结构生物学简介、发展趋势与研究方法.pptVIP

结构生物学简介、发展趋势和研究方法;;为什么要研究结构？;蛋白质物质结构、功能及相互作用 后基因组时代生命科学主要任务;结构与功能;结构生物学的内涵;生物大分子发挥其生物学功能必需具备： (1)稳定的、特征的三维结构： 凡要发挥功能和活性的生物大分子必须具 有特定的，自身特有，相对稳定的三级结构。 (2)三维结构在各个水平上的运动： 任何的破坏促使没有稳定的三级结构和结构 运动，生物大分子很难发挥生物功能或活性 ;结构生物学的内涵 结构生物学 ? 以生物大分子三维结构测定为手段、以生物大分子结构与功能研究为内容、以探讨和阐明生物学各前沿领域中分子作用机制和原理为目的 ? 是当前分子生物学的基础和前沿领域，它更是分子生物物理学的核心。 ;definition of structural biology： 结构生物学主要是用物理的手段,用X-射线晶体学、核磁共振波谱学、电镜技术等物理学技术来研究生物大分子的功能和结构，阐明这些大分子相互作用中的机制。 ;测定生物大分子三维结构所使用的三种主要实验技术方法： 1。晶体X射线衍射（X-ray diffraction）技术 所能测定的生物大分子的分子量范围宽，可以从1kDa以下到400kDa甚至更大，技术成熟度、应用成本低廉、可高通量化，分辨率高，可快速测定结构； 缺点：需要可衍射单晶，有相位问题。 2。溶液多维核磁共振（NMR）技术 溶液构象，无需结晶，无相位问题，可得到动力学信息：缺点：方法尚在发展中，目前仍限于较小分子量蛋白质结构测定；应用成本远高于晶体X射线衍射技术。 3。低温电子显微镜三维电子衍射图象重构技术 非常适合测定分子量非常巨大的生物大分子的复合体，例如病毒、膜蛋白的复合体等。;;结构生物学的研究内容;结构生物学诞生的科学背景;结构生物学的历史、现状和发展趋势;●十九世纪末，俄罗斯科学家费得罗夫等建立了结晶物质的空间对称群理论。 ●1895年，W.C.Roentgen（伦琴）发现X射线(获1901年诺贝尔物理学奖)。 其后的一百多年间，Ｘ射线在物质结构研究上立下了永不磨灭的伟大功绩。 ●1912年，M.von Laue （劳埃）发现晶体的X射线衍射（获1914年诺贝尔物理学奖），开创了晶态物质结构研究的新纪元。 ●1913年，W.H.Bragg W.L.Bragg奠定了结晶物质内部结构实验测定的理论基础（获1914年诺贝尔物理学奖）。;The discovery of X-ray; ●1927年，J.M.Cork提出“同晶置换法”； ●1929年，W.L.Bragg提出“重原子法”; ●1934年，A.L.Patterson提出“原子间矢量法”； ●1933年，H.Rusker发明电子显微镜。 ;●193x年，D.Hodgkin等获得第一张蛋白质晶体X射线衍射照片（胃蛋白酶）。 ● 1934年，英国伯纳尔（Bernal）和 Crowfoot成功拍摄到第一张蛋白质(胃蛋白酶)晶体的X射线衍射照片 ●1953年，L.Pauling根据氨基酸和小肽的晶体结构模型推断蛋白质肽链的?-螺旋和?-折叠模型 (L.Pauling曾获1954年诺贝尔化学奖)。;; 结构生物学的发展历程;结 构 生 物 学 的 发 展 历 程;“结构分子生物学”、“结构生物学”名词的出现至今已有近40年，而结构生物学时代的真正形成却不过是最近二十年的事。显然，蛋白质晶体学是结构生物学的奠基者和开路先锋;结 构 生 物 学 的 发 展 历 程; 在结构生物学领域中由于学科上的重大突破 荣获诺贝尔奖的科学家： Francis H. C. Crick 和 James D. Watson (生理与医学奖，1962，核酸双股螺旋) Max F. Perutz 和 John C. Kendrew (化学奖，1962，血红蛋白与肌红蛋白) Dorothy C. Hodgkin (化学奖，1964，维生素 B12 ) Aaron Klug (化学奖，1982，病毒) Robert Huber (化学奖，1988，紫色细菌光合反应中心) J. Walker (化学奖，1997, F1-ATP酶) Roderick MacKinnon (化学奖，2003, 钾离子通道);结构生物学的发展历程总结;结构生物学的发展历程总结;结构生物学的发展历史;结构生物学的发展历史;结构生物学的研究现状;NMR数据的速度惊人;Yearly