參考范文:蛋白質(zhì)的研究歷程與諾貝爾科學獎_顧家山

2023年12月21日發(fā)(作者：信任)

第28卷第1期0123年2月大學化學.2013F蛋白質(zhì)的研究歷程與諾貝爾科學獎顧家山劉麗汪豐云孫影余妍霞(安徽師范大學化學與材料科學學院安徽蕪湖241儀舊)摘要關(guān)鍵詞介紹蛋白質(zhì)研究的發(fā)展歷程,并結(jié)合諾貝爾科學獎的獲獎歷史,解讀基因與蛋白質(zhì)!蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)諾貝爾科學獎蛋白質(zhì)研究歷程與功能以及蛋白質(zhì)與生命活動等方面的關(guān)系"諾貝爾科學獎的成果在相當大程度上可反映出20世紀以來科學的主要成就和科學的發(fā)展情況,因此從與蛋白質(zhì)相關(guān)的科研工作獲取諾貝爾科學獎的情況,可了解100多年來蛋白質(zhì)研究的發(fā)展歷史"蛋白質(zhì)的基本概況蛋白質(zhì)作為生命的物質(zhì)基礎(chǔ),參與生物體內(nèi)的生命活動過程;蛋白質(zhì)有其自身固有的特點,它的基本化學組成主要是碳!氫!氧!氮4種元素,有些蛋白質(zhì)還含有硫!磷!鐵等元素,這些元素按一定結(jié)構(gòu)組成氨基酸"氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單位,自然界中的氨基酸有20多種,這20多種氨基酸以不同數(shù)目和不同順序連接構(gòu)成種類繁多!千差萬別的蛋白質(zhì),發(fā)揮各自不同的生理功能"因此,要想真正揭開生命現(xiàn)象的奧秘,必須進行蛋白質(zhì)水平的研究"科學家從早期對蛋白質(zhì)組成!結(jié)構(gòu)!性質(zhì)的初步認識到現(xiàn)代對蛋白質(zhì)組的深人研究,經(jīng)歷了艱難曲折的歷程,在科學史上寫下了輝煌的篇章"22.1蛋白質(zhì)研究的歷程蛋白質(zhì)研究方面諾貝爾科學獎的統(tǒng)計有關(guān)蛋白質(zhì)研究方面獲得諾貝爾科學獎的詳細情況見表1"表1獲獎年19021923蛋白質(zhì)研究方面獲得的諾貝爾科學家國別德國獎別化學獎生理學或醫(yī)學化學化學生理學或醫(yī)學化學生理學或醫(yī)學化學化學獲獎者費歇爾麥克勞德班廷斯韋德堡歇爾平哈登瓦爾堡獲獎研究在糖類和嗦吟類化合物以及多肪的研究中取得了突破性的成就發(fā)現(xiàn)胰島素發(fā)明高速離心機并用于蛋白質(zhì)膠體的研究有關(guān)糖的發(fā)酵和酶在發(fā)酵中的作用發(fā)現(xiàn)呼吸酶的性質(zhì)和作用方式分離提純多種酶和病毒蛋白質(zhì),并證明酶的生物活性英國加拿大瑞典19261929瑞典英國德國美國美國阿根廷19311946!947薩姆納!諾斯羅普!斯坦利科里夫婦何塞蒂塞留斯馬丁!辛格發(fā)現(xiàn)糖代謝過程中垂體激素對糖原的催化作用及動物代謝作用研究電泳和吸附分析血清蛋白19481952瑞典英國發(fā)現(xiàn)分配色譜法用于氨基酸研究發(fā)現(xiàn)氧化酶的性質(zhì)和作用方式第一次合成多膚激素研究核昔酸和核脊酸輔酶719581962生理學或醫(yī)學化學化學化學西奧雷爾維格諾德托德桑格瑞典美國英國英國英國確定胰島素分子結(jié)構(gòu)研究蛋白質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)化學肯德魯!佩魯茨

80大學化學第28卷續(xù)表獲獎年2獎別生理學或醫(yī)學化學生理學或醫(yī)學生理學或醫(yī)學化學生理學或醫(yī)學生理學或醫(yī)學化學化學化學生理學或醫(yī)學化學獲獎者國別英國美國英國美國美國獲獎研究薩瑟蘭安芬森!斯坦!穆爾波特埃德爾曼克勞德!帕拉德德迪夫在分子水平上闡明激素的作用機理確定蛋白質(zhì)的一級結(jié)構(gòu)以及對核糖核酸酶的活性區(qū)位研究對免疫球蛋白抗體化學結(jié)構(gòu)的研究發(fā)現(xiàn)核糖核酸蛋白和溶酶體研究有機分子及酶催化反應的立體化學發(fā)現(xiàn)并應用脫氧核糖核酸的限制酶研究抗原抗體在輸血及組織器官移植中的作用開發(fā)結(jié)晶學的電子衍射法測定核酸蛋白質(zhì)復合體的立體結(jié)構(gòu)發(fā)明多膚的固相合成法974119751978比利時英國美國瑞士美國法國英國美國美國日本德國美國美國加拿大美國美國丹麥英國美國美國康福斯內(nèi)森斯!史密斯阿爾伯貝納塞拉夫!斯內(nèi)爾多塞1985克魯格梅里菲爾德卡爾勒!豪普特曼利根川進發(fā)展了X射線衍射測定晶體結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法從基因角度闡明了產(chǎn)生多樣性抗體蛋白質(zhì)的途徑19871988戴森霍費爾!胡貝爾!米歇爾克雷布斯!費希爾第一次闡明由膜束的蛋白質(zhì)形成的全部細節(jié)以及光合反應中心的三維結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)和描述了細胞中蛋白質(zhì)的調(diào)控活動機制發(fā)明聚合酶鏈式反應法;發(fā)明寡聚核昔酸基定點誘變法發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細胞中傳導信息的作用發(fā)現(xiàn)了一種全新的蛋白質(zhì)致病因子)阮病毒19921993生理學或醫(yī)學化學生理學或醫(yī)學穆利斯史密斯吉爾曼!羅德貝爾普魯西納7生理學或醫(yī)學化學斯科因沃克爾博耶布洛貝爾卡爾森格林加德!坎德爾哈特韋爾諾斯!亨特田中根一芬恩維特里希發(fā)現(xiàn)人體細胞內(nèi)負責儲藏轉(zhuǎn)移能量的離子傳輸酶19992(洲洲)生理學或醫(yī)學生理學或醫(yī)學生理學或醫(yī)學化學發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)中有決定蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)轉(zhuǎn)移和定位的內(nèi)在信號神經(jīng)系統(tǒng)信號傳導領(lǐng)域里的蛋白質(zhì)作用發(fā)現(xiàn)了控制cDK功能的Cycinls和蛋白質(zhì)瑞典美國美國英國日本美國瑞士美國美國以色列美國美國臼乙-,,工吐.,,件l用質(zhì)譜分析的方法對生物大分子蛋白質(zhì)進行確認和結(jié)構(gòu)分析化學阿格雷!麥金農(nóng)羅斯切哈諾沃!赫爾什科在細胞膜通道方面的開創(chuàng)性貢獻發(fā)現(xiàn)/泛素0調(diào)節(jié)下的蛋白質(zhì)降解機制化學-,qO呂k了化學生理學或醫(yī)學化學查爾非!下村修!錢永健格雷德!布萊克本!紹斯塔克拉馬克里希南!施泰茨約納特發(fā)現(xiàn)并發(fā)展了綠色熒光蛋白及其作用發(fā)現(xiàn)端粒和端粒酶是如何保護染色體的美國對核糖體結(jié)構(gòu)和功能的研究以色列統(tǒng)計數(shù)據(jù)源于:顧家山,汪豐云,余妍霞.諾貝爾科學獎與科學精神.合肥:中國科技大學出版社,2009,8"2.2蛋白質(zhì)研究的初期階段1世紀后出現(xiàn)了有機化學這門學科,并逐漸形成了有機結(jié)構(gòu)理論"178世紀后期,法國化學家馬凱爾(r)把雞蛋清類的物質(zhì)稱為/蛋白性0物質(zhì)"當時人們發(fā)現(xiàn)雞蛋清在加熱后會從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài),并且該過程不可逆"這是人們對蛋白質(zhì)的最初認識"19世紀初期,人們從動物和植物中分離出一些與禽蛋白相似的物質(zhì),把它稱為Poteros(希臘文,最重要的),被認為是/植物為食草動物準備的一種首要或主要的營養(yǎng)成分,后者又將其傳遞給食肉動物0"1838年,瑞典化學家貝采利烏斯

第1期顧家山等:蛋白質(zhì)的研究歷程與諾貝爾科學獎J.J.B(erzeius)提出蛋白質(zhì)的概念"當時蛋白質(zhì)被簡單地定義為/加熱易聚集0的物質(zhì)1.l,并認為蛋白l質(zhì)是生物機體組織的基本構(gòu)成形式"限于當時的科學認識水平和實驗技術(shù)手段,要想弄清蛋白質(zhì)的組成!結(jié)構(gòu)和性質(zhì),困難是很多的"后來由于科學家的努力,發(fā)現(xiàn)生物體中存在各種各樣成分的蛋白質(zhì)"化學家采用了在酸性或堿性溶液中加熱到100e水解蛋白質(zhì)的研究方法,使蛋白質(zhì)分解成多膚和氨基酸"用這種方法,在19世紀末已經(jīng)得到了14種不同的氨基酸"這種分析的研究方法也給后來的研究工作指明了方向"2.32.3.1蛋白質(zhì)研究的發(fā)展階段蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的測定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)測定是蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域中的一個重要環(huán)節(jié),只有知道蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)才能了解它的功能,才能清楚地認識到蛋白質(zhì)在體內(nèi)所起的作用及機理"有機化學家費歇爾(r)從1899年開始連續(xù)10年從事蛋白質(zhì)的研究,提出蛋白質(zhì)的多膚結(jié)構(gòu)理論,榮獲了1902年諾貝爾化學獎"費歇爾借鑒了前人的分析研究方法,將蛋白質(zhì)水解,得到了氨基酸混合物,再把氨基酸一一分離出來,從而確定出組成蛋白質(zhì)的氨基酸的種類和數(shù)量,使人們對蛋白質(zhì)組成的認識向前邁出了重要的一步"接下來,費歇爾又運用合成的方法,從各種氨基酸中選出多種組合進行連接"1907年,費歇爾成功地合成了由18個氨基酸分子連結(jié)成的鏈狀物質(zhì),相對分子質(zhì)量為1213,并測得這種十八膚具有與天然蛋白質(zhì)類似的性質(zhì)"說明蛋白質(zhì)分子是許多氨基酸由膚鍵相連而成的長鏈高分子化合物,這就是著名的多膚結(jié)構(gòu)理論川"多膚結(jié)構(gòu)理論為化學家研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)提供了一個框架,但要真正弄清蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu),僅僅知道膚鏈的結(jié)構(gòu)還是不夠的"二戰(zhàn)后,多膚鏈中氨基酸順序的測定成為蛋白質(zhì)研究中重要的新課題"1923年,維格諾德(vgeneaud)開始研究腦垂體后葉分泌出的激素,其中一個是控制子宮收縮的后葉催產(chǎn)素,另一個是使血壓增高的后葉增壓素"他成功地解決了這兩個多膚激素的結(jié)構(gòu)問題"在合成催產(chǎn)素時,一步一步地把鏈加長,然后使之形成一個環(huán),最后完成了多膚激素的合成工作"維格諾德由于在生物化學方面所做的重要工作,特別是第一次合成了多膚激素而獲得了1955年諾貝爾化學獎"美國化學家桑格()經(jīng)過多年的研究,找到一種試劑(2,4一二硝基氟化苯(桑格試劑)),用以測定胰島素的分子結(jié)構(gòu)"后經(jīng)10年的努力,應用逐段分解和逐步遞增的方法,測定出胰島素兩條膚鏈分別含有的1個和320個氨基酸的排列順序和位置,并于195年測定了胰島素的一級結(jié)構(gòu),從而為胰島素的實驗室合成奠定了基礎(chǔ),促進了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究,打開了測定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)之門,桑格因此而獲得1958年諾貝爾化學獎1.]"桑格后來又因設(shè)計出一種測定DNA內(nèi)核昔酸排列順序的方法,獲1980年諾貝爾化學獎"蛋白質(zhì)研究是20世紀50年代的熱點,我國科學家在1958年確立的合成胰島素的課題,也是建立在當時蛋白質(zhì)化學發(fā)展的基礎(chǔ)之上;并于1965年在世界上首次用人工方法成功地合成了具有生物活性的蛋白質(zhì))結(jié)晶牛胰島素"蛋白質(zhì)的生物活性不僅決定于蛋白質(zhì)分子的一級結(jié)構(gòu),而且與其特定的空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān)"1959年,英國化學家佩魯茨()和肯德魯(w)利用X射線對血紅蛋白和肌血蛋白等球狀蛋白進行結(jié)構(gòu)分析,提出肌紅蛋白的三維空間結(jié)構(gòu)分子模型,獲1962年諾貝爾化學獎"在一級結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上,科學家開始探索二者之間的關(guān)系"1961年,美國化學家安芬森(en)研究了核糖核酸酶的去折疊和重折疊過程,發(fā)現(xiàn)在相同的環(huán)境中去折疊的蛋白質(zhì)都會恢復到原來的空間結(jié)構(gòu),認為蛋白質(zhì)鏈會以自由能最低的方式形成三維結(jié)構(gòu),由此推測蛋白質(zhì)的折疊密碼隱藏在氨基酸排序中,即所謂的安芬森原則:蛋白質(zhì)一級排序決定三維結(jié)構(gòu)"化學家穆爾S.M(oore)和斯坦()因共同開發(fā)蛋白質(zhì)分析儀,研究核糖核酸酶分子的活性中心與化學結(jié)構(gòu),闡

大學化學第28卷明核糖核酸分解酵素的氨基酸序列及其立體結(jié)構(gòu)關(guān)系,并開發(fā)了利用離子交換管柱分析氨基酸組成的方法,測定出牛胰臟核糖核酸酶分子的氨基酸序列,并闡明了其化學組成與活性機制"他們共同獲得1972年諾貝爾化學獎"隨著研究的深人,對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究越來越多地利用了物理的方法"如電子晶體學(二維電鏡技術(shù))!X射線衍射晶體學!核磁共振技術(shù)等"英國化學家克魯格(A.心ug)自1962年起在劍橋大學的分子生物實驗室從事病毒!染色體等的電子顯微鏡研究,利用X射線照射于電子顯微鏡,闡明蛋白質(zhì)!核酸的微結(jié)構(gòu)以及核酸和蛋白質(zhì)復合物的立體結(jié)構(gòu);并利用電子顯微鏡開發(fā)出立體結(jié)構(gòu)分析法,闡明了煙草鑲嵌病毒的三維結(jié)構(gòu),獲得1982年諾貝爾化學獎"20世紀50年代后,豪普特曼(an)和卡爾勒()建立了以應用x射線分析的直接法測定晶體結(jié)構(gòu)的純數(shù)學理論,在晶體研究中具有劃時代的意義,特別是在研究大分子物質(zhì)如激素!抗生素!蛋白質(zhì)及新型藥物分子結(jié)構(gòu)方面起了重要作用,他們因此獲1985年諾貝爾化學獎"德國化學家戴森霍費爾(hoefr)!胡貝爾()和米歇爾()確定了光合反應中心的三維結(jié)構(gòu)"將擔負光合作用中心任務的一種膜蛋白質(zhì)分離出來后,利用X射線分析這種膜蛋白質(zhì)的晶體,既闡明了光合作用的機制,也闡明了與膜蛋白質(zhì)有關(guān)的神經(jīng)傳導機制,由于這方面的杰出工作,獲得1988年諾貝爾化學獎"瑞士聯(lián)邦技術(shù)研究所的庫爾特#維特里希(而ch)!日本化學家田中耕一()和美國的約翰#芬恩()開創(chuàng)性地應用核磁共振光譜鑒定和分析了蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu),獲得2002年諾貝爾化學獎岡"由上述研究的獲獎歷程可以看出,化學家對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究,是一個不斷認識的過程,研究方法由低級向高級發(fā)展,由起初的試劑法到x射線衍射晶體學!電子晶體學!核磁共振技術(shù)等方法;由蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序測定轉(zhuǎn)向空間結(jié)構(gòu)的探討"對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)所做的詳細分析,使人們對生命過程有了更深人的了解"2.3.2蛋白質(zhì)功能的研究蛋白質(zhì)是一類能對環(huán)境做出自發(fā)響應的!復雜而神奇的大分子化學物質(zhì)"我們身體內(nèi)的任何功能,從催化生物化學反應到抵御外來侵略都是蛋白質(zhì)作用的結(jié)果"我們能行走!運動,靠的是肌肉中肌動蛋白的工作;我們身體的骨架是由蛋白質(zhì)骨膠原加強的;細胞的分裂也是通過蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)控制的"人類對于蛋白質(zhì)功能的認識是循序漸進!不斷發(fā)展的"最早被賦予特定生物學功能的蛋白質(zhì)是血紅蛋白"1864年,利用分光光度計已經(jīng)觀察到了血紅蛋白具有可逆結(jié)合氧氣的能力"同時,人們也逐漸認識到生物能量產(chǎn)生的重要途徑之一是氧氣參與細胞中的氧化反應"這使人們逐漸認識到血紅蛋白的功能是輸送氧氣"在1926一1930年間,美國化學家薩姆納()!諾斯魯普(op)和斯坦利(y)通過結(jié)晶和活性測定研究,揭示出具有生物催化功能的酶分子也是蛋白質(zhì),這對蛋白質(zhì)功能的認識是一次飛躍性的發(fā)展"在之后的研究工作中,蛋白質(zhì)功能的研究可分為兩種模式:一是先分離鑒定某種蛋白質(zhì),然后再試圖揭示其生理功能"美國諾斯魯普精制酵素與病毒蛋白質(zhì),發(fā)明了丙酮發(fā)酵法,成功地將胃液酵素!胰蛋白酶!胃蛋白酶!胰凝乳蛋白酶!胰蛋白酶原結(jié)晶化,并闡明了這些蛋白質(zhì)的性質(zhì),獲得了9146年諾貝爾化學獎"瑞典的蒂塞留斯(us)是1948年諾貝爾化學獎得主,他主要研究電泳及吸附分析,發(fā)現(xiàn)了血清蛋白質(zhì)的復合性"利用蒂塞留斯電泳裝置,將血清蛋白質(zhì)分成白蛋白及a!口!y球蛋白,開發(fā)出濾紙電泳法!隔間法等,可用于分析氨基酸!蛋白質(zhì)"9192年,費希爾(r)!克雷布斯(E.倫ebs)因發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)的可逆磷酸化調(diào)節(jié)機制;1994年,吉爾曼()和羅德貝爾()因發(fā)現(xiàn)G蛋白及其在細胞中傳導信息的作用;1999年,

第1期顧家山等:蛋白質(zhì)的研究歷程與諾貝爾科學獎布洛貝爾()因發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)由內(nèi)部信號決定蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)的轉(zhuǎn)移和定位;2儀舊年,卡爾森()!r格林加德(g耐)!坎德爾()因研究其他蛋白質(zhì)相互作用而產(chǎn)生自身調(diào)節(jié)機制等分別獲得諾貝爾生理或醫(yī)學獎75]"2(x0年,諾貝爾化學獎授予了在揭示蛋白質(zhì)標記與降解的過程中做出卓越貢獻的以色列化學家切哈諾夫(ov")!赫爾什科(o)和美國化學家羅斯();表彰他們找出了蛋白質(zhì)分解的秘密)泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解過程"泛素是由76個氨基酸組成的多膚,在蛋白質(zhì)降解過程中起類似標簽的作用"這項開創(chuàng)性的研究在進一步揭示生命的奧秘以及在醫(yī)學研究中具有重要意義[6]"蛋白質(zhì)功能研究的另外一種模式是從已知的特定生理功能(如免疫防御!視覺等)開始,揭示參與的蛋白質(zhì)種類"如2008年度諾貝爾化學獎獲得者下村修(ura)!查爾菲(滋e)以及錢永健,他們因發(fā)現(xiàn)和研究綠色熒光蛋白(簡稱GFP)而獲獎"他們根據(jù)水母可以發(fā)光的生理現(xiàn)象,經(jīng)實驗研究發(fā)現(xiàn)了綠色熒光蛋白后又進一步研究其功能"通過把GFP連接到一個蛋白質(zhì)上,可以跟蹤其運動并看到它與其他蛋白質(zhì)的相互作用"正是得益于G即的綠光,現(xiàn)在科學家已經(jīng)能夠在顯微鏡下對單個蛋白質(zhì)進行追蹤川"從本質(zhì)上講,蛋白質(zhì)功能是蛋白質(zhì)間相互作用的一種關(guān)系,因此這對解決蛋白質(zhì)相互作用問題具有舉足輕重的意義"目前,這方面的研究大致可分為兩個方向:一是從微觀層次建立模型,模擬蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)間的相互作用"二是宏觀地從系統(tǒng)科學的角度研究蛋白質(zhì)相互作用網(wǎng)絡,從而探索生化途徑中的代謝和調(diào)控功能[1"s2.3.3蛋白質(zhì)組學的發(fā)展2世紀900年代以來,隨著人類及一些物種基因組測序的順利完成,分子遺傳學已形成了較為完備的研究技術(shù)和理論體系,生命科學已進人后基因組時代"1995年,wasinger等人提出了蛋白質(zhì)組學(proteomie,)的科學概念[.]"蛋白質(zhì)組學就是從整體的角度出發(fā)來研究細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的組成及其活動規(guī)律的一門科學"基因雖能提供蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的信息,但翻譯后的多膚又需經(jīng)歷翻譯后的加工修飾才能形成具有一定生物學功能的蛋白質(zhì)"這些加工修飾的類型有200來種,其中最重要的是蘇氨酸!絲氨酸殘基的磷酸化反應;其次是糖基化!乙酞化!脫氨基及多種酸化反應以及蛋白質(zhì)水解等"換句話說,一個基所對應的蛋白質(zhì)不是一種而可能是幾種甚至是數(shù)十種"再者,包容了數(shù)千甚至數(shù)萬種蛋白質(zhì)的細胞是如何運轉(zhuǎn)的?或者說這些蛋白質(zhì)在細胞內(nèi)是怎樣工作,如何相互作用!相互協(xié)調(diào)的?所有這些工作必須由蛋白質(zhì)組學研究來完成"蛋白質(zhì)組學不同于傳統(tǒng)蛋白質(zhì)學科之處在于它所研究的內(nèi)容涵蓋了某個機體或某個細胞全部的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能,其研究的目的是闡明生物體全部蛋白質(zhì)的表達模式與功能模式,內(nèi)容十分廣泛,包括蛋白質(zhì)的表達!存在方式(化學修飾)!結(jié)構(gòu)與功能的相互依賴關(guān)系以及從某個生物體或某個細胞全部蛋白質(zhì)整體活動角度揭示與闡明生命活動的基本規(guī)律"從技術(shù)上講,蛋白質(zhì)組學可劃分為3種類型:第一類是蛋白表達蛋白質(zhì)組學(ProteinexPressionproteomics),它是定量研究蛋白質(zhì)表達的技術(shù);第二類是結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)組學(structurlpraoteomics),主要任務是闡明蛋白質(zhì)復合體或一個細胞器內(nèi)的蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu);第三類是功能蛋白質(zhì)組學(functionalpro一teomics),主要任務是從分子水平分析亞細胞結(jié)構(gòu)中蛋白質(zhì)在功能上的組織構(gòu)成及蛋白質(zhì)表達譜"蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量在同一機體內(nèi)的不同細胞中各不相同,即使同一細胞在不同的細胞周期!不同條件下,蛋白質(zhì)組也是不斷變化的,而且在病理條件下或藥物治療過程中,細胞蛋白質(zhì)組成與正常生理情況下也不盡相同"其次,蛋白質(zhì)的翻譯后修飾使一個mRNA所能產(chǎn)生的蛋白質(zhì)數(shù)量遠遠多于基因數(shù)量,況且蛋白質(zhì)不能像DNA那樣能被擴增,低水平蛋白質(zhì)難于被檢測出來"因此,蛋白質(zhì)組學研究包括用現(xiàn)代分析技術(shù)和手段對蛋白質(zhì)進行分離!鑒定及圖譜制作等"

大學化學第28卷3蛋白質(zhì)研究的啟示從百年諾貝爾科學獎來看,蛋白質(zhì)化學的研究不等同于傳統(tǒng)意義上的化學,它是一個交叉學科,涉及到化學!生物學以及物理學的方法等,因此它可以授予化學獎,也可以授予生理或醫(yī)學獎"蛋白質(zhì)化學研究歷程預示著在/后基因組時代0的生物化學中,蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)研究具有戰(zhàn)略性的關(guān)鍵地位"以蛋白質(zhì)為主的生物大分子的功能主要決定于它們的三維結(jié)構(gòu)及其運動"因此,對有機體重要生命活動規(guī)律的研究,不僅需要基因的信息,還必須全面了解相關(guān)蛋白質(zhì)的精細三維結(jié)構(gòu)及其功能的關(guān)系"例如,80多年前菲比格(r)發(fā)現(xiàn)了癌基因,并因此獲得了1926年的諾貝爾生理或醫(yī)學獎(后來認為是錯誤的理論)"自那時以來,關(guān)于這些基因及其相關(guān)蛋白質(zhì)序列已被作為研究的熱點,但其致癌的分子機理始終不清楚"直到1997年,隨著對骯病毒的精細三維結(jié)構(gòu)的測定,才精確揭示了其致病機理,并因此獲得了諾貝爾獎"美國人普魯西納(er)發(fā)現(xiàn)的阮病毒揭示了某些疑難病癥是與特定蛋白質(zhì)的錯誤折疊和有害結(jié)構(gòu)相關(guān)"了解了這些疑難病癥的分子機理,對于推動新藥設(shè)計和研發(fā),有重要的現(xiàn)實意義"這些實例充分說明了基因與蛋白質(zhì)!蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能以及蛋白質(zhì)與生命活動等方面的關(guān)系"蛋白質(zhì)的研究歷程還表明,研究方法和研究手段上的重大突破,是取得一系列科學成就并導致重大科學發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵因素"費歇爾所運用的分析合成方法,桑格所運用的一系列物理化學方法,切哈諾夫等人所運用的泛素調(diào)節(jié)方法,這些方法給他們帶來的成功,有力地證明了這一科學發(fā)展規(guī)律"從蛋白質(zhì)的研究歷程中,我們還可以清晰地看到科學認識是無止境的,不存在永恒不變的科學真理"科學在本質(zhì)上是相對的!可變的!處在不斷的修正和發(fā)展過程中"從費歇爾創(chuàng)立多膚結(jié)構(gòu)理論到桑格揭秘胰島素的結(jié)構(gòu),再到維特里希描繪蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu),充分說明了相對性和動態(tài)性是科學的本質(zhì),也為我們滲透科學價值觀教育提供了良好素材"參馬靜,葛熙,昌增益.生命科學,2007,19(3):294王秋,張瀟文,高鋒.化學教學,2007(1):41吳棋.中學化學教學參考,2007(5):38張守林,馬宏佳,陶亞奇.化學教育,2的3(l):4倪菊華,周愛儒.中國生物化學與分子生物學報,2儀29,25(5):393朱永侃.化學教學,2儀嶺(12):32楊梅,劉艷梅,劉克文.化學教育,2儀為(1):6唐澤耀,戴淑芳,陳華,等.醫(yī)學與哲學,2005,26(l):53李文凱,李子博.長沙醫(yī)學院學報,2007,12(25):31考文獻