生物膜膜蛋白三维结构研究的现状与展望

1　生物膜膜蛋白三维结构研究的重要性与迫切性　　细胞是生命的基本结构与功能单位 .细胞的外周膜与细胞内的膜系统称为生物膜 .细胞的能量转换、信息识别与传递、物质运送和分配等基本生命现象都与生物膜密切相关 .生物膜是由蛋白质、脂类以及碳水化合物等组成的超分子体系 ,膜蛋白是膜功能的主要体现者 .生物膜膜蛋白可分为外周膜蛋白和内在膜蛋白 ,后者约占整个膜蛋白的 70 %～ 80 % ,它们部分或全部嵌入膜内 ,有的则是跨膜分布 ,如受体、离子通道、离子泵、膜孔、运载体(ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ)以及各种膜酶等等 .象水溶性蛋白质一样 …     

膜和传输当代论题丛书介绍

生物膜是由蛋白质、脂质和糖等组成的一种复合结构,包括细胞表面质膜和各种细胞器膜,其主要功能是在膜的内外进行物质、能量交换及信息传递。生物氧化、光合作用、细胞识别、免疫反应、激素及药物作用、神经传导、物质的传输都和膜有密切关系。学术出版社就生物膜的结构和功能出版了膜和传输当代论题丛书,简略介绍如下: v.20:《上皮输送的分子途径》(Molecular approaches to epithelial trasport),324页,1984年出版。 V.21:《离子通道:分子和生理领域》(Ion channels:Molecular and physiological aspects),394页,1984年出版。 v.22:《鱿鱼轴突》(The squid axon),593页、1984年出版。     

生物膜的研究贯穿着整个生命研究过程——膜生物学专刊序言

生物膜是细胞的重要组分。真核细胞除了有包裹整个细胞的质膜外,还有包裹细胞核的核膜以及构成各种细胞器的膜。在真核细胞中膜结构约占整个细胞干重的70%～80%,对于细胞内环境的稳定、能量转换、信号转导、细胞识别等都有着重要的意义。而在生命起源上,只有具备了把细胞内容与外环境分隔的生物膜,才能有生命的发生。近年来生物膜的研究飞速发展。本期专刊介绍了生物膜结构与功能研究相关的进展。     

生物膜的功能

生物的基本结构和功能单位是细胞。任何细胞都以一层薄膜(厚度50—100埃)将其内含物与环境分开。这层薄膜称为细胞质膜。此外,大多数细胞中还有许多内膜系统,它们组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器,例如,细胞核,线粒体,内质网,溶酶体,高尔基体,过氧化酶体等,在植物细胞中还有叶绿体等。细胞的外周膜和内膜系统统称为“生物膜”。因     

细胞膜的双层磷脂结构与功能

真核细胞及其亚细胞器如线粒体和内质网等的表面包被着双层磷脂膜结构,即质膜或生物膜。生物膜的功能是将细胞及细胞器与外界微环境隔离,并负责物质转运和信息传递。所有的质膜具有3个共同的结构特征:即连续排列的双层磷脂膜,两层磷脂分子疏水的非极性基团在内部,而其亲水极性基团分别朝向细胞或细胞器的内外表面;膜具有液态流动性;膜上或膜内镶嵌着大量种类和功能各异的蛋白质分子。生物膜的这种结构特征是由磷脂分子的物理化学特征以及细胞的生命特征和功能所决定的。     

第九次全国暨海内外生物膜学术研讨会通知

由中国生物物理学会、中国生物化学与分子生物学会和中国细胞生物学会联合主办,中国生物物理学会 < 膜与细胞生物物理专业委员会 >、中科院生物物理研究所“生物大分子国家重点实验室”、国家科技部“生物膜与膜蛋白的结构与功能研究”<973> 项目和“生物膜与膜工程国家重点实验室”等联合承办的《第九次全国暨海内外生物膜学术研讨会》(简称2007“生物膜学术研讨会”) 定于2007年10月12-15日在湖北宜昌召开。     

“2007海内外生物膜学术研讨会”将在宜昌召开

由中国生物物理学会、中国生物化学与分子生物学会和中国细胞生物学会联合主办，中国生物物理学会“膜与细胞生物物理专业委员会”、中科院生物物理研究所“生物大分子国家重点实验室”、国家科技部“生物膜与膜蛋白的结构与功能研究”973项目和“生物膜与膜工程国家重点实验室”等联合承办的“第九次全国暨2007海内外生物膜学术研讨会”将于2007年10月12—17日在湖北宜昌召开。     

葡萄的抗寒性与质膜透性

植物原生质膜的存在,为植物细胞提供了一个屏障,这个界面膜能使植物有效地截取了环境引起的熵损,从而使细胞结构趋于高度有序,使一系列生理活动能正常进行;同时这个界面膜的稳定结构保证了物质运转、能量交换和信息传递等一系列生物功能的实现,在维持细胞内外浓度差和主动     

微生物生物膜研究的新进展

微生物在生长过程中为适应生存环境而形成了生物膜,Dr.Costerton JW在生物膜方面的研究为我们开拓了微生物学的新领域。微生物生物膜是由微生物群体及其包被的细胞外多聚物和基质网组成,它们彼此黏附或者黏附到组织或物体的表面。微生物生物膜与微生物的耐药性形成、基因的转移以及引起机体的持续性感染等都密切相关。目前对生物膜的研究重点已经深入到微生物相互间的信号传递、致病基因的转移以及如何干预微生物生物膜的形成等方面。此外,在治理污水和环境保护工程、生物材料工程和食品工业等方面,微生物生物膜技术已经得到了应用。     

第四届全国生物膜学术讨论会会议通知

本届会议拟于1989年12月召开。会议内容交流我国在生物膜的物理、化学和生物学方面取得的最新成果并探讨我国生物膜的发展。会议形式大公报告(特邀)。专题讨论。初步拟分下列专题: (1)生物膜的结构。(2)生物膜与能量转换。(3)离子及小分子的跨膜运送。(4)离子通道。(5)蛋白质的跨膜运送。(6)生物膜与信息传递(CAMP系统,肌醇磷脂系统)。(7)受体。     

应用植物原生质体研究质膜的概况

细胞膜(也称质膜)不仅是区分细胞与外环境的一个界面,还是物质运转、能量转换、信息传递的重要场所;很多重要的生命现象,诸如细胞识别、激素作用、发育、分化等均与之有关。当前,生物膜的研究几乎综合利用了现代     

膜融合与脂的多形性

膜融合是生物细胞在完成其功能非常重要的生理现象,它受多种因素如ｐＨ,Ｃａ＾２＾＋,磷脂组成及多肽等的影响,有关膜融合分子机理的研究日益受到生物膜研究工作者的重视,本文较详细地介绍脂多型性,影响脂多型性的因素以及在膜融合中作用的分子机理。     

生物膜研究在生物物理研究所的兴起与发展

生物膜研究是现代生物学研究的前沿方向之一,本文对文革结束以后生物膜研究在中国科学院生物物理研究所(下称生物物理所)的兴起与发展进行了系统回顾.文革结束后,中国科学院领导了解到国外生物膜研究迅速发展的情况,迅即派遣以生物物理所杨福愉为组长,包括生物化学研究所、动物研究所、植物研究所、上海实验生物研究所等六人的代表团前往联邦德国进行考察.考察结束后院领导根据多学科交叉对生物膜研究的重要作用,组织了生物物理所、植物所、中国医学科学院、北京医科大学等单位联合申报国家自然科学基金委员会重大项目"膜脂-膜蛋白的相互作用及其在医学和农业上的应用",并获得立项.与此同时,院领导建议由中国生物物理学会、中国生化学会和中国细胞生物学会共同组织生物膜学术讨论会.首次会议于1979年3月在北京友谊宾馆举行,以后每3年召开1次,从未中断,有力地促进了生物膜研究的交流与发展.2003年举行的第200届香山会议专门组织讨论21世纪生物膜研究在中国的布局,进一步推动了生物膜研究的发展.本文还重点阐述了中国科学院生物物理研究所在生物膜研究方面所取得的代表性成果:a.金属离子通过膜脂-膜蛋白相互作用调控生物膜能量转换、物质运输及信号转导的分子机制;b.提出"克山病是一种心肌线粒体病"的重要观点;c.发现溶酶体内含有为量甚微、一般认为是消化酶的胰凝乳蛋白酶,并阐明了它通过溶酶体膜外泄后参与细胞凋亡的作用机制;d.确定了通过调控线粒体动态变化而干预肿瘤细胞迁移侵袭的新靶标.最后,特别值得一提的是,2004年,常文瑞与植物研究所匡廷云等在《自然》(Nature)发表了《菠菜中主要捕光色素复合体2.72魡分辨率的晶体结构分析》的研究论文,2005年饶子和与徐建兴等在《细胞》(Cell)发表了《猪心线粒体呼吸链复合体Ⅱ的晶体结构》的研究论文,充分标志着我国生物膜研究已在国际上占据一席之地.2004年,徐涛研究员因其在囊泡转运方面的丰厚学术积淀,作为首席科学家组织一批生物膜专家承担了国内首个生物膜973项目,这标志着国内生物膜研究开始进入一个新的发展时期.     

生物大分子相分离在疾病中的作用

细胞为了维持正常的生理活动进化出膜系统,使各种各样的活动能在特定的空间、时间上高效有序的发生。膜系统参与物质运输、信号传递、能量代谢等过程已被广泛了解,但与无膜区室组装和功能相关的分子细节尚未研究透彻。生物大分子通过相分离在细胞内形成多种无膜区室,如核仁、中心体、应激颗粒等,这些无膜区室被统称为生物分子凝聚体。作为一种细胞生化反应的聚集分离机制,相分离在自然界中普遍存在,并广泛参与信号转导、基因转录调控等多种重要的生理过程。而异常的相分离与许多人类疾病密切相关,如神经退行性疾病、癌症及传染性疾病等。通过介绍相分离形成的细胞结构及功能、相分离发生的机制,进一步阐述相分离在疾病发生发展中的作用。     

第九次全国暨海内外生物膜学术研讨会通知

由中国生物物理学会、中国生物化学与分子生物学会和中国细胞生物学会联合主办,中国生物物理学会(膜与细胞生物物理专业委员会)、中国科学院生物物理研究所“生物大分子国家重点实验室”、国家科技部“生物膜与膜蛋白的结构与功能     

膜脂——膜蛋白相互作用及其在医学和农业上的应用

生物膜系由蛋白质、脂质及碳水化合物等组成的复杂的超分子体系,它是各种生命现象的基础。生物膜研究是当前分子生物学和细胞生物学研究中的重大课题之一。阐明生物膜的分子结构和功能是膜研究的基础。一般认为,膜脂是膜的基本骨架,膜蛋白是膜功能的主要体现者,脂质的运动对膜蛋白     

相互作用对纳米颗粒跨生物膜输运的影响

纳米颗粒与生物膜之间的相互作用,对于纳米颗粒在细胞成像、生物传感器设计、药物输送及疾病诊断和治疗等方面的应用有着重要的影响.本文采用自洽场理论,考察了不同相互作用条件下,纳米颗粒跨膜输运过程中生物膜的形变情况,以及系统自由能的变化情况.结果表明,在纳米颗粒跨膜输运的过程中,随着纳米颗粒与生物膜之间相互作用的改变,生物膜...     

膜蛋白的表达：在无细胞体系中实现功能性表达、折叠和组装

膜蛋白在人类和其他物种的生命活动中都起着至关重要的作用.在已完成测序的基因组中,膜蛋白占据30%.药物作用靶向位点、细胞之间的信号传递以及对外界环境的探测等功能,大多是通过生物膜上的特殊膜受体蛋白实现的.膜蛋白研究在工业、环境、国防、医学等领域具有重大意义.嗅觉受体蛋白是一类典型的膜蛋白,属于G蛋白偶联受体家族.嗅觉受体蛋白调控着生物的食物寻找、危险趋避和求偶行为.其主要分布于脊椎动物鼻腔和昆虫触角.嗅觉受体蛋白可以直接识别气味分子,将生物信号转化为电信号,最终传递至神经中枢,进而做出相关应答.膜蛋白的获取并不容易.天然组织中的膜蛋白含量太低不足以支撑学术研究.异源表达难以实现膜蛋白整合上膜,这给膜蛋白的结构和功能研究带来很大挑战.无细胞蛋白质合成系统是一个开放体系,且不依赖细胞活性,是体外表达蛋白质的有效方法.通过无细胞蛋白合成体系,在体外实现膜蛋白二聚体的自组装,将为膜蛋白研究带来全新突破.本文总结了用于无细胞表达的膜蛋白研究进展.     

稀土离子与Ca~(2 )在生物体内的相互作用机制及应用

１概述稀土元素能与许多分子形成配合物,其中许多配合物在生物学和医学上具有重要的意义。可与稀土元素形成配合物的生物大分子有蛋白质、核酸,还包括构成它们的结构单元（氨基酸、核苷酸和糖类等）。稀土对生物所具有的生物效应已有许多报道。它能参与或干扰生物体内细胞的物质代谢和生物合成的许多过程。随着科学技术的不断发展,人们对稀土的生物效应的研究也逐渐深入到分子水平。钙在许多生理过程中有决定性作用,如防止膜的损伤和泄漏,增强细胞壁的结构和连接,特别是钙和磷脂的联结,可保护膜的完整性,调节联结膜的功能。钙是细胞…     

猪眼视紫红质膜液晶态结构特征

光敏色素视紫红质(Rhodopsin)是一种以生色团为辅基的色素蛋白。近年来的研究表明视紫红质分子是在脊椎动物视网膜光感受器的片层膜内或膜上,它在光-电转换机能中起着重要作用。光感受器膜类似于一般生物膜,也处于有序、多变的液晶态。在自我有序的液晶相-片层结构中,分子的长轴基本平行,形成分子层。这种表面可用于简单的有机反应,如异构化、酶的氧化、还原以及脱氢作用等。这些结构对能量的变化也很容易发生反应。因此研究视紫红质在片层膜上的液晶态结构,对进一步探索光感受器功能是有重要意义。