)產(chǎn)生了巨大的飛躍。在21世紀(jì)生命科學(xué)研究的熱潮中，化學(xué)能真正提供從分子水平上對(duì)

3、生物體系進(jìn)行詳細(xì)描述的理論、方法和手段，化學(xué)將在生命科學(xué)研究中發(fā)揮關(guān)鍵和重要的作用。正因?yàn)槿绱耍陙韲H上出現(xiàn)了“化學(xué)生物學(xué)”這一新興交叉學(xué)科，并逐漸被科學(xué)界所接受。例如，自20世紀(jì)90年代中期以來，國際上出現(xiàn)了若干以化學(xué)生物學(xué)命名或?yàn)橹饕獔?bào)道內(nèi)容的學(xué)術(shù)刊物，如《化學(xué)生物學(xué)時(shí)論》(CurrentOpinioninChemicalBiology)、《自然：化學(xué)生物學(xué)》(Nature：ChemicalBiology)等。西方一些著名的大學(xué)

4、，如美國哈佛大學(xué)等的化學(xué)系則更名為“化學(xué)和化學(xué)生物學(xué)系”，歐美的諸多大學(xué)為研究生和高年級(jí)學(xué)生開設(shè)了化學(xué)生物學(xué)課程。同時(shí)，以化學(xué)生物學(xué)為主要研究內(nèi)容的研究機(jī)構(gòu)也相繼成立，如在美國加利福尼亞州的TheScrippsResearchInstitute中成立了“TheSkaggsInstitutefChemicalBiology”。國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)里也分別出現(xiàn)了若干化學(xué)生物學(xué)研究中心和化學(xué)生物學(xué)系，為學(xué)生開設(shè)課程并在相關(guān)領(lǐng)域開展了研究工作。國

5、家自然科學(xué)基金委員會(huì)在化學(xué)學(xué)部設(shè)立了受理化學(xué)生物學(xué)研究經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)的管理部門。中國化學(xué)會(huì)也增設(shè)了化學(xué)生物學(xué)專業(yè)委員會(huì)，并在2001年由北京大學(xué)組織召開了第一屆化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)，2003年湖南大學(xué)組織召開了第二屆化學(xué)生物學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)，2005年第三屆會(huì)議由武漢大學(xué)組織召開。雖然化學(xué)生物學(xué)的定義不一，研究領(lǐng)域涉及面寬，但是，化學(xué)生物學(xué)主要集中在分子水平上認(rèn)識(shí)生物體系，并且運(yùn)用這些在機(jī)理上的認(rèn)識(shí)來擴(kuò)展化學(xué)和生物學(xué)研究的新方向。根據(jù)《化學(xué)生物學(xué)

6、時(shí)論》介紹，化學(xué)生物學(xué)的研究內(nèi)容涉及生物大分子、生物分子作用機(jī)制、新一代治療方法、生物催化和生物轉(zhuǎn)化、組合化學(xué)、超分子化學(xué)、生物有機(jī)和生物無機(jī)、生物檢測(cè)新方法等當(dāng)代化學(xué)和生物學(xué)交叉的前沿課題等?！蹲匀唬夯瘜W(xué)生物學(xué)》則歸納和總結(jié)了化學(xué)生物學(xué)研究的4大重要領(lǐng)域，即化學(xué)合成、通過化學(xué)來擴(kuò)展生物學(xué)、通過生物學(xué)來擴(kuò)展化學(xué)，以及生物學(xué)中的化學(xué)機(jī)理。總之，化學(xué)生物學(xué)的中心任務(wù)和挑戰(zhàn)包括以下緊密結(jié)合和相互促進(jìn)的兩個(gè)方面：一方面，運(yùn)用化學(xué)的理論、方法乃至

7、思路和研究策略去了解、研究和解決生物學(xué)中的科學(xué)問題，并由此推進(jìn)生物和生命科學(xué)研究的發(fā)展；另一方面，利用生物科學(xué)的原理、方法以及生物技術(shù)的新成果和新發(fā)現(xiàn)來解決化學(xué)中的一些難題，從而進(jìn)一步促進(jìn)化學(xué)學(xué)科向更高層次邁進(jìn)。由于最近出版的《化學(xué)進(jìn)展叢書》中包含《化學(xué)生物學(xué)進(jìn)展》專論(張禮和和王梅祥豐編)，為了避免內(nèi)容的重疊，因此本章主要涉及生物分子螺旋結(jié)構(gòu)的模擬及生物分子相互作用的測(cè)定方法等兩個(gè)方面內(nèi)容。生物檢測(cè)新方法等當(dāng)代化學(xué)和生物學(xué)交叉的前沿課

8、題等。《自然：化學(xué)生物學(xué)》則歸納和總結(jié)了化學(xué)生物學(xué)研究的4大重要領(lǐng)域，即化學(xué)合成、通過化學(xué)來擴(kuò)展生物學(xué)、通過生物學(xué)來擴(kuò)展化學(xué)，以及生物學(xué)中的化學(xué)機(jī)理?？傊?，化學(xué)生物學(xué)的中心任務(wù)和挑戰(zhàn)包括以下緊密結(jié)合和相互促進(jìn)的兩個(gè)方面：一方面，運(yùn)用化學(xué)的理論、方法乃至思路和研究策略去了解、研究和解決生物學(xué)中的科學(xué)問題，并由此推進(jìn)生物和生命科學(xué)研究的發(fā)展；另一方面，利用生物科學(xué)的原理、方法以及生物技術(shù)的新成果和新發(fā)現(xiàn)來解決化學(xué)中的一些難題，從而進(jìn)一步促進(jìn)