结构生物学研究在中国-生物化学与生物物理进展

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1、生物化学与生物物理进展ProgressinBiochemistryandBiophysics2014,41(10):944~971www.pibb.ac.cn结构生物学研究在中国摘要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．关键词结构生物学

2、，历史回顾学科分类号Q71DOI:10.3724/SP.J.1206.2014.00240生物物理所)、上海生物化学研究所(下称生化所)，玉历史发展北京大学化学系和生物系．在随后的日子里，这个王大成研究组在极为困难的工作条件和复杂的社会政治环(中国科学院生物物理研究所，北京100101)境中，艰苦奋斗，群策群力，相继在分辨率4魡(1970年)、2.5魡(1971年)、1.8魡(1974年)测定猪胰岛素三方二锌晶体结构[1-3](图1)，在国内外产生玉1历史的起点重要影响．胰岛素晶体结构测定是我国第一个解析45年前，1969年1月，在中国科学院物理研的蛋白质三维结构，也是

3、当时亚洲第一个、国际上究所组建了一个以测定猪胰岛素晶体结构为目标的少数成功解析的生物大分子三维结构，成为结构生协作研究组，后正式定名为“北京胰岛素结构研究物学研究在中国历史发展的起点．以此为发端，我组”．当时参加这一协作组的主要单位有中国科学国结构生物学工作者不畏艰辛，在坚持与开拓中奋院物理研究所(下称物理所)、生物物理研究所(下称力前行，推动我国结构生物学研究不断深入生命世(a)(b)(c)图1基于4魡分辨率(a)和1.8魡分辨率(b)的胰岛素二聚体结构模型，以及在晶体中的胰岛素单分子、二聚体、六聚体结构(c)2014;41(10)王大成,等：结构生物学研究在中国··

4、945界，走进国际前沿，已经成为我国生命科学中一个术，如适用于蛋白质晶体的X射线衍射仪，大量欣欣向荣的重要前沿学科．计算分析所需的大型计算机，同时对整个复杂的过我国猪胰岛素晶体结构测定的特殊研究历程及程缺乏经验．在这种情况下，完成研究目标是一项其所取得的成功，反映了我国早期结构生物学工作严峻挑战．研究组没有动摇，没有退缩，而是将这者的执着与坚韧，集体的智慧与才智．开拓进取不一研究看作是对一个科学前沿的攻坚，迎着挑战确畏艰难，群策群力紧密合作，追求科学不拘私利，立课题．自此以后，全体参加人员在明确重要科学是这一段历史、这一代人留下的精神．历史不会重目标的激励下，群策群力，

5、矢志以赴，克服了各种复，但应该记忆，因为历史的经验和教训值得记物质条件困难和社会政治环境干扰，直到取得最后取，历史的精神需要传承和发扬．成功．在这一过程中一批青年科学工作者表现出对作为我国生物物理学科发展的一个重要组成部重要科学目标的追求，不畏艰难开拓进取的精神，分，在纪念《生物化学与生物物理进展》(下称《进值得感佩和发扬．展》)创刊40周年之际，简要回顾这一段研究历史，群策群力无私合作重温其中蕴含的精神与体验，谨表对《进展》的贺忱，以及对参加猪胰岛素晶体结构研究全体成员的面对当时的各项研究难题，这个研究群体以各历史致意．学科专业人员的密切合作、集体智慧、勤奋踏实、不拘

6、私利的精神和行动，逐一攻克．这个研究群体艰难中抉择挑战下立题前后有数十人参加，也有相当大的流动性，但核心1965年，我国科学工作者通过化学途径在实力量是稳定的，在此基础上建立的组织结构有利于验室合成了具有充分生物活力的结晶牛胰岛素，在群策群力和个人智慧的发挥．当时按照专业领域和世界上首次完成了一类蛋白质的人工合成，在国内工作性质将全体人员分成4个大组：结晶与衍生物外产生重要影响．为了进一步拓展在这一科学方向制备，衍射相位解析，结构分析与模型构建，仪器上的成就，深入研究胰岛素的结构与功能关系，并技术与衍射数据收集与分析．每个大组按分工有自建立我国的蛋白质三维结构研究基础，

7、1966年初，己的专题组，不定期经常性讨论各自的专业问题，我国学术界提出了“测定胰岛素晶体结构”的研究各大组间一周开一次综合交流会，讨论解决相互关课题，并得到当时国家科学技术委员会的首肯．但联的问题和总体安排．对出现困难的关键问题即时很快由于“文化大革命”兴起，国内政治形势急剧组织“攻关组”，同时，工作人员完全按需分配，变化，文化、教育、科研和社会生产受到严重冲没有人考虑过其所承担的工作在今后的成果中占有击，该项课题几经起伏，直到在1969年1月，组什么位置，无私合作．由此形成了一个既能发挥个建了胰岛素晶体结构研究协作组，集体挂靠在中国人