生物活性肽是人体中最重要的活性物质。它在人的生长发育,新陈代谢、疾病以及衰老,死亡的过程中起着关键作用。下面介绍活性肽的主要生理功能。 1)增强免疫 干扰素、白细胞介素等生物活性肽能够激活和调节机体免疫反应,显著提高人体外周血液淋巴细胞的增殖。动物实验和临床研究证明胸腺5肽对免疫功能低下和自身免疫疾病患者的免疫功能具有重要的调节作用。 另有研究显示,蛋白水解产生的一些小分子肽具有免疫活性作用。它们不仅能增强机体的免疫力,而且能刺激机体淋巴细胞的增殖和增强巨噬细胞的吞噬能力。这些免疫活性肽可与肠黏膜结和淋巴组织相互作用,而且也可以进入血液与外周淋巴细胞发生作用。此外,小分子肽还可以增强肝细胞活力,有效地调整淋巴T细胞亚群的功能,增强体液免疫和细胞免疫功能,从根本上提高人体免疫力,是治疗和预防各种肝病的有效制剂。 李晓玉等研究发现,酶解卵白蛋白小分子肽具有激活免疫系统的作用,可以明显使淋巴细胞数量增加、活性增加,对B细胞的功能(抗体的生成)有很明显的促进作用,对T淋巴细胞的增殖也有很明显的促进作用。 2)抗菌、抗病毒 世界上发现的第一种抗菌肽是天蚕素,是由瑞典科学家Boman等人在1980年用蜡状芽孢杆菌(bacillus cereus)诱导惜古比天蚕(hyalophora cecropia)后产生出的有抗菌活性的多肽物质,定名为天蚕素(cecropins)。随后又在其他生物体内陆续发现了多种抗菌肽,如蛙皮素(magainins)、蜂毒素(melittins)、防御素(defensins)等。目前世界上已知的抗菌肽共有1200多种。由于最初人们发现这类活性多肽对细菌具有广谱高效的杀菌活性,因而命名为抗菌肽。 国内外研究成果表明,抗菌肽不仅有广谱抗细菌能力,对部分细菌、真菌、原虫、病毒及癌细胞等均具有强大的杀伤作用。临床试验也表明,在机体感染病菌或可能导致病菌感染的情况下,抗菌肽能够快速杀灭已侵入的病菌,并且能阻止病菌的继续感染。自从发现抗菌肽以来,人们已对抗菌肽的作用机理进行了大量研究,目前已知其作用机理是抗菌肽作用于细菌细胞膜,可通过增加细胞膜的通透性来杀死微生物。 由于全球抗生素药物的滥用,越来越多的细菌可能发展成为对传统抗生素耐药的菌株。人们迫切地寻找能够代替传统抗生素的药物,从而使得抗菌肽受到广泛的重视。 3)抗氧化,延缓衰老 抗氧化活性肽是最近被广泛研究的一类天然活性肽,它们能够有效清除体内多余的活性氧自由基,保护细胞膜和线粒体的正常结构,防止脂质过氧化,而氧化与人类的自然老化和许多疾病诸如癌症、糖尿病、动脉硬化和老年痴呆等的发生发展有密切关系。 肌肽和谷胱甘肽等抗氧化活性肽研究得最多。肌肽是大量存在于动物肌肉中的一种天然2肽,它可以在体外抑制被铁、血红蛋白、脂质氧化酶和单肽氧催化的脂质氧化作用。 谷胱甘肽(glutathione,GSH)是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸结合而成的3肽。 谷胱甘肽的生物学功能很多,如 它能保护细胞膜免受自由基氧化损伤; 能保护酶分子中的-SH基,有利于酶活性的发挥,并且能恢复已被破坏的酶分子中-SH基的活性功能,使酶重新恢复活性; 能保护血红蛋白不受过氧化氢氧化、自由基等氧化从而使它持续正常发挥运输氧的能力; 能抑制乙醇侵害肝产生脂肪肝; 能与进入机体的有毒化合物、重金属离子或致癌物质等相结合并促其排出体外,起到中和解毒的作用; 能对由放射线、放射性药物或由于抗肿瘤药物所引起的白细胞减少等症状起到很好的缓解作用; 能减少色素沉着的发生,阻止和推迟老年斑的出现等。 近几年,来源于食物蛋白的抗氧化活性肽,由于具有良好的抗氧化活性,而且安全性高,备受国内外科学工作者的关注。大豆多肽是目前研究比较多的食源性生物活性肽。研究表明,大豆生物活性肽除了具有如抑制血压升高、抗疲劳、增强免疫功能及降低胆固醇等许多生理功能外,还具有良好的抗氧化作用。荣建华等研究发现,大豆分离蛋白经中性蛋白酶酶解,酶解物具有较强的抗氧化活性,在浓度为范围内对·OH都有明显的清除作用。 参考文献 [1] 李勇.肽临床营养学[M].北京:北京大学医学出版社,2012. [2] 冯秀燕,计成.寡肽在蛋白质营养中的作用[j].动物营养学报,2001,13(3):8-13. [3] Agar WT,Hird F J,Sidhu G S. The active absoption of amino-acids by the intestine[J].Physiol.,1953,121(2):255一263. [4] Neway H,Smith P H . Intercellular hydrolysis of dipeptides during intestinal absorption[J].Physiol.,1996,152:367一380. [5] Daniel H. Molecular and Integrative PhysioI0gy of Intestinal Peptide Transport[J].Annual Rev. Physiol.,2004,66:361一384. [6] zaloga G P . Physiologic effects of peptides based enternal formulae[J].Nutrition in cIinical practice,1990,5:231—237. [7] Hara H,Funabili M,Iwata,et al . Portal absorption of small peptides in rats under unrestrained conditions[J].J Nutr.,1984,114:1122—1129. [8] Leonard J V,Marrs T C,Addison J M,et al. Intestinal absorption of amino acids and peptides in Hartnup disorder[J].Pediatr Res.,1976,10(4):246—249 [9] 李冠楠,夏雪娟,隆耀航,等.抗菌肽的研究进展及其应用[J].动物营养学报,2014,26(1):17一25. [10] 王春艳,田金强,王强.改善心血管健康的食源性生物活性肽构效关系研究进展[J].食品科学,2010,31(13):307一311. [11] 李世敏.食源性活性多肽与降血压研究进展日[J].老年医学保健,2008,14(2):125一127. [12] Dziuba J,Minkiewicz P,Nalecz D,et al. Database of biologically active peptide sequences[J].Nattrunges.,1999,43:190—195.‘ [13] Shin Z,Yu R,Park S A,et al. His-His-Leu ,an angiotensin 1 converting enzyme inhibitory peptide derived from Korean soybean paste,exerts arltihyPertensive activity in vivo[J].J Agric Food chem.,2001,49(6):3004一3009. [14] Hirasawa M , Shijubo N,Uede T,et al. Integhn expression and ability to adhere to extracellular matrix protelns and endothelial cells in human lung cancer lines[J].Br J Cancer.,1994,70(3):466—473. [15] Florentin l,Chung V,Martinez J,et al. In vivo immuno-pharmacological properties of tuftsin(Thr-Lys-Pro-Arg)and some analogues[J].Methods Find Exp Clin Pharmacol.,1986,8(2):73—80. [16] Tsuchita H,Suzuki T,Kuwata effect of casein phosphopeptides on calcium absorption from calcium-fortified milk in growing rats[J].Br J Nutr.,2001,85(1):5一10. [17] 张昊,任发政.天然抗氧化肽的研究进展[J].食品科学,2008,29(4):443一447. [18] 张莉莉,严群芳,王恬.大豆生物活性肽的分离及其抗氧化活性研究[J].食品科学,2007,28(5):208一211. [19] 荣建华,李小定,谢笔钧.大豆肽体外抗氧化效果的研究[J].食品科学,2002,23(11):118一120. [20] 崔剑,李兆陇,洪啸莺吟.自由基生物抗氧化与疾病[J].清华大学学报自然科学版,2000,40(6):9一2. [21] 陆融,王卓.小分子多肽抗肿瘤作用的研究进展[J].天津医科大学学报,2005,11(3):499一502. [22] Chène P,Fuchs J,Bohn J,et al. A small synthetic peptide , which inhibits the p53-hdm2 interaction,stimulates the p53 pathway in tumour cell lines[J].J Mol Biol.,2000,299(1):245一253. [23] Issaeva N,Friedler A,Bozko P,et al. Rescue of mutants of the tumor supPressor p53 in cancer cells by a designed peptide[J].Proc Natl Acad Sci USA.,2003,100(23):13303一13307. [24] 朱维铭.临床营养角色的转变:从营养支持到解怡疗[J].肠外与肠内营养,2009,16(1):1—3l. [25] 裴新荣,杨奋悦,张召锋,等.海洋胶原肽抗皮肤老化作用的实验研究[J].中华预防医学杂志,2008,42(4):235—238. [26] 梁锐,张召锋,赵明,等.海洋胶原肽对剖宫产大鼠伤口愈合促进作用[J].中国公共卫生,2010,26(9):1144一1145. [27] 王竹青,李八方.生物活性肽及其研究进展[J].中国海洋药物杂志,2010,29(2):60一68. [28] 何平均.抗肿瘤寡肽类药物研究进展[J].中国医药生物技术.2009,4(4):288一290. [29] 孙立春,COY David H.多肽药物研究进展[J].上海医药,2014,35(5):55一60. [30] Fang H,Luo M,Sheng Y,et al. The antihypertensive effect of peptides:a novel altemative to drugs?[J].Peptides,2008,29(6):1062一1071. [31] 聂彩辉,徐寒梅.多肽药物的发展现状[J].药学进展,2014,38(3):1:6一202. [32] 李晓玉.安泰胶囊的免疫增强和保肝作用[J].中国药理学通讯,1999,16(2):28一30.
已知自然界生物体中存在着数万种生物活性肽,而我们人体中具有活性的肽就有1000种之多,仅脑中就存在近40种,人们还在不断地发现、分离、纯化新的活性肽物质。 通常,人们依据生物活性肽的作用和分泌部位将其分为下丘脑一垂体月亮石激素、消化道激素、其他激素和活性肽。 1)下丘脑一垂体肽激素 丘脑与垂体紧密相连,组成神经内分泌调节系统。包括促肾上腺皮质激素、促甲状腺素释放激素、促性腺素释放激素、生长激素释放激素(CHRH)、生长激素抑制素(CHIH)、促黑色素细胞抑制激素(MRIH)、促黑色素细胞释放激素(MRH)、催乳素释放激素(PRH)、催乳素抑制激素(PIH)、促皮质素释放激素(LRH)、抗利尿激素(ADH)和催产素等。 2)消化道激素 由胃肠道合成的肽类激素包括促胃泌素(34肽)、肠促胰液素(27肽)、缩胆囊素(8肽)、胃动素(22肽)、血管活性肠肽(28肽)、神经降压肽(13肽)等。现已证明,许多胃肠道肽类激素在大脑和外周神经系统中也有发现,称为脑肠肽。这些肽类物质不断调整机体的反应性,以适应内外环境的变化,保证机体的健康状态。 3)其他激素和活性肽 其他激素和活性肽包括胸腺肽、胰岛素、胰高血糖素、降钙素、血管紧张肽Ⅰ(10肽)、Ⅱ(8肽)、Ⅲ(7肽)、内啡肽、脑啡肽、谷胱甘肽等。 下面介绍人体内几种重要的小分子活性肽。 1)谷胱甘肽 谷胱甘肽(GSH)是一种含γ-酰胺键和巯基的3肽,由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成,存在于几乎身体的每一个细胞中。谷胱甘肽能帮助人体保持正常的免疫系统功能,并具有抗氧化作用和整合解毒作用。 2)促甲状腺素释放激素 促甲状腺素释放激素是由下丘脑合成分泌的一种3肽物质.它能促进腺垂体分泌促甲状腺素,后者促进甲状腺细胞增生、合成并分泌甲状腺激素。 3)胸腺肽 胸腺肽是胸腺组织分泌的具有生理活性的5肽物质。 临床上常用的胸腺肽是从小牛胸腺发现并提纯的有非特异性免疫效应的小分子多肽。 胸腺肽能促进淋巴细胞转化,增强巨噬细胞吞噬活性,可用于治疗多种免疫缺陷病。 4)脑啡肽 脑啡肽是由5个氨基酸残基组成的神经肽。脑啡肽广泛存在于中枢神经系统中,在下丘脑前部、尾状核及苍白球处有较高的活性,在中枢神经系统中起神经递质或神经调节物作用,参与抑制痛觉传导,与体温调节、心血管调节、内分泌激素的释放均有关。 5)加压素 加压素(又称抗利尿激素)是由下丘脑的视上核和室旁核的神经细胞分泌的9肽激素,经下丘脑一垂体束到达神经垂体后叶后释放出来。其主要作用是提高远曲小管和集合管对水的通透性,促进水的吸收,是尿液浓缩和稀释的关键性调节激素。 6)催产素 催产素又称缩宫素,是由下丘脑合成、垂体后叶释放的一种 肽物质。催产素在雌性哺乳动物生产时大量释放,可扩张子宫颈和收缩子宫,促进分娩。催产素还能使人对陌生人产生信赖感,有助于治疗孤独症等病。 7)促性腺激素释放激素 促性腺激素释放激素(GnRH)是下丘脑分泌产生的10肽神经激素,刺激或抑制垂体促性腺激素的分泌,对脊椎动物生殖的调控起重要作用。 6)神经降压肽 神经降压肽(NT)是一种由13个氨基酸组成的内源性多肽,主要存在于下丘脑前部与底部、伏核和隔部,脑干和脊髓中主要在胶质带的小细胞中间神经元和三叉神经运动核等处,可使毛细血管通透性增强、皮肤血管扩张、血压降低、促进胰高血糖素释放,抑制胰岛素释放,刺激胃肠道收缩,抑制胃酸分泌等。 随着人们对生物活性多肽认知的不断深入,近年来科学家们逐渐将目光转向活性肽药物的开发。多肽类药主要用于治疗癌症、代谢类疾病、心血管疾病、内分泌类疾病、血液病,缓解疼痛,调节认知等各个领域。 参考文献 [1] 李勇.肽临床营养学[M].北京:北京大学医学出版社,2012. [2] 冯秀燕,计成.寡肽在蛋白质营养中的作用[j].动物营养学报,2001,13(3):8-13. [3] Agar WT,Hird F J,Sidhu G S. The active absoption of amino-acids by the intestine[J].Physiol.,1953,121(2):255一263. [4] Neway H,Smith P H . Intercellular hydrolysis of dipeptides during intestinal absorption[J].Physiol.,1996,152:367一380. [5] Daniel H. Molecular and Integrative PhysioI0gy of Intestinal Peptide Transport[J].Annual Rev. Physiol.,2004,66:361一384. [6] zaloga G P . Physiologic effects of peptides based enternal formulae[J].Nutrition in cIinical practice,1990,5:231—237. [7] Hara H,Funabili M,Iwata,et al . Portal absorption of small peptides in rats under unrestrained conditions[J].J Nutr.,1984,114:1122—1129. [8] Leonard J V,Marrs T C,Addison J M,et al. Intestinal absorption of amino acids and peptides in Hartnup disorder[J].Pediatr Res.,1976,10(4):246—249 [9] 李冠楠,夏雪娟,隆耀航,等.抗菌肽的研究进展及其应用[J].动物营养学报,2014,26(1):17一25. [10] 王春艳,田金强,王强.改善心血管健康的食源性生物活性肽构效关系研究进展[J].食品科学,2010,31(13):307一311. [11] 李世敏.食源性活性多肽与降血压研究进展日[J].老年医学保健,2008,14(2):125一127. [12] Dziuba J,Minkiewicz P,Nalecz D,et al. Database of biologically active peptide sequences[J].Nattrunges.,1999,43:190—195.‘ [13] Shin Z,Yu R,Park S A,et al. His-His-Leu ,an angiotensin 1 converting enzyme inhibitory peptide derived from Korean soybean paste,exerts arltihyPertensive activity in vivo[J].J Agric Food chem.,2001,49(6):3004一3009. [14] Hirasawa M , Shijubo N,Uede T,et al. Integhn expression and ability to adhere to extracellular matrix protelns and endothelial cells in human lung cancer lines[J].Br J Cancer.,1994,70(3):466—473. [15] Florentin l,Chung V,Martinez J,et al. In vivo immuno-pharmacological properties of tuftsin(Thr-Lys-Pro-Arg)and some analogues[J].Methods Find Exp Clin Pharmacol.,1986,8(2):73—80. [16] Tsuchita H,Suzuki T,Kuwata effect of casein phosphopeptides on calcium absorption from calcium-fortified milk in growing rats[J].Br J Nutr.,2001,85(1):5一10. [17] 张昊,任发政.天然抗氧化肽的研究进展[J].食品科学,2008,29(4):443一447. [18] 张莉莉,严群芳,王恬.大豆生物活性肽的分离及其抗氧化活性研究[J].食品科学,2007,28(5):208一211. [19] 荣建华,李小定,谢笔钧.大豆肽体外抗氧化效果的研究[J].食品科学,2002,23(11):118一120. [20] 崔剑,李兆陇,洪啸莺吟.自由基生物抗氧化与疾病[J].清华大学学报自然科学版,2000,40(6):9一2. [21] 陆融,王卓.小分子多肽抗肿瘤作用的研究进展[J].天津医科大学学报,2005,11(3):499一502. [22] Chène P,Fuchs J,Bohn J,et al. A small synthetic peptide , which inhibits the p53-hdm2 interaction,stimulates the p53 pathway in tumour cell lines[J].J Mol Biol.,2000,299(1):245一253. [23] Issaeva N,Friedler A,Bozko P,et al. Rescue of mutants of the tumor supPressor p53 in cancer cells by a designed peptide[J].Proc Natl Acad Sci USA.,2003,100(23):13303一13307. [24] 朱维铭.临床营养角色的转变:从营养支持到解怡疗[J].肠外与肠内营养,2009,16(1):1—3l. [25] 裴新荣,杨奋悦,张召锋,等.海洋胶原肽抗皮肤老化作用的实验研究[J].中华预防医学杂志,2008,42(4):235—238. [26] 梁锐,张召锋,赵明,等.海洋胶原肽对剖宫产大鼠伤口愈合促进作用[J].中国公共卫生,2010,26(9):1144一1145. [27] 王竹青,李八方.生物活性肽及其研究进展[J].中国海洋药物杂志,2010,29(2):60一68. [28] 何平均.抗肿瘤寡肽类药物研究进展[J].中国医药生物技术.2009,4(4):288一290. [29] 孙立春,COY David H.多肽药物研究进展[J].上海医药,2014,35(5):55一60. [30] Fang H,Luo M,Sheng Y,et al. The antihypertensive effect of peptides:a novel altemative to drugs?[J].Peptides,2008,29(6):1062一1071. [31] 聂彩辉,徐寒梅.多肽药物的发展现状[J].药学进展,2014,38(3):1:6一202. [32] 李晓玉.安泰胶囊的免疫增强和保肝作用[J].中国药理学通讯,1999,16(2):28一30.
随着生物工程技术的迅速发展,生物技术活性物质不断面世,已有不少生物技术药物应用于临床,国内外已批准上市的约40多种,1995年开发数为234种,目前正在研究的则成倍增加,在这些品种中,大量的均为多肽和蛋白质类药物。由于多肽和蛋白质药物的体内外不稳定性,临床主要剂型是溶液型注射剂和冻干粉针。为解决长期用药的问题,克服注射剂的不便和缺点,发展适宜给药途径的非注射传输系统是药剂学面对的挑战。
生物技术作为一门高新技术学科,必须经过长期培养才能在实际应用中显示出一定的效果,生物技术研究的范围也很广。生物技术专业的论文怎么写呢?下面我给大家带来生物技术专业论文选题题目_生物专业论文题目参考,希望能帮助到大家!
生物论文题目
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[2]新型冠状病毒肺炎疫情下治疗药物监测实验室的感染防控策略
[3]脱毒地黄试管苗的微扦插快繁技术研究
[4]水产蛋白源生物活性肽的研究进展
[5]杉木ClSAUR25基因5’侧翼序列的克隆与生物信息学分析
[6]芒果MiTFL1-4基因启动子克隆与生物信息学分析
[7]乳酸菌调控骨骼肌线粒体生物发生的机制研究进展
[8]基于模拟胃肠道消化的云南民族乳制品蛋白肽研究
[9]肠道派氏结M细胞在淋巴传递中的生物功能及靶向载体研究进展
[10]家禽肠道健康的生物标志物研究进展
[11]生物素对动物毛发生长的影响及其应用
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[15]生物炭对铜污染土壤的修复及水稻Cu累积的影响
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[26]基于改进参数的长三角城市生态足迹分析及其可持续性评价
[27]黄土丘陵区退耕草地群落盖度与地上生物量关系
[28]模拟降雨量变化与CO_2浓度升高对小麦光合特性和碳氮特征的影响
[29]黑色地膜覆盖土壤水热效应及对玉米产量的影响
[30]生物土壤结皮生态修复功能研究及对石漠化治理的启示
[31]__核电厂邻近海域大型底栖动物群落变化和污染指数评价
[32]鸡和鸭对山苍子果渣养分和能量利用率的研究
[33]多级AO+潜流湿地对生活污水中的EDCs及常规污染物的去除试验研究
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[35]Rev-erbα在心血管疾病中的研究进展
[36]医用生物胶体分散剂在1064 nm Nd:YAG激光治疗婴幼儿血管瘤术后的应用
[37]茶黄素双没食子酸酯的生物活性及其作用机制
[38]化学动力学疗法:芬顿化学与生物医学的融合
[39]金银花和蒲公英对肉源性假单胞菌生物被膜的清除作用
[40]亿年前动物“临终遗迹”的发现将分节动物的祖先推前了一千万年
[41]趋磁细菌磁小体合成的相关操纵子和基因
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[43]内蒙古巴彦淖尔市畜禽寄生虫病调查
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[47]海水养殖生境中硫化物污染及控制技术研究进展
[48]紫檀芪改善睡眠限制小鼠运动耐力的作用及其机制
[49]华癸中慢生根瘤菌多铜氧化酶基因mco的功能研究
[50]中南民族大学教师团队在自然指数期刊《Analytical Chemistry》发表研究成果
生物专业 毕业 论文题目
1、基于多元相场理论的细菌生物膜生长动力学建模及其数值模拟
2、血管紧张素II经酸性鞘磷脂酶/神经酰胺通路致动脉内皮功能障碍的作用
3、盐胁迫对鹅耳枥生长及生理生化特性的影响
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5、重组大肠杆菌SAHN和Lu_S蛋白表达及群感效应分析
6、基于线粒体控制区Dloop序列的长臀(鱼危)种群遗传结构分析
7、喉功能保留外科的喉功能解剖
8、褪黑素通过减轻内质网应激抗心肌缺血/再灌注损伤的作用及机制
9、生长分化因子-11促进小鼠诱导性多能干细胞向心肌细胞定向分化的研究
10、脂肪因子CTRP3的认识及研究现状
11、治疗性血管化策略研究进展
12、SD大鼠绝经后骨质疏松疾病动物模型的构建
13、牛血清在百日咳毒素CHO细胞簇聚试验中的影响
14、番茄黄化曲叶病毒的鉴定与群体进化分析
15、B细胞受体核心岩藻糖基化调节成熟B细胞的信号转导
16、NaHS对慢性间歇性低氧大鼠胸主动脉血管张力的影响
17、利用果蝇模型探讨SCA3/MJD与PD发病机制的相关性
18、纳米金属氧化物对耐药基因水平转移的影响
19、果胶酶液体发酵条件优化与酶学特性研究
20、丛枝菌根真菌根外菌丝形成时间及对牧草的促生长效应
21、左心耳形态和功能影像学评估的研究进展
22、金胺O荧光染色在结核病病理诊断中的应用价值
23、上海常绿树种固碳释氧和降温增湿效益研究
24、我国生态文明建设试点的问题与对策研究
25、城镇化对物流业碳排放变动影响研究
26、干扰素γ增强脂肪间充质干细胞对淋巴细胞的免疫调节作用
27、血脑屏障的研究进展
28、南北贸易、产权维护不对称与发展中国家生态资源贫瘠化
29、朱溪流域植被覆盖变化与居民点的空间关系
30、布氏田鼠秋季家群数量与捕食风险的关系
31、圆蟾舌蛙鸣声特征分析
32、大渡河流域黄石爬鮡的年龄与生长
33、雅砻江短须裂腹鱼胚胎和卵黄囊仔鱼的形态发育
34、基因序列的搜索与相似性比对
35、阿尔茨海默病早期生物标记物及其检测方法的研究进展
36、促红细胞生成素衍生肽抑制细胞自噬减轻小鼠心肌缺血/再灌注损伤
37、类风湿关节炎并发心血管损害的临床特点与相关因素
38、华卟啉钠的光漂白性质研究
39、采用蚕豆根尖细胞微核技术检测核设施周围水域的遗传毒性
40、鲤鱼墩遗址史前人类行为模式的骨骼生物力学分析
41、稳定微环境微流控细胞培养芯片的设计与制备
42、国产与进口心脏单腔起搏器临床应用比较
43、心房电极导线脱位到心室致反复心室安全起搏一例
44、谷氨酸受体在实验性青光眼视网膜细胞损伤中的作用
45、基于恢复动力学生态系统恢复建设的研究
46、Sabin株脊髓灰质炎灭活疫苗毒种的遗传稳定性
47、一株鸡源乳酸菌FCL67的鉴定及其生物学特性
48、人凝血/抗凝血因子类产品蛋白含量快速检测方法的建立及验证
49、肺孢子菌肺炎相关细胞因子的研究进展
50、气象因素与发热伴血小板减少综合征关联研究
生物技术毕业论文选题
[1]生物技术本科拔尖创新型人才培养模式的探索与实践
[2]禽源HSP70、HSP40和RPL4基因的克隆和表达
[3]中间锦鸡儿CiNAC038启动子的克隆及对激素响应分析
[4]H9和H10亚型禽流感病毒二重RT-PCR检测方法的建立
[5]单细胞测序相关技术及其在生物医学研究中的应用
[6]动物细胞工程在动物生物技术中的应用
[7]现代生物化工中酶工程技术研究与应用
[8]GIS在生物技术方面的应用概述
[9]现代生物技术中酶工程技术的研究与应用
[10]两种非洲猪瘟病毒检测试剂盒获批
[11]基因工程技术在生物燃料领域的应用进展
[12]基于CRISPR的生物分析化学技术
[13]生物信息技术在微生物研究中的应用
[14]高等工科院校创新型生物科技人才培养的探索与实践
[15]生物技术与信息技术的融合发展
[16]生物技术启发下的信息技术革新
[17]日本生物技术研究开发推进管理
[18]中国基因技术领域战略规划框架与研发现状分析及建议
[19]鸡细小病毒与H_9亚型禽流感病毒三重PCR检测方法的建立
[20]基于化学衍生-质谱技术的生物与临床样本中核酸修饰分析
[21]合成生物/技术的复杂性与相关伦理 政策法规 研究的科学性探析
[22]合成生物学技术发展带来的机遇与挑战
[23]应用型本科高校生物技术专业课程设置改革的思考
[24]知识可以改变对转基因食品的态度吗?——探究科技争议下的极化态度
[25]基因工程在石油微生物学中的研究进展
[26]干细胞技术或能延缓人类衰老速度
[27]生物技术复合应用型人才培养模式的探索与实践
[28]动物转基因高效表达策略研究进展
[29]合成生物学与专利微生物菌种保藏
[30]加强我国战略生物资源有效保护与可持续利用
[31]微生物与细胞资源的保存与发掘利用
[32]颠覆性农业生物技术的负责任创新
[33]生物技术推进蓝色经济——NOAA组学战略介绍
[34]人工智能与生物工程的应用及展望
[35]中国合成生物学发展回顾与展望
[36]桓聪聪.浅谈各学科领域中生物化学的发展与应用
[37]转基因成分功能核酸生物传感检测技术
[38]现代化技术在农业种植中的应用研究
[39]生物技术综合实验及其考核方式的改革
[40]生物技术处理船舶舱底含油污水
[41]校企合作以产学研为平台分析生物技术类人才培养
[42]生物技术专业“三位一体”深化创新创业 教育 改革
[43]基于环介导等温扩增技术的生物传感器研究进展
[44]分子生物学技术在环境工程中的应用
[45]生物有机化学课程的优化与改革
[46]地方农业高校生物技术专业“生物信息学”课程的教学模式探索
[47]不同育种技术在乙醇及丁醇高产菌株选育中的应用
[48]探秘生命的第三种形式——我国古菌研究之回顾与展望
[49]适应地方经济发展的生物技术专业应用型人才培养模式探索
[50]我国科研人员实现超高密度微藻异养培养
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姓名:学术领域:生物药理学研究范围:药物代谢与药物动力学主要成就:在茶氨酸的生理活性及药理作用研究进展上获得重要突破,通过对茶氨酸在神经、心脑血管、肿瘤、免疫等方面的诸多生理及药理作用的研究,重点阐述茶氨酸在神经保护药物代谢方面的作用。1960年出生在阿拉巴马州中北部的小城伯明翰。1978年毕业于伯明翰的一个私立学校,并以优异的成绩进入了阿拉巴马大学医学院进行临床研究中心学习。1980年师从于药理学教授SriramD(斯里拉姆。戴得)教授,学习药理学。1982年毕业于阿拉巴马医学院,同年到新泽西州巴塞克中心医院药理小组1986年以优异成绩考入美国国家药物研究所,加入到SeglenPO(西格伦)教授领导的原代肝细胞培养及其药物代谢研究中心姓名:学术领域:分子细胞学研究范围:植物细胞质外体多肽与蛋白研究主要成就:从德国产洋甘菊的VPV2号蛋白质中提取出VHG号氨基酸1952年生于印地安纳州印第安纳波利斯的一个知识分子家庭1967年考入PURDER这所著名的美国公立大学的预科部1975年在PURDER大学毕业后,在著名实践生物学家BoilPnarmBull的指导下开始科学研究1978年成为PURDUE大学生物实验室教授,开始对植物细胞蛋白质展开研究1981年在第13届国际植物学大会发表著名论文《分子生物学技术在药用植物研究领域中的应用》从而一举奠定了她的学术影响1987年正式成为PURDUE大学生物研究所副主任Susan教授秉承了家族的传统,以一个知性女人的形象展示出她的干练不凡。同IrinaKaverina一样,她同样展示了一个女强人的形象,她身上不仅有研究者的沉稳,更有激情和活力。从事科学研究以来,她一直把工作的重心放在了动植物蛋白方面的研究。77年,加入斯威尔动植物研究中心,参与了鲨鱼皮胶原蛋白肽成分分析的课题。应用植物蛋白酶和动物蛋白酶来处理酶解鲨鱼皮,通过现代生物化学方法分离制备鲨鱼胶原蛋白肽,并对其组成成分进行分析,测定了它们的粗蛋白、粗脂肪、灰分、氨基酸及Cu、Zn、Fe、Ca、Na、K、Pb等金属元素的含量.应用MALDI-TOF分析两种胶原蛋白肽分子量的分布范围,得到了分别利用植物和动物蛋白酶酶解方法研制的胶原蛋白肽分子量。随后的一段时间,Susan教授和KEWELL教授决定把植物蛋白质酶解产物超滤分析及对成纤维细胞生长的影响作为研究课题,当时,她们用木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和枯草蛋白酶分别对豆粕、棉粕、菜粕和花生粕的蛋白质进行酶解,并对其酶解产物进行超滤分析及用产物对小鼠胚胎成纤维细胞进行培养试验,探讨不同蛋白酶解产物的蛋白质组成及对细胞生长的影响.结果表明:酶解产物中蛋白质分子质量分布与酶的种类和植物蛋白质种类有关,其中枯草蛋白酶对豆粕酶解能力最强,酶解产物中蛋白质分子质量小于3ku的比例占;各酶解产物对小鼠胚胎成纤维细胞生长都有促进作用,以枯草蛋白酶酶解的棉粕产物对小鼠胚胎成纤维细胞生长的促进作用最好,其细胞生长速度比豆粕、菜粕和花生粕酶解产物组显著提高.这项研究极大的激发了Susan教授对纤维细胞生长因子的兴趣。这也正是她后来展开植物细胞质外体多肽与蛋白研究的一个促进。而对VHG号蛋白质的提取则正是解决了同为PURDUE大学同僚Irina一直以来所困扰的细胞营养载体问题,并促使她们最终走到一起。姓名:BotrosRizk学术领域:生物医学研究范围:生物医学在女性生殖系统上的应用.主要成就:对在刺激血管的发生与生长及维持血管壁的完整性和通透性方面均有重要意义.的血管内皮生长因子(VEGF)进行了大量的科学研究。1947年生于埃及1957年随祖父母移民至美国田纳西州,并转入一私立学校学习1967年进入著名的范德堡大学医学院学习,最初专业是妇产科1969年对生物医学产生了浓厚的兴趣,转入了生物医学领域1973年赴英国曼彻斯特大学医学院深造,并于二年后获得博士学位1977年回国,在国家生物医学研究所内就职1979年确立了生物医学与女性生殖系统为主要的研究范围1985年发表了关于血管内皮生长因子(VEGF)与女性生殖系统相关的14篇论文。其中《血管内皮生长因子(VEGF)与妊娠的研究进展》获得当年美国最佳论文奖1995年因为在他学术领域独到的见解而受邀加入PURDER大学Kaverina实验室,对润可丽儿的最终诞生起到了关键作用借用Botros教授在美国国家生物研究所的同僚(生物医学著名教授)的话:Botros教授是一个值得尊敬和热爱的人,在学术领域上自有开VEGF于女性生殖系统免疫和防御课题的先河。Rizk教授先是通过研究发现了内分泌腺血管内皮生长因子(EG-VEGF)并发现,EGVEGF与另外一种促血管内皮有丝分裂因子-血管内皮生长因子(VEGF)在组织细胞定位上是互补表达的.随后,他进行了褪黑素对性激素及排卵的调节作用研究为探讨褪黑素(Mel)对卵泡刺激素(FSH)、黄体生成素(LH)及雌激素(E2)和排卵的影响,选择健康育龄女性100人,随机分为5组,分别口服Mel0mg、12mg、30mg、75mg和300mg,连续3个月,用全自动酶联免疫分析法检测5组的基础和服用Mel后FSH、LH和E2水平,用B超监测优势卵泡发育情况.结果发现,用药后血清FSH、LH、E2较用药前有显著降低,且随着Mel剂量的增加,性激素的水平下降越显著,有明显的剂量依赖性,优势卵泡的发育明显受抑,直径显著缩小.研究结果表明,给予外源性的Mel可能直接通过下丘脑-垂体-卵巢轴的Mel受体,对女性生殖系统有显著的抑制作用.他的一系列的研究成果正与VAFGF有着密切相关的联系,这是他后来加入到Irina研究小组的一个重要原因。
只要题目么?1多肽、蛋白质药物分析的进展 2 xx中药的化学成份及药理研究进展(要点:植物来源;化学成分研究;药理研究进展;结论与展望) 3 治疗用抗体类药物研发进展 4 “洋中药”现状及分析 5 中药红曲降血脂药理作用及其处方制剂(产品)分析 6 中国市场抗氧化产品(药物、保健品)中药调查及其市场前景分析 7 葡萄籽的化学成分及其在应用前景分析 8 药物发现的新途径 9 海洋共附生微生物的研究进展 10 海星毒素的研究进展 11 抗心律失常药研究进展
多肽和蛋白质类药物目前这类药物 在国内外都有长足的发展。无论是生产规模,生产工艺,纯化手段(HPLC),还是给药手段(注射剂,缓释制剂,控释制剂),均有了突破。而且这类产品,容易诞生一类新药。所以是个不错的类别。具体题目,要根据您这里的研究强项及手中的项目决定了。
多肽物质分离与分析方法研究进展 浏览次数: 47 日期: 2017-05-24 15:17:02多肽类化合物广泛存在于自然界中,其中对具有一定生物学活性的多肽的研究,一直是药物开发的一个主要方向。生物体内已知的活性多肽主要是从内分泌腺组织器官、分泌细胞和体液中产生或获得的,生命活动中的细胞分化、神经激素递质调节、肿瘤病变、免疫调节等均与活性多肽密切相关。随着现代科技的飞速发展,从天然产物中获得肽类物质的手段也不断得到提高。一些新方法、新思路的应用,不断有新的肽类物质被发现应用于防病治病之中。本文介绍了近几年肽类物质分离、分析的主要方法研究进展。分离方法 采取何种分离纯化方法要由所提取的组织材料、所要提取物质的性质决定。对蛋白质、多肽提取分离常用的方法包括:盐析法、超滤法、凝胶过滤法、等电点沉淀法、离子交换层析、亲和层析、吸附层析、逆流分溶、酶解法等。这些方法常常组合到一起对特定的物质进行分离纯化,同时上述这些方法也是蛋白、多肽类物质分析中常用的手段,如层析、电泳等。1、 高效液相色谱(HPLC) HPLC的出现为肽类物质的分离提供了有利的方法手段,因为蛋白质、多肽的HPLC应用与其他化合物相比,在适宜的色谱条件下不仅可以在短时间内完成分离目的,更重要的是HPLC能在制备规模上生产具有生物活性的多肽。因此在寻找多肽类物质分离制备的最佳条件上,不少学者做了大量的工作。如何保持多肽活性、如何选择固定相材料、洗脱液种类、如何分析测定都是目前研究的内容。1) 反相高效液相色谱(RP-HPLC) 结果与保留值之间的关系:利用RP-HPLC分离多肽首先得确定不同结构的多肽在柱上的保留情况。为了获得一系列的保留系数,Wilce等利用多线性回归方法对2106种肽的保留性质与结构进行分析,得出了不同氨基酸组成对保留系数影响的关系,其中极性氨基酸残基在2~20氨基酸组成的肽中,可减少在柱上的保留时间;在10~60氨基酸组成的肽中,非极性氨基酸较多也可减少在柱上的保留时间。而含5~25个氨基酸的小肽中,非极性氨基酸增加可延长在柱上的保留时间。同时有不少文献报道了肽链长度、氨基酸组成、温度等条件对保留情况的影响,并利用计算机处理分析得到每种多肽的分离提取的最佳条件。 肽图分析(Peptide Mapping):肽图分析是根据蛋白质、多肽的分子量大小以及氨基酸组成特点,使用专一性较强的蛋白水解酶[一般为肽链内切酶(endopeptidase)]作用于特殊的肽链位点将多肽裂解成小片断,通过一定的分离检测手段形成特征性指纹图谱。肽图分析对多肽结构研究和特性鉴别具有重要意义。利用胰蛋白酶能特意性作用于Arg和Lys羧基端的肽链的性质,通过RP-HPLC法采用C18柱检测了重组人生长激素(rhGH)的肽片断,成功获得了人生长激素特征性胰肽图谱。同时胰岛素的肽图经V8酶专一裂解也制得,并可鉴别仅相差一个氨基酸残疾的不同种属来源的胰岛素。人类肿瘤坏死因子的单克隆抗体结构也应用酶解法及在线分析技术确定了肽图,便于鉴定分析。此项技术已经在新药开发中得到广泛应用。2) 疏水作用色谱(Hydrophobic interaction chromatography,HIC) HIC是利用多肽中含有疏水基团,可与固定相之间产生疏水作用而达到分离分析的目的,其比RP-HPLC具有较少使多肽变性的特点。利用HIC分离生产激素(GH)产品的结构与活性比RP-HPLC分离的要稳定,活性较稳定。Geng等利用HIC柱的低变性特点,将大肠杆菌表达出的经盐酸胍乙啶变性得到人重组干扰素-γ,通过HIC柱纯化、折叠出高生物活性的产品。不同人尿表皮生长因子(EGF)也利用HIC纯化到了,均具有良好的生物活性。HIC可将未经离子交换柱的样品纯化。而RP-HPLC则不能达到这一要求。3) 分子排阻色谱(Size-Exclusion chromatography,SEC) SEC是利用多肽分子大小、形状差异来分离纯化多肽物质,特别对一些较大的聚集态的分子更为方便。如人重组生长激素(hGH)的分离,不同结构、构型的GH在SEC柱上的分离行为完全不同,从而可分离不同构型或在氨基酸序列上有微小差异的变异体。利用SEC研究修饰化的PEG的分离方法,此PEG具有半衰期长、作用强的特点。一些分子量较大的肽或蛋白均可利用此法分离分析。4) 离子交换色谱(Iron-Exchange chromatography,IEXC) IEXC可在中性条件下,利用多肽的带电性不同分离纯化具有生物活性的多肽。其可分为阳离子柱与阴离子柱两大类,还有一些新型树脂,如大孔型树脂、均孔型树脂、离子交换纤维素、葡聚糖凝胶、琼脂糖凝胶树脂等。在多肽类物质的分离分析研究中,对多肽的性质、洗脱剂、洗脱条件的研究较多,不同的多肽分离条件有所不同,特别是洗脱剂的离子强度、盐浓度等对纯化影响较大。Wu等报道利用离子交换柱层析法,探讨分离牛碳酸酐酶异构体和牛血清白蛋白、鸡血清白蛋白酶的提取条件,获得了有价值的数据供今后此类物质分离研究。5) 膜蛋白色谱(Chromatography of Membrane Protein,CMP) CMP+分离强疏水性蛋白、多肽混合物的层析系统,一般有去垢剂(如,SDS)溶解膜蛋白后形成SDS-融膜蛋白,并由羟基磷灰石为固定相的柱子分离纯化。羟基磷灰石柱具有阴离子磷酸基团(P-端),又具有阳离子钙(C-端),与固定相结合主要决定于膜蛋白的大小、SDS结合量有关。利用原子散射法研究cAMP的分离机制发现,样品与SDS结合后在离子交换柱上存在SDS分子、带电荷氨基酸与固定相中带电离子间的交换,从而达到分级分离的目的。6) 高效置换色谱(High-Performance Displacement Chromatography,HPDC) HPDC是利用小分子的高效置换剂来交换色谱柱上的样品,从而达到分离目的。它具有分离组分含量较少成分的特性。利用HPDC鉴定分离了低于总量1%组分的活性人重组生长激素(rHG)。在研究非毒性交换剂时Jayarama发现硫酸化葡聚糖(Detran Sulfate,DS)是对β-乳球蛋白A和B的良好置换剂,一般DS的相对分子质量为1×104和4×104最宜。研究表明置换剂的相对分子质量越低,越易于与固定相结合,因此在分离相对分子质量小的多肽时,需要更小的置换剂才能将其置换纯化出来。7) 灌注层析(Perfusion Chromatography,PC) PC是一种基于分子筛原理与高速流动的流动相的层析分离方法,固定相孔径大小及流动相速度直接影响分离效果。试验证明其在生产、制备过程中具有低投入、高产出的特性。目前市场上可供应的PC固定相种类较多,适合于不同分子量的多肽分离使用。2、 亲和层析(Affinity Chromatography,AC) AC是利用连接在固定相基质上的配基与可以和其特异性产生作用的配体之间的特异亲合性而分离物质的层析方法。自1968年Cuatrecasas提出亲和层析概念以来,在寻找特异亲和作用物质上发现了许多组合,如,抗原-抗体、酶-催化底物、凝集素-多糖、寡核苷酸与其互补链等。对多肽类物质分离目前主要应用其单抗或生物模拟配基与其亲和,这些配基有天然的,也有根据其结构人工合成的。Patel等人利用一系列亲合柱分离纯化到了组织血浆纤维蛋白酶原激活剂蛋白多肽。 固定金属亲和层析(Immobilized Metal Affinity Chromatography,IMAC)是近年来发展起来的一种亲和方法。其固定相基质上鳌合了一些金属离子,如,Cu2+、Ni2+、Fe3+等,此柱可通过配为键鳌合侧链含有Lys、Met、Asp、Arg、Tyr、Glu和His的多肽,特别是肽序列中含有His-X-X-X-His的结构最易结合到金属离子亲和柱上,纯化效果较好。其中胰岛素样生长因子(Insulin-Like Growth Factor,IGF)、二氢叶酸还原酶融合蛋白等均用此方法分离到纯度较高的产品。 Chaiken等人报道了另一种亲和层析方法,利用反义多肽作为配基,这种多肽是由反义DNA表达产生,其与正链DNA表达产生的肽或蛋白具有一定的亲和性,如,Arg加压素受体复合物,已用此法分离得到。DNA与蛋白、多肽复合物之间的作用也是生物亲和中常用的方法。将人工合成的寡核苷酸结合在固定相基质上,将样品蛋白或多肽从柱中流过,与之结合可达到分离特定结构多肽的目的。3、 毛细管电泳(Capillary electrophoresis,CE)――分离分析方法: CE是在传统的电泳技术基础上于本世纪60年代末由Hjerten发明的,其利用小的毛细管代替传统的大电泳槽,使电泳效率提高了几十倍。此技术从80年代以来发展迅速,是生物化学分析工作者与生化学家分离、定性多肽与蛋白类物质的有利工具。CE根据应用原理不同可分为以下几种;毛细管区带电泳(Capillary Zone electrophoresis,CZE)、毛细管等电聚焦电泳(Capillary Isoeletric Focusing,CIEF)、毛细管凝胶电泳(Capillary Gel Electrophoresis,CGE)和胶束电动毛细管层析(Micellar Electrokinetic Electrophoresis Chromatography,MECC)等。1) 毛细管区带电泳(Capillary Zone electrophoresis,CZE) CZE分离多肽类物质主要是依据不同组分中的化合物所带电荷不同,且分离效果只由带电性决定,比传统凝胶电泳更准确。目前存在于CZE分离分析多肽物质的主要问题是天然蛋白或肽易与毛吸管硅胶柱上的硅醇发生反应,影响峰形与电泳时间,针对这些问题不少学者做了大量实验进行改进,如,调节电泳液的pH值,使与硅醇反应的极性基团减少;改进毛细管柱材料的组成,针对多肽性质的不同采取不同的CZE柱来分离。Issaq等利用CZE方法研究分离5个含9个氨基酸残基的小肽,确定了小肽分析的基本条件,即在低pH条件下,缓冲液中含有一定浓度的金属离子,如,Zn2+等,此时分离速度快而且准确。2) 毛细管等电聚焦电泳(Capillary Isoeletric Focusing,CIEF) 由于不同的蛋白、多肽的等电点(PI)不同,因此在具有不同pH梯度的电泳槽中,其可在等电点pH条件下聚集沉淀下来,而与其他肽分离开来。CIEF在分离、分析混合多肽物质中应用不多,主要应用与不同来源的多肽异构体之间的分离,如对rHG不同异构体分离。由于在CIEF柱表面覆盖物的不稳定性限制了此法的广泛应用。3) 毛细管凝胶电泳(Capillary Gel Electrophoresis,CGE) CGE是基于分子筛原理,经十二烷基磺酸钠(SDS)处理的蛋白或多肽在电泳过程中主要靠分子形状、分子量不同而分离。目前,又有一种非交联、线性、疏水多聚凝胶柱被用于多肽类物质的分离分析,此电泳法适于含疏水侧链较多的肽分离。这种凝胶易于灌注,使用寿命长,性质较为稳定。4) 胶束电动毛细管层析(Micellar Electrokinetic Electrophoresis Chromatography,MECC) MECC的原理是在电泳液中加入表面活性剂,如,SDS,使一些中性分子带相同电荷分子得以分离。特别对一些小分子肽,阴离子、阳离子表面活性剂的应用都可使之形成带有一定电荷的胶束,从而得到很好的分离效果。有文献报道在电解液中加入环糊精等物质,可使含疏水结构组分的多肽选择性与环糊精的环孔作用,从而利用疏水作用使多肽得到分离。4、 多肽及蛋白质分离工程的系统应用 以上提到的分离多肽的技术在实际应用过程中多相互结合,根据分离多肽性质的不同,采用不同的分离手段。特别是在后基因组时代,对于蛋白质组深入的研究,人们对于分离多肽及蛋白质的手段不断改进,综合利用了蛋白质和多肽的各种性质,采用包括前面提到的常规蛋白多肽提取方法,同时利用了高效液相色谱,毛细管电泳,2-D电泳等手段分离得到细胞或组织中尽可能多的蛋白多肽。在蛋白质组学研究中系统应用蛋白和多肽分离鉴定的技术是实现蛋白质组计划的关键。其中电泳技术在此项研究中即是分离手段也是分析方法之一。特别是以下提到的质谱技术的发展,大大的提高了蛋白多肽类物质的分析鉴定的效率。分析方法 1、 质谱分析(Mass Spectrometry,MS) MS在蛋白、多肽分析中已经得到了广泛应用,特别是在分离纯化后的在线分析中,MS的高灵敏性、快速性特别适合多肽物质分析鉴定。其中连续流快原子轰击质谱(Continuous-Flow Fast Atom Bombardment,cf-FAB)和电雾离子化质谱(Electrospray Ionization,EIS)是近几年发展起来的新方法。1) 连续流快原子轰击质谱(Continuous-Flow Fast Atom Bombardment,cf-FAB) cf-FAB是一种弱离子化技术,可将肽类或小分子量蛋白离子化成MH+或(M-H)形式。主要应用于肽类的分离检测,其具有中等分辨率,精确度大于±,流速一般在μl•mL-1。在测定使流动相需加%~10%基质,如,甘油和高有机溶剂成分,使样品在检测探针处达到敏感化。cf-FAB常与HPLC、CEZ等方法结合使用达分离、分析目的,许多多肽的cf-FAB分析方法已经建立,并得到很好的应用,如,Hideaki等利用此法研究L-Pro、L-Ala的四肽化合物系列。证明L-Pro在保持小肽构相稳定性,连接分子方面具有重要意义。2) 电雾离子化质谱(Electrospray Ionization,EIS) EIS可产生多价离子化的蛋白或多肽,允许相对分子质量达1×105的蛋白进行分析,分辨率在1500~2000amu,精确度在%左右。EIS更适合相对分子质量大的蛋白质的在线分析,且需要气化或有机溶剂使样品敏感化。利用EIS与HPLC联合分离分析GH和血红蛋白均获成功,其也可与CEZ联合应用。3) 基质辅助激光解析/离子化——飞行时间质谱(Matrix-associated laser dissociation/ionization time of flight mass spectrometry,MALDI-TOF MS) MALDI-TOF是目前蛋白质鉴定中精确测定相对分子质量的手段,特别适合对混合蛋白多肽类物质的相对分子质量的测定,灵敏度和分辨率均较高。它是目前蛋白质组学研究的必备工具。同时结合液相色谱的联用技术可以高效率的鉴定多肽物质。特别是当各种原理的质谱技术串联应用时,不但可以得到多肽的相对分子质量信息,还可以测定它的序列结构,此项技术将在未来蛋白质组学研究中起到决定性作用。2、 核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR) NMR因图谱信号的纯数字化、过度的重叠范围过宽(由于相对分子质量太大)和信号弱等原因,在蛋白、多肽物质的分析中应用一直不多。随着二维、三维以及四维NMR的应用,分子生物学、计算机处理技术的发展,使NMR逐渐成为此类物质分析的主要方法之一。NMR可用于确定氨基酸序列、定量混合物中的各组分组成含量等分析中。但要应用于蛋白质分析中仍有许多问题需要解决,例如,如何使分子量大的蛋白质有特定的形状而便于定量与定性分析,如何减少数据处理的时间问题等。这些问题多有不少学者在进行研究。虽然在蛋白质分析中应用较少,NMR在分析分子中含少于30个氨基酸的小肽时是非常有用的,可以克服上述蛋白质分析中的缺点而达到快速准确分析的目的。3、 其他 除上述方法之外,氨基酸组成分析、氨基酸序列分析、场解析质谱、IR、UV光谱、CD、圆而色谱、生物鉴定法、放射性同位素标记法及免疫学方法等都已应用于多肽类物质的结果鉴定、分析检测之中。 以上简要的介绍了近几年多肽类物质分离、分析的常用方法及最新研究方向。随着科学技术水平的不断发展,会有许多更新的分离分析手段不断涌现,因此这一领域的研究具有广阔的前景
含二茂铁基杂环化合物的合成化学研究进展张林梅 惠新平 许鹏飞 张自义**(兰州大学化学化工学院 兰州 730000) 自从二茂铁被合成以来,对于含有二茂铁基衍生物的研究一直呈上升势头,将其和杂环化学交叉结合形成了一个很有发展前途的研究方向。二茂铁具有较低的毒性,用它取代具有生物活性的分子中的某些芳香环可以提高整个分子的活性。无疑,以二茂铁为取代基,使之与杂环化合物结合,把两种具有生物活性的分子聚集到同一分子中实现其活性叠加,对于探索并合成一类低毒、具有广谱生物活性的新衍生物是很有意义的。同时,由于二茂铁及其衍生物在诸多领域有着广泛应用,将二茂铁基引入不同的分子中,以期得到新的具有特殊性能的化合物已成为近年来二茂铁化学研究的一个热点。基于此,本文就近年来含二茂铁基杂环化合物的合成化学研究进展进行了总结和评述。1含二茂铁基的杂环化合物含氮原子的二茂铁基杂环化合物二茂铁基吡咯衍生物的合成 吡咯广泛存在于天然产物中,其经典的合成方法有Knorr合成,Paal-Knorr合成等。但以上几种经典方法的不足是不能直接制备2-, 2,5-未取代吡咯,异腈化反应就克服了这一局限性。在异腈化反应中,甲苯磺酰基甲基异氰(TOSMIC)应用最为广泛,因为它所需反应条件温和,而且甲苯磺酰基在合环后的芳化中易离去。如二茂铁基吡咯衍生物1的合成[1],在异腈化反应中用碱脱质子后,产生的负离子和不饱和的亲电基团反应形成中间体,该中间体通过5-endo-dig过程得到目标物。 文献[2]还报道了二茂铁基酮肟FcC(CH2R)=NOH(Fc=二茂铁)和乙炔在DMSO-KOH体系中也可制得二茂铁基吡咯衍生物2,实验表明采用微波可使其产率大大提高。二茂铁基吡唑衍生物的合成 吡唑环是一个稳定的芳环,可以利用环化反应和环加成反应来合成,一般合成方法是通过重氮化合物和乙炔的[3+2]环加成反应或肼与1,3-双官能团化合物的缩合反应来制备。如乙酰基二茂铁或二乙酰基二茂铁与吡啶甲酸乙酯在液氨中通过Claisen缩合,先得到1,3-二酮3,然后与水合肼在乙醇中回流,可生成含二茂铁基的吡啶基吡唑衍生物4,产率50%[3]。 化合物4中N-1位的氢原子可被烷基取代,如和BrCH2COOEt可生成N-1位取代产物5。 由乙酰基二茂铁和芳香醛制得的a,b-不饱和酮FcCOCH=CHR是一个很有用的合成子,可用来合成多种杂环化合物,其在醋酸中与水合肼或在吡啶中与苯肼通过环加成反应都可生成二茂铁基吡唑衍生物6,收率颇高[4]。 与此相类似,二茂铁基丙烯醛或丙烯腈在水合肼也中可关环生成吡唑衍生物,3-氯-3-二茂铁基丙烯醛与水合肼或3-氯-3-二茂铁基丙烯腈与水合肼环化生成二茂铁基吡唑衍生物7即是一例[5]。 二茂铁基三唑衍生物的合成 1,2,4-三唑-5-硫醇类衍生物是具有多种药理活性的母核,在三唑类衍生物中占有十分重要的位置,其最方便的合成方法是在碱性介质中用氨基硫脲来关环。将1-二茂铁甲酰基-4-苯基(或a-萘基)-3-氨基硫脲在NaOH (5%)水溶液中回流即可得3-二茂铁基-4-苯基(或a-萘基)-1,2,4三唑-5-硫醇8[6]。 二茂铁基四唑类化合物的合成 四唑类化合物为一高氮杂环体系,在药物化学研究中具有重要作用, 二茂铁基四唑衍生物可由二茂铁甲醇或其a-甲基或a-苯基的衍生物与5-芳基四唑在醋酸中脱水而得,目标物2-(二茂铁基烷基)-5-芳基四唑9的收率颇高[7]。 该反应具有选择性,其选择性主要受底物的空间结构因素和烷基化试剂影响。在反应中,二茂铁卡宾和四唑N阴离子进行烷基化反应,该反应主要发生在N-2位;当5-芳基四唑和1,1'-二茂铁甲醇,1,1'-a-甲基二茂铁甲醇进行烷基化反应时,亦发生在N-2位。含二茂铁基的其它氮杂环衍生物的合成 嘧啶环广泛使用的合成途径是利用具有N-C-N骨架的试剂和含有C-C-C单元的试剂相结合,即双亲核基团和双亲电基团的方法。N-C-N试剂的两个氮原子作为亲核基团,而C-C-C试剂的两个末端碳原子相当于亲电基团。脲、硫脲和胍常用作N-C-N试剂,而1,3-二酮,二酯和二氰、α,b不饱和酮及酸衍生物都可作为环系的C-C-C部分。文献[8]报道FcCOCH=CHAr与硫脲在碱催化下发生加成反应,生成嘧啶类衍生物10,收率58-79%,醇钠是该反应的最佳催化剂。实验表明采用超声波可以促进该反应的选择性和提高反应速度。 苯并咪唑是一个很好的亲核试剂,含二茂铁基的溴乙烷和苯并咪唑的亲核取代反应可以顺利发生,生成含二茂铁基的苯并咪唑衍生物11。 二茂铁基甲醇或取代甲醇所含官能团化学性质活泼,与多官能团亲核试剂, 如6-硝基苯并咪唑,2-甲基-8-巯基喹啉,2-巯基噻唑,苯并三唑钠盐等以1:1摩尔比在HBF4存在下于二氯甲烷-水两相中可顺利生成化合物12,13[9]。对于苯并咪唑,苯并三唑衍生物,其3-位氮还能与过量二茂铁甲醇进行烷基化,生成四氟化硼季铵盐。 含氮原子和氧原子的二茂铁基杂环化合物 二茂铁基异恶唑衍生物的合成 如前所述,FcCOCH=CHR'(R'=Fc, Ph, 2-thienyl)不仅可用于合成吡唑、嘧啶环,而且它和盐酸羟胺在乙醇中,在强碱作用下能关环为异恶唑杂环14和15[10]。 含二茂铁基的异恶唑衍生物也可由FcCH=CH2, FcCOC=CH2, FcCCH与脂肪腈或芳香腈的N-氧化物通过1,3-偶极环加成反应分来合成,如二茂铁衍生物16, 17, 18的合成[11]。在这两种合成异恶唑的方法中,前一种方法FcCOCH=CHR’与盐酸羟胺缩合先得到1,2和1,4加成产物, 接着环化,生成两种异构体14和15,得到纯品的产率很低。在后一种方法中,产物的产率取决于起始原料氰基N-氧化物形成的难易,在合成中也会有局限性。基于此,Sharon E.[12]提出了另一种合成含二茂铁基异恶唑环的方法: 即在强碱作用下,二茂铁肟与芳香酯反应可生成相应的异恶唑衍生物19。 该反应过程可以理解为:含二茂铁基的肟在二异丙基氨基锂(LDA)存在下,在O-, C-位夺去质子而生成盐20, 接着碳负离子进攻芳香酯21中羰基的碳正位,脱去甲氧基,生成22,然后在酸性介质中,碳位酰化了的含二茂铁的肟环化脱水而生成目标物19。 此外,异恶唑也可用3-氯-3-二茂铁基丙烯醛或3-氯-3-二茂铁基丙烯腈与羟胺来合成[5]。二茂铁基恶唑啉衍生物的合成 氰基二茂铁和带有手性中心的b-氨基醇在催化量的ZnCl2存在下回流72h,经SiO2柱层析提纯,可得手性二茂铁基恶唑啉化合物23,收率15-40%。与此相类似,二茂铁甲酰氯和手性b-氨基醇作用, 先生成相应的酰氨衍生物24,其在氯化亚砜作用下合环,用K2CO3中和,可生成手性化合物(s,s)-(4,5-二苯基恶唑啉-2-基)-二茂铁25[13]。含硫杂环化合物 以3-氯-3-二茂铁基丙烯醛(或腈)为原料,与巯基乙酸(酯或酰胺)[14],硫氰酸铵[5]反应,可直接合成含硫的杂环化合物26, 27。 近年来,把二茂铁基作为大环化合物骨架的一个组成部分,受到特别的关注。二茂铁甲醛是合成二茂铁衍生物的重要原料,其与二硫醇化合物在路易丝酸催化下,可生成含二茂铁基的硫缩醛冠醚化合物28,收率在60-90%之间[15]。2 含二茂铁基的稠杂环化合物 二茂铁基-1,2,4-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物的合成 1,2,4-三唑[3,4-b]-1,3,4-噻二唑衍生物具有多种生物活性,如抗菌、降压、抗微生物等。其主要有两种合成方法,一种是先构筑三唑环然后再构筑噻二唑环;另一种是先构筑噻二唑环,然后再构筑均三唑环。把二茂铁基引入到该分子中的文献尚不多见,文献[16]先合成了3-取代-4-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑,然后与二茂铁甲酸在POCl3中脱水缩合,生成了衍生物29;我们也合成了3-二茂铁基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑[17],试图将其和芳香酸缩合,但未能取得满意的结果,这可能是由于含二茂铁基的1,2,4-三唑在缩合剂三氯氧磷中不稳定的缘故。 含二茂铁基的其它稠合杂环的合成 二茂铁基桥头氮杂环衍生物比较少见,含二茂铁基的α,b不饱和酮是合成这类化合物的常用原料,其分别与3-氨基-1,2,4-三唑(30),2-氨基苯并咪唑(31)在绝对乙醇中加热回流,可生成7-二茂铁基-5,6-2H-5-(对甲氧基苯基)-均三唑[4,3-a]嘧啶32,2-二茂铁基-3,4-2H-4-(对甲氧基苯基)嘧啶[1,2-a]苯并咪唑33,产率分别为65%,75%[18]。 此外,奎宁环与二茂铁甲醛缩合产物34,其实可以看作取代的α,b不饱和酮,其与脲或肼通过[4+2]的环加成反应,也可生成具有较好生物活性的稠合杂环衍生物35和36[19]。 综上所述,我们可以看出,将二茂铁和杂环化学相结合,极大地丰富了杂环化学和金属有机化学的研究内容,为探索高效、低毒、广谱生物活性的新衍生物提供了一条新的途径。可以预期,随着杂环化学研究的日益深入和品种的不断增多,今后此领域的研究会更加活跃。3 参考文献[1] Norman H N, Mark E M, Jeffey M A, et al. 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无机化学是化学、材料、医药、化工、检验等许多专业必修的一门重要基础课程,下面我给大家分享无机化学学术论文,大家快来跟我一起欣赏吧。
生物无机化学研究进展
摘 要:本文主要叙述了生物无机化学的研究进展。主要从对含有微量元素的蛋白的突变、结构及性质的研究;酶的模拟;无机药物化学;金属元素中毒的研究等四个方面来介绍现在生物无机化学的进展。
关键词:生物无机化学;蛋白质;螯合剂;酶;无机药物化学
中图分类号:O62 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)07-0207-02
生物无机化学是无机化学和生物化学交叉的领域。它的任务是研究金属与生物配体之间的相互作用,它有赖于无机化学和生物化学两门学科水平的发展。由于研究方法的进展,使得揭示生命过程中的生物无机化学成为可能。生物无机化学主要分为两部分:一是研究生物体本身微量元素的作用,二是研究外界微量元素对机体的影响。
一、研究生物体本身微量元素的作用
(一)含有微量元素的蛋白的研究
含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象,做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物,与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性,但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白,确定其结构、性质。
现在热门的蛋白有硒蛋白,因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用,主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面,但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。
另外,也有对细胞色素进行研究。如官墨蓝等对细胞色素b5的突变体做了研究。为了深入了解细胞色素b5的64位氨基酸对血红素辅基微环境及蛋白性质的影响,对细胞色素b5第64位氨基酸残基进行保守性和非保守性突变。研究表明,细胞色素b5第64位氨基酸残基对稳定血红素辅基和维持蛋白的结构有重要的作用,在64位引入其他氨基酸残基使蛋白结构不太稳定。
(二)酶的模拟
酶的模拟就是从酶中挑选出起主导作用的因素来设计合成一些能表现生物功能的、比天然酶简单得多的非蛋白分子,通过研究它们来模拟酶的催化过程,找到控制生化过程的因素,从而得到更好的催化剂。
如硒酶的研究。通过对硒酶结构与功能的模拟,人们不仅可以了解硒酶结构与功能的关系,还可以进一步开发与硒酶相关的药物。对于硒酶的合成主要有三种方法,一是对硒酶进行化学模拟,二是对硒酶进行化学修饰,三是用基因工程方法生产含硒酶。对硒酶化学模拟主要集中在硒酶活性中心催化三联体Se-N的相互作用的模拟中。在这个方面主要有合成含有Se-N键的硒酶模拟物和在硒原子的附近引入氮原子,用分子内的螯合作用间接形成分子内螯合物,达到Se-N键的作用。对硒酶化学修饰主要方面有:1、将天然酶改造为含硒酶;2、设计含硒生物印迹酶;3、设计含硒抗体酶。硒蛋白模拟物在理解硒酶的生化作用中起着非常重要的作用。硒蛋白模拟物在抗氧化、抗癌及抗滤过性病原体等范围具有治疗潜能。
又如刘海洋等对核酸酶的化学模拟。核酸酶的化学模拟对于生物技术和分子生物学研究具有重要意义,Corrole是具有共轭电子结构的大环化合物,其结构上导致其配位化学行为易与金属形成配合物,其形成的配合物在许多反应中均有催化活性。该科研组研究了单羟基Corrole锰配合物对DNA的催化氧化断裂作用。结果表明,锰Corrole配合物可催化DNA的氧化断裂,而且断裂程度随着反应时间的增加而增加。宋玉民等研究了全反式维甲酸合钇配合物对DNA的切割和键合作用。实验表明,该配合物在生理条件下比配体和金属离子能更有效地切割质粒DNA。岳蕾等研究了铬配合物切割DNA的活性。研究表明,在H2O2存在条件下,Cr的配合物[Cr(bzimpy)2]+具有氧化切割DNA的活性,但被切割的DNA可被大肠杆菌修复。
对于固氮酶模拟的报道比较多。模拟固氮酶的目的主要是在温和的条件下将空气中的氮分子转化成有机化合物,从而加以利用。对固氮酶的活性中心模拟主要是钼铁硫原子簇,另外还有钼-硫醇等等的研究报道。
二、研究外界微量元素对机体的影响
(一)无机药物化学
无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中,顺铂药物目前仍在临床上使用,主要有四种铂配合物:顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来,人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物,与卡铂结构类似的有机锡化合物,以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面,从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来,人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手,所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大的发展前景。除了合成新的药物外,在原有的药物基础上对原有的药物进行改良也是未来的科研方向,因为原有的药物具有较高的毒副作用,且抗癌范围较小。所以在无机抗癌药物这一方面,合成具有广谱高效抗癌活性且有较低的毒副作用和较长的持续时候的抗癌药物是主要发展方向;另外,对于无机金属药物的抗癌机理尚没有统一的理论,因此研究无机抗癌药物的作用机理也是主要研究方向。
无机药物在其他方面也有重要的应用。如金配合物在抗类风湿方面的应用,应用治疗类风湿关节炎有金Au的硫醇盐。在治疗胃病的过程中,铝盐也是主要依赖的药物,含铋的化合物是治疗胃溃疡的的主要药物。在无机药物的研究中,尚不清楚各种药物对机体疾病的治疗机理,所以研究无机药物的作用机理具有较大的前景。
放射照影药物的发展也是无机药物的发展方向。由于放射示踪、核磁共振在医学上的应用,使得各种造影剂的成为医生临床应用不可或缺的一个方面,如钡的造影剂。
(二)金属元素中毒的治疗
在外界的金属元素超过机体所需的浓度后,该元素就会对机体产生负面效应,引起疾病。元素的毒性主要因为它与机体基团的强配合性。对金属元素中毒的治疗主要是研究具有更强螯合能力的的螯合剂,使其跟有毒的金属离子结合形成更加稳定配合物,然后排出体外。理想的螯合剂须满足以下的条件:1、水溶性,且在生理的pH条件下有足够的螯合能力;2、分子大小和结构必须合适;3、必须专一迅速结合金属元素;4、很容易从体内排出;5、没有明显的毒性。如用EDTA来排出多余的离子,EDTA螯合性虽然很强,却选择性不强,在排出有害的金属离子的同时,同时也会损失一些有益的离子。如用去铁草胺B去除多余的铁,但是它不能去除血红素或运铁蛋白中的铁。现在的医用螯合物的研究方向主要是研究新的药剂,因为现在的螯合剂无论是在种类还是排出金属中毒的效率都不能满足医学的需要。
三、生物无机化学的发展趋势
生物无机化学以后的发展趋势是生命科学与技术进行有机紧密的融合。
对蛋白质分子进行研究,研究其具有生物功能的原理。人类的基因仅有几万个,而蛋白质却有十几万种,这说明生命的复杂性需要从蛋白质上去解释。而目前已知的蛋白和酶约有1/3需要金属离子作为辅助因子才能发挥作用,所以阐明这些生物大分子的结构和生物功能非常重要。对核酸的研究。研究金属元素对核酸的序列、构型、区域的选择性识别调控是生物无机化学的一个主要热点。如现在发现许多锌脂蛋白对DNA或RNA有调控作用。对这方面的研究将对以后的无机药物产生重要的影响。
既然21世纪生命科学会是研究热点之一,那么与生命科学紧密联系的生物无机化学也必将因此得到极大的发展,因此也将为人类作出更大的贡献。
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保护生物多样性小论文:生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,包括数以百万计的动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统,是生命系统的基本特征。生命系统是一个等级系统,包括多个层次或水平:基因、细胞、组织、器官、种群、物种、群落、生态系统、景观。每一个层次都具有丰富的变化,即都存在着多样性。但在理论与实践上重要且研究较多的主要有基因多样性(或遗传多样性)、物种多样性、生态系统多样性和景观多样性。现在,人们往往把生物多样性视为生命实体本身,而不仅仅看作生命系统的重要特征之一。人类文化的多样性也可被认为是生物多样性的一部分。正如遗传多样性和物种多样性一样,人类文化(如游牧生活和移动耕作)的一些特征表现出人们在特殊环境下生存的策略。同时,与生物多样性的其它方面一样,文化多样性有助于人们适应不断变化的外界条件。文化多样性表现在语言、宗教信仰、土地管理实践、艺术、音乐、社会结构、作物选择、膳食以及无数其它的人类社会特征的多样性上。生物多样性是人类赖以生存的物质基础,其价值可以从下列两个方面得以了解。第一,直接价值。从生物多样性的野生和驯化的组分中,人类得到了所需的全部食品、许多药物和工业原料,同时,它在娱乐和旅游中也起着重要的作用;第二,间接价值。间接价值主要与生态系统的功能有关,通常它并不表现在国家核算体制上,但如果计算出来,它的价值大大超过其消费和生产性的直接价值。生物多样性的间接价值主要表现在固定太阳能、调节水文学过程、防止水土流失、调节气候、吸收和分解污染物、贮存营养元素并促进养分循环和维持进化过程等7个方面。随着时间的推移,生物多样性的最大价值可能在于为人类提供适应当地和全球变化的机会。生物多样性的未知潜力为人类的生存与发展展示了不可估量的美好前景。
其中,物种的多样性是生物多样性的关键,它既体现了生物之间及环境之间的复杂关系,又体现了生物资源的丰富性。 我们目前已经知道大约有200万种生物,这些形形色色的生物物种就构成了生物物种的多样性。 生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此 相关的各种生态过程的总和。 有人问根据对自然界的研究可以推断造物主的工作有何特点,据说英国科学家约翰·波顿·桑德森·霍尔丹(. Haldane)回答:“过于喜爱甲虫。”因为甲虫是地球上最大的动物群。美国史密森学会(Smithsonian Institution)的特里·欧文(Terry Erwin)推断,多数未知的甲虫种类可能生存于我们无法靠近的30米高的热带森林树冠层。20世纪后叶生命科学各领域取得了巨大的进展,特别是分子生物学的突破性成就,使生命科学在自然科学中的位子起了革命性的变化,很多科学家认为在未来的自然科学中生物科学将成为带头学科,甚至预言本世纪是生物学的世纪。从事生命科学研究的专业人员也越来越多,例如,在美国近年统计48万博士学位获得者中从事生命科学的占51%。在生物科学诸多的分支中,保护生物多样性是当前生物科学最紧迫的任务之一,也是全球生物学界共同关心的焦点问题之一。据可靠的数据说明每天约有100多种生物在地球上绝灭,很多生物在没有被人类认识以前就消亡了,这对人类无疑是一种悲哀和灾难。保护生物多样性的行动势在必行、迫在眉睫。��生物多样性是近年来国内外最为流行的一个词汇。由于自然资源的合理利用和生态环境的保护是人类实现可持续发展的基础,因此生物多样性的研究和保护已经成为世界各国普遍重视的一个问题。现在无论是联合国还是世界各国政府每年都投入大量的人力和资金开展生物多样性的研究与保护工作,一些非政府组织也积极支持和参与全球性的生物多样性的保护工作。例如:联合国和世界银行共同成立的Global Environment Facility每年支出数亿美元支持生物多样性的保护。美国MacArthur Foundation1992年花了$17millions支持生物多样性的保护。��1992年,联合国环境与发展大会在巴西的里约热内卢举行,世 界许多国家都派出代表团参加会议。我国领导人也参加了这次盛会。在这次大会上,通过了"生物多样性公约",标志着世界范围内的自然保护工作进入到了一个新的阶段,即从以往对珍稀濒危物种的保护转入到了对生物多样性的保护。
生物的多样性与稳定性我想我们大家都学过生物起源,还有达尔文的进化论.它们,告诉了我们人类的起源与发展,为我们今后的科学的发展,也为了人类的进步和发展,奠定了坚实基础.我想我们每一个人都听过这样一句话,一猪生九子连母十个样.这又说明了什么?说明了:虽然是同一种生物,但是它们的外行样貌也是不一样的.这也是生物的多样性的一个鲜明例子.也就是说,生物界没有完全相同的同一种生物.即使,它们具有了相同的外行,这种很少的特例,它们的性格特征.也是有所不同的.像我们的现实生活当中,很少能看到有一样的人,不是吗?即使遇到了这样了很少的特例,他们的性格特征也是不一样的.大家也可以去向这样的母亲去咨询一下.这是无可后非的.我希望大家往后能面对这个现实,有效了利用起来.去发展创造我们的未来.我想大家都知道,猪生猪,兔生兔.它们不可能生出猫和老鼠.对吧?这也就是生物学所说的稳定性.我想:也有可能大家都知道,有些生物会生出一些畸形的下一带但它也属于本身同一种生物.也不可能基因突变制其它生物.如果大家有谁见到过,可以给我打电话,我会告诉你,你是历史第一人,你可以获得吉尼斯世界记录,大过年的恭喜你了.世界生物的稳定的性,也给达尔文的进化论起到了相互促进的作用,适者生存不适者被淘汰,这个残酷的现实希望大家能够接受它,这是不可改变的.我相信你们会很好利用的.不论世界的生物在怎么的发展与变化,事物的多样性与稳定性是不可改变的,也是世间万物都必须遵守的法则.希望大家能领会这个道理,能真正的运用其现实当中,来创造我们的社会,为我们的人类,现出自己的一份力量.
参照这篇的结构和内容吧:生物多样性与生态系统的稳定性(资源与环境学院 X X X)摘要:在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上,从生物多样性和稳定性的概念出发,可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子,如果根据扰动的性质,把生态系统(或其他组织层次)区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰 " 类系统,稳定性的 ( 个内涵可以理解为:对于受非正常外力干扰的系统而言,抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标;对于受环境因子时间异质性波动干扰的系统而言,利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论,:在特定的前提下,多样性可以导致稳定性。关键词: 生物多样性;生物入侵;生态系统稳定性生物多样性是指地球上的生物所有形式、层次和联合体中生命的多样化,简单地说,生物多样性是生物及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和。生物多样性包括三个层次:基因多样性、物种多样性和生态系统多样性。生物入侵则是指外地生物进入另一地区,因为在此地区没有天敌,会较快繁殖而形成种群,打破本地生态系统的平衡,对本地物种的生存造成威胁。生物入侵是对生物多样性的破坏。生物多样性是地球生命经过几十亿年发展进化的结果,是人类赖以生存和持续发展的物质基础。物种的多样性意味着生态系统的结构复杂,网络化程度高,异质性强,能量、物质和信息输入输出的渠道众多而密集,纵横交错,畅通无阻,因而流量大、流速快、生产力高。即使个别途径被破坏,系统也会因多样物种之间的相生相克、相互补偿和替代而保证能量流、物质流、信息流的正常运转,使系统结构被破坏的部分迅速得到修复,恢复系统原有的稳定态,或形成新的稳定态。1.生物多样性物种多样性是群落生物组成结构的重要指标,它不仅可以反映群落组织化水平,而且可以通过结构与功能的关系间接反映群落功能的特征。生物群落多样性研究始于本世纪初叶,当时的工作主要集中于群落中物种面积关系的探讨和物种多度关系的研究。1943年,Williams在研究鳞翅目昆虫物种多样性时,首次提出了"多样性指数"的概念,之后大量有关群落物种多样性的概念、原理、及测度方法的论文和专著被发表,形成了大量的物种多样性指数,一度给群落多样性的测度造成了一定混乱。自70年代以后,Whittaker(1972)、Pielou(1975)、Washington(1984)和Magurran(1988)等对生物群落多样性测度方法进行了比较全面的综述,对这一领域的发展起到了积极的推动作用。生物多样性通常包含三层含义,即生态系统多样性、物种多样性和遗传多样性。狭义的遗传多样性是指物种的种内个体或种群间的遗传(基因)变化,亦称为基因多样性。广义的遗传多样性是指地球上所有生物的遗传信息的总和。物种多样性是指一定区域内生物钟类(包括动物、植物、微生物)的丰富性,即物种水平的生物多样性及其变化,包括一定区域内生物区系的状况(如受威胁状况和特有性等)、形成、演化、分布格局及其维持机制等。生态系统多样性是指生物群落及其生态过程的多样性,以及生态系统的内生境差异、生态过程变化的多样性等。从目前来看,生物群落的物种多样性指数可分为α多样性指数、β多样性指数和γ多样性指数三类。α多样性指数包含两方面的含义:①群落所含物种的多寡,即物种丰富度;②群落中各个种的相对密度,即物种均匀度。β多样性指数可以定义为沿着环境梯度的变化物种替代的程度。不同群落或某环境梯度上不同点之间的共有种越少,β多样性越大。精确地测定β多样性具有重要的意义。这是因为:①它可以指示生境被物种隔离的程度;②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性;③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。群落物种多样性是梯度变化的。群落物种多样性的变化特征是指群落组织水平上物种多样性的大小随某一生态因子梯度有规律的变化。①纬度梯度:从热带到两极随着纬度的增加,生物群落的物种多样性有逐渐减少的趋势。如北半球从南到北,随着纬度的增加,植物群落依次出现为热带雨林、亚热带常绿阔叶林、温带落叶阔叶林、寒温带针叶林、寒带苔原,伴随着植物群落有规律的变化,物种丰富度和多样性逐渐降低。②海拔梯度:随着海拔的升高,在温度、水分、风力、光照和土壤等因子的综合作用下,生物群落表现出明显的垂直地带性分布规律,在大多数情况下物种多样性与海拔高度呈伏相关,即随着海拔高度的升高,群落物种多样性逐渐降低。如喜马拉雅山维管植物物种多样性的变化,就表现了这样的规律。③环境梯度:群落物种多样性与环境梯度之间的关系,有的时候表现明显,而有的时候则表现不明显。如Gartlan(1986)研究发现土壤中P、Mg、K的水平与热带植物群落物种多样性之间存在着显著的关系。Gentry(1982)对植物群落物种多样性进行的研究表明,在新热带森林类型,物种多样性与年降雨量呈显著正相关,而在热带亚洲森林类型,两者则不存在相关关系。④时间梯度:大多数研究表明,在群落演替的早期,随着演替的进展,物种多样性增加。在群落演替的后期当群落中出现非常强的优势种时,多样性会降低。2.生态系统稳定性生态系统的稳定性是指生态系统所具有的保持自身结构和功能相对稳定的能力,以及在受到一定的干扰后恢复到原来平衡状态的能力。它包括以下几个概念。1.抵抗力稳定性和恢复力稳定性 抵抗力也叫抗变能力,表示生态系统抵抗外界干扰和维持系统的结构和功能保持原状的能力。恢复力稳定性表示生态系统在受到外界干扰后恢复到原来状态的能力。2.局域稳定性和全域稳定性 局域稳定性表示生态系统在经受小的干扰后回到原状的能力。全域稳定性表示生态系统在经受一次大的干扰后恢复到原状的能力。对不同的生态系统来说,这两种稳定性可能有下列4种情况(图8-13):(1)局域稳定性和全域稳定性都低(图中以小球是否容易保持稳定来表示);(2)局域稳定性高,全域稳定性低;(3)局域稳定性低,全域稳定性高;(4)局域稳定性和全域稳定性都高。3.脆弱性和强壮性 能在环境条件改变不大的情况下保持稳定的生态系统称为脆弱的生态系统。能在环境变化范围很大的条件下保持稳定的生态系统称为强壮的生态系统3.生物的多样性导致稳定性在生物多样性与生态系统稳定性研究动态的基础上,从生物多样性和稳定性的概念出发,可以确定忽视多样性和稳定性的生物组织层次可能是造成观点纷争的根源之一。特定生物组织层次的稳定性可能更多地与该层次的多样性特征相关。探讨多样性和稳定性的关系应从不同的生物组织层次上进行。扰动是生态系统多样性与稳定性关系悖论中的重要因子,如果根据扰动的性质,把生态系统(或其他组织层次)区分为受非正常外力干扰和受环境因子时间异质性波动干扰 " 类系统,稳定性的 ( 个内涵可以理解为:对于受非正常外力干扰的系统而言,抵抗力和恢复力是稳定性适宜的测度指标;对于受环境因子时间异质性波动干扰的系统而言,利用持久性和变异性衡量系统的稳定性则更具实际意义。结合对群落和种群层次多样性与稳定性相关机制的初步讨论:在特定的前提下,多样性可以导致稳定性。例如采用多样性理论和冗余理论对固沙植物群落稳定性机制进行论述.物种多样性的变化能很好地反映固沙植物群落的稳定性状态.在生物学各级水平都存在冗余,冗余是生命系统在长期的进化过程中逐渐形成的一种特性,其主要功能是确保生物个体和群体更好地适应极端环境、维持正常的生长发育和保持稳定,而且其功能只是在受到干扰时才明显地表现出来.削弱冗余,会导致在个体、种群或群落水平上产生补偿作用,以此来增加群落的功能.固沙植物群落的稳定程度主要取决于群落内冗余的数量和结构,冗余越多结构越复杂,群落越稳定.削弱固沙群落的根系冗余可获得生物量上的补偿,但使群落稳定性下降.①多数生态学家认为,群落的多样性是群落稳定性的一个重要尺度,多样性高的群落,物种之间往往形成了比较复杂的相互关系,食物链和食物网更加趋于复杂,当面对来自外界环境的变化或群落内部种群的波动时,群落由于有一个较强大的反馈系统,从而可以得到较大的缓冲。从群落能量学的角度来看,多样性高的群落,能流途径更多一些,当某一条途径受到干扰被堵塞不通时,就会有其它的路线予以补充②May(1973,1976)等生态学家认为,生物群落的波动是呈非线形的,复杂的自然生物群落常常是脆弱的,如热带雨林这一复杂的生物群落比温带森林更易遭受人类的干扰而不稳定。共栖的多物种群落,某物种的波动往往会牵连到整个群落。他们提出了多样性的产生是由于自然的扰动和演化两者联系的结果,环境的多变的不可测性使物种产生了繁殖与生活型的多样化。在群落多样性与稳定性的关系上,目前仍未定论。物种多样性在生物群落中的功能和作用:1.有关物种在生物群落中作用的假说,物种以什么样的机制维持生物群落的稳定?这是一个非常重要的但是目前还仍然没有解决的生态学问题,而且是生物多样性与生物群落功能关系中的核心问题。目前有关物种在生态系统中作用的假说有下列4种。(1)冗余种假说(Redundancy species hypothesis) :生物群落保持正常功能需要有一个物种多样性的域值,低于这个域值群落的功能会受影响,高于这个域值则会有相当一部分物种的作用是冗余的(Walker 1992)。(2)铆钉假说(Rivet hypothesis):铆钉假说的观点与冗余假说相反,认为生物群落中所有的物种对其功能的正常发挥都有贡献而且是不能互相替代的(Ehrlich,1981) ,正像由铆钉固定的复杂机器一样,任何一个铆钉的丢失都会使该机器的作用受到影响。(3)特异反应假说(Idiosyncratic response hypothesis): 特异反应假说认为生物群落的功能随着物种多样性的变化而变化,但变化的强度和方向是不可预测的,因为这些物种的作用是复杂而多变的。(4)零假说(Null hypothesis)零假说认为生物群落功能与物种多样性无关,即物种的增减不影响生物群落功能的正常发挥。 2、概念与类型:上述4个假说中都没有对每个物种的作用程度做出明确的说明。在生物群落中不同物种的作用是有差别的。其中有一些物种的作用是至关重要的,它们的存在与否会影响到整个生物群落的结构和功能,这样的物种即称为关键种(Keystone species)或关键种组(Keystone group)。关键种的作用可能是直接的,也可能是间接的;可能是常见的,也可能是稀有的;可能是特异性(特化)的,也可能是普适性的。依功能或作用不同,可将关键种分为7类。关键种的鉴定目前比较成功的研究多在水域生态系统,而陆地生态系统的成功实例相对较少(Menge等,1994 )。3.功能群的划分及其意义 :为了更好地认识生物多样性与生物群落结构和功能的关系,有必要引入功能群的概念。功能群是具有相似的结构或功能的物种的集合,这些物种对生物群落具有相似的作用,其成员相互取代后对生物群落过程具有较小的影响。将生物群落中的物种分成不同的功能群的意义表现在:(1)使复杂的生物群落简化,有利于认识系统的结构和功能(2)弱化了物种的个别作用,从而强调了物种的集体作用。4.多样性稳定性的意义及其价值生物多样性是地球上生命长期进化的结果,更是人类赖以生存的物质基础。由于当今世界人口的高速增长,人类经济活动的不断加剧,生物多样性正面临着日益严重的威胁,其原因原因在于以下几点:(1)人口增加;(2)生境破坏;(3)环境污染;(4)人类大规模的迁移。除外界因素之外,物种本身的遗传特点,也往往促成了灭绝的发生。如某些种定居与食物链的高级位,还有一些种分布的范围十分有限,某些种散步和定居的能力很弱,它门对环境有特殊的要求,等等这些原因。通过对生物多样性稳定性的研究,从生物多样性的保护与持续利用的角度出发,很好的利用生物多样性具有的现实及其未来的社会经济价值,等等。随着生物多样性研究的不断深入,从以物种为中心转向一生态系统为重点,即从多样性的生物学研究向转向多样性的生态学研究,在大多数物种特化群落或营养级网络层次上认识种群和群落的多样性结构、功能和动态特征。这样将能使种群生物学和保护生物学与生态学的研究内容有机的联系起来,予以它们某种统一规律的认识。充分考虑生物多样性从个体至生态系统的多层次组织结构及其功能的重要性,从而深入了解生物多样性的产生、维持和濒危机制,以及生物多样性结构与动态变化过程的相互关系。参考文献[1] 孙儒泳.动物生态学原理(第三版).北京师范大学出版社,.[2] 林育真.生态学.科学出版社,2004.[3] 人类发展与生存环境.中国环境科学出版社,2001.