基于综合能力培养的“结构生物学”教学改革

结构生物学作为迅速发展的前沿学科,已渗入到生命科学各个研究领域。“结构生物学”课程的开设对拓展本科生知识体系、培养学生科学精神、创新能力等具有重要作用。为满足“新工科”人才培养需求,教学团队基于“价值塑造、知识传授、能力培养”的三位一体教育理念,以培养学生思维能力、创新意识和工程实践能力为目标,设计进阶式教学内容,挖掘思政元素;基于问题导向学习(problem-based learning,PBL)建立多样化教学模式、学生评价体系和教学评价体系,培养学生分析问题和解决问题能力,建立一套适合生命学科各专业本科生的“结构生物学”教学体系。学生参与的评估数据结果表明,该教学改革实践效果良好,有助于“新工科”背景下研究型综合创新人才的培养。

思政教育融入结构生物学课程的探索与实践

课程思政是实现“立德树人”这一根本任务的必然举措,作为其建设的基本载体,将思想政治元素融合高校专业课程,对于实现高素质人才培养目标具有重要意义。结构生物学是一门从微观角度探究生物大分子构象与运动的学科,作为专业课程起步较晚,面对新时代育人与育才相统一的要求,亟需探索与实践该课程融合思政教育的有效路径。本文以云南农业大学生物工程、化学生物学等专业开设的结构生物学课程为例,分析了理论课程开展中存在的问题,同时基于学校及专业特色,发掘并建立了思政元素资源库,探索并创新了具有课程特色的思政践行方式,以“立德树人”为宗旨,致力于构建具有结构生物学特色的课程思政体系,为满足国家战略发展需求的人才培养提供坚实支持与保障。

结构生物学研究在中国

1970年代初期,中国科学工作者测定了亚洲地区第一个蛋白质晶体结构——猪胰岛素三方二锌晶体结构,成为中国结构生物学历史发展的起点.进入新世纪,该学科领域已进入国际前沿,展现出快速发展态势,正在迎来发展新时期.本篇评述包含"历史发展","现代化实验设施建设"和"深入生命世界,走进国际前沿——近年代表性研究成果集萃"三个主题节段,以较全视野反映结构生物学研究在中国的发展历程.

碳纳米管原子力显微镜针尖在结构生物学研究中的应用

碳纳米管以其较小的半径、较高的纵横比和高的柔韧性成为原子力显微镜对结构生物学进行研究的理想针尖。新的制备方法获得了亚纳米级半径的碳纳米管针尖 ,运用它们得到了生物大分子及其复合物的生物结构 ,并获得了新的生物信息 。

基因组学、转录组学、蛋白质组学和结构生物学在水产科学中的应用

基因组学、转录组学、蛋白质组学和结构生物学分别研究生物体的基因组成、基因差异表达、蛋白间相互作用和分子结构特征,在当代生命科学中发挥了重要的作用。近年来,这些新技术的引入为水产科学的发展提供了不可多得的机遇。论文阐述了基因组学、转录组学、蛋白质组学和结构生物学在水产科学中的最新进展,并为蛋白质组学和结构生物学的进一步应用提供了见解。

分子靶标烟草花叶病毒外壳蛋白的结构生物学研究进展

病毒外壳蛋白(CP)是烟草花叶病毒(TMV)基因结构的重要组成部分,其主要功能除保护核酸物质不被降解外,还与TMV的远距离移动及寄主症状有关。目前研究较多的是CP基因介导的抗性、药剂干扰CP的聚合等,而有关靶标CP与药剂的作用机理尚未有系统全面的报道。从结构生物学的角度出发,详细介绍了TMVCP在电镜及单晶衍射技术下的三维结构;比较了国内已报道的CP的基因序列;综述了CP在基因工程领域的应用及其受药剂分子的干扰作用等方面的研究进展。以毒氟磷药剂为例,分析了其可能作用于TMVCP的分子机理,预测了毒氟磷小分子与TMVCP大分子可能的作用位点。有助于进一步研究和发现新型抗TMV药剂。

人乳头瘤病毒衣壳蛋白结构生物学研究进展

人乳头瘤病毒(human papillomavirus,HPV)的感染会导致人类多种疾病,尤其是女性宫颈癌。HPV衣壳是由主要衣壳蛋白L1和次要衣壳蛋白L2形成的T=7的正二十面体结构,L1蛋白具有较强的免疫原性且能在体外自组装形成与天然病毒结构相似的类病毒颗粒(virus like particle,VLP),是目前HPV疫苗的理想形式。此外,L1、L2蛋白在病毒的感染中发挥着重要作用。对HPV衣壳蛋白结构和功能的研究,有助于进一步阐明HPV的颗粒组装机制、致病机理及感染机制,为今后开展HPV相关疾病的研究提供指导方向。本文就HPV衣壳蛋白的结构、病毒颗粒组装及衣壳蛋白间相互作用研究进展进行综述。

结构生物学研究的一些新进展

近年来，结构生物学的发展呈现出快速增长的新态势．精确测定的生物大分子结构以指数曲线增加，速率已达到５１个／ｄ．截止１９９８年４月的统计，已从ＰＤＢ库释放出来的生物大分子原子坐标套数已达７４５４．同时，以精确结构知识为基础揭示生命活动的规律已达到前所未有的深度和广度．在技术和方法方面，近年来第三代同步辐射的应用与一些新方法的结合，可用极小的晶体测定极大的结构，使某些膜蛋白及亚细胞器的精确结构测定成为可能．ＮＭＲ溶液结构测定的分子质量已突破３５０００，电子晶体学阐释结构的分辨率已接近０３ｎｍ，可探测的动态过程的时间尺度已达到１０－９ｓ．结构生物学与基因组学的结合正在产生一个新的科学领域：结构基因组学（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｇｅｎｏｍｉｃｓ），它在未来后基因组时代的生物学中占有重要地位．

结构生物学的时代己经开始

结构生物学的时代己经开始ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＢｉｏｌｏｇｙ￥／／邹承鲁（生物大分子国家重点实验室，中国科学院院士北京１０００１０）过去一些年来，英国《自然》杂志每年１１月召开一次分子生物学国际学术会议，讨论生物学领域内这一最重要的学科一年来的最新动态...

冷冻电镜技术的突破导致结构生物学发生革命性变化

最近,冷冻电镜技术的突破引起结构生物学发生了革命。这一革命导致2017年诺贝尔化学奖授予对冷冻电镜技术发展做出开创性贡献的3位科学家Jacques Dubochet、Joachim Frank和Richard Henderson。本文将综述冷冻电镜的发展历程,导致结构生物学革命的冷冻电镜关键技术,包括电镜、图像记录装置和图像处理算法方面的突破,以及中国科学家应用冷冻电镜取得的重要科学成就,涵盖基因表达/调控、蛋白质合成/降解、膜蛋白、免疫、病毒等相关蛋白复合体。最后,对冷冻电镜的未来发展方向进行展望。

G蛋白偶联受体结构生物学进展

G蛋白偶联受体(GPCR)是具有7次跨膜螺旋的细胞整合膜蛋白,它们广泛地参与感光、气味、神经传递以及细胞增殖、分化、迁移等各类生理活动的调控,是现代药物研发的重要靶点.然而,GPCR结构生物学研究却受到高质量蛋白制备、稳定性以及结晶方法等方面的限制.近年来,随着新型膜蛋白表达体系、新型去污剂、膜蛋白纯化及结晶技术的发展,使得G蛋白偶联受体结构解析工作取得了可喜的进展,也为进一步解析更多GPCR精细结构及相关药物研发奠定重要基础.

发展我国结构生物学的建议

提议“九五”期间在我国建立若干以x射线生物大分子晶体结构研究为主体的、多学科交叉、合作的结构生物学暨当代药物设计与发展中心(实验室)。

结构生物学

过去一些年来,英国《自然》杂志每年十一月召开一次分子生物学国际学术会议,讨论生物学领域内这一最为重要的学科一年来的最新动态。但是1993年的国际学术讨论会的主题为结构生物学,从当前发展趋势来看,生命科学的各个分枝学科都必然需要深入到分子水平,运用结构生物学的概念、方法和知识才能保持学科的生命力。

结构生物学时代已经到来

生物学的研究对象是具有广泛多样性和层次性的生物系统,因此,对生物系统的研究需在多个层次上进行。纵观生物学的发展史,可以看出,生物学研究已经从种群、个体、系统、器官、组织和细胞层次,逐步深入到分子层次,开辟了生物学研究的崭新领域——分子生物学,这既是生物学发展的必然趋势。

拉曼光谱在结构生物学中的应用

本文综述拉曼光谱在结构生物学领域中的应用,涉及到拉曼光谱在生物大分子的结构与功能研 究、生物大分子与小分子相互作用以及酶催化作用等方面的应用,并对拉曼光谱在结构生物学领域中的发展 方向作了初步预测.

结构生物学与药物发现

人们很早就认识到蛋白质3D结构的知识可加速药物的发现过程,最近基因组测序、机器人技术和生物信息学的发展已经将这一认识转化为机遇。基因组分析已经发现了许多新的蛋白质靶标,并通过X晶体衍射分析和核磁共振波谱进行了研究。结构生物学已经在靶标的确定、先导化合物的发现和优化方面实现了仪器化,现在高通量的结构测定可以为先导化合物的筛选提供有效的方法。

高校结构生物学实验室的管理问题探析

结合所在单位结构生物学实验室管理过程中的实际情况,探讨了高校结构生物学类实验室的管理问题:从制定实验室试剂、仪器设备和数据管理的制度和细则,到实验室管理人员能力的培养和提升,提出了切实可行的对策和建议,对于同类实验室的建设和管理具有一定的参考价值。

后基因组时代的结构生物学及蛋白质和药物分子设计

人类基因组计划完成之后分子生物学的重点将从基因组转到蛋白质组。在后基因组时代结构生物学将十分重要。它既要回答生命过程中的重大基础理论问题,又与重要疾病治疗,蛋白质工程,药物设计,抗体设计,疫苗设计密切相关。多学科交叉是结构生物学与分子设计研究的重要特点。应予以足够重视。