化学生物学综述性论文

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1、化学生物学化学化工学院化学三班白潇然一、引言：化学生物学是研究生命过程中化学基础的科学。疾病的发生发展是致病因子对生命过程的干扰和破坏；药物的防治是对病理过程的干预。化学生物学通过用化学的理论和方法研究生命现象、生命过程的化学基础，通过探索干预和调整疾病发生发展的途径和机理，为新药发现中提供必不可少的理论依据。二、起源：化学生物学是自90年代中期以来的新兴研究领域。哈佛大学的Schreiber博士和Scripps研究所的Schultz博士分别在东西海岸引领这个领域，他们的所在地所形成的重心地位甚至在加强。从源头来讲，化学

2、是研究分子的科学，生物化学，分子生物学，还有生物学化学都是一样的。但是由于科学家们长期以来的习惯称谓，我们通常使用生物化学指蛋白质结构和活性的研究，用分子生物学指基因表达和控制的研究，用生物学化学指分子水平上的生物现象的研究。三、关键词化学生物学与分子生物学；临床医学；多学科融合；科研创新；虚拟实验；多方向研究；综合性实验四、主题综述：化学生物学使用小分子作为工具解决生物学的问题或通过干扰、调节正常过程了解蛋白质的功能。在某种意义上，使用小分子调节目标蛋白质与制药公司发展新药类似。但是，当所有公司的目标蛋白质到目前为止仅

3、是约450种的时候，人类基因组计划为我们带来了至少几万个目标蛋白质。最终的目标是寻找特异性调节素或寻找解开所有蛋白质之谜的钥匙，但这需要更系统和整体的方法而并非传统方法。化学生物学看起来是有希望的答案。系统的化学生物学仅仅诞生于90年代中期，部份是由于基础条件到那时才刚刚完备。代表性的技术进步包括机器人工程，高通量及高灵敏度的生物筛选，信息生物学，数据采集工具，组合化学和芯片技术例如DNA芯片。化学生物学更普遍的被叫做化学遗传学，而且它正在扩展到化学基因组学。和经典遗传学相比较，小分子并不是取代或超越基因表达，而是被用于

4、抑制或活化翻译过程。化学生物学、计算生物学与合成生物学，在生物芯片技术、计算模型方法与基因网络设计等方面构成了现代系统生物学与系统遗传学的重要技术基础。五、研究法方向及方法在进行研究的过程中，分为了正向研究和逆向研究。在正向法中，目标生物学现象第一次被定义，然后引起被寻找现象的分子选择自许多被应用的分子。被选择的分8子能被附到某些蛋白质上而且抑制/活化它们，引发重要的修饰，然后与分子相连的蛋白质被检查并研究。下面是使用正向法发现和发展肌基质蛋白的例子Nat。首先，为了获得足量得化合物以引发要得到的现象，通过组合化学的合成

5、方法制得嘌呤文库。多种化合物可与放射性研究引起的不同变异相比较。已经分化的神经原细胞和肌肉细胞很少被增殖。因此，一旦受伤，细胞长不好，恢复很难。这项研究的最初目的是为了找到一种化合物来引起改变肌肉细胞分化，达到再生目的。分化的肌肉组织构成交织的管状结构。几百个嘌呤类化合物被在96孔圆片上植入潜伏肌肉组织中，找到了能够分离相连接的组织的化合物。这种化合物自肌管隔断嘌呤命名为肌基质蛋白。事实上，肌基质蛋白并不仅切断肌管分离细胞，而且洗涤化合物并添加必需的养分以帮助增殖。更令人激动的是如果增殖的细胞开始分化，它们又造出肌管。换

6、言之，如果这种化合物被注入组织，一部分肌肉细胞就可期望再度生长并增殖，因而产生新的肌肉组织。虽然发现能够诱导需要的现象的化合物是最重要的前步骤，对与化合物反应的目标蛋白质的细致检查然后理解其活性和角色才是真正的辛苦工作。如果需要的现象定义得好，是否存在活性化合物的研究结果可以在短时间内显示。　　在肌基质蛋白的例子中，当细胞结构迅速改变时，预计细胞结构的构建蛋白质受到进攻，可以使用带有荧光标记的抗体观察细胞图像。然后是染色的肌球蛋白，它是体细胞的重要组成部分。绿色的是肌球蛋白，蓝色的是核。　　肌基质蛋白处理前后的差异是显而

7、易见的。在肌基质蛋白处理之前，细胞被统一连接，但是处理后，可以看到细胞相互分离。然而，是否肌球蛋白是目标蛋白质还不能确定。一些骨骼蛋白质是染色了的但是结果是相似的。可是，当使用微管蛋白使微管染色的时候，却得到了有趣的数据。同样，绿色是微管蛋白，蓝色是核。　　在被肌基质蛋白处理之前，与先前的照片类似，细胞与微管紧密相连，但是以肌基质蛋白处理过的细胞表现出破裂的微管。因此，一般猜测肌基质蛋白直接的或间接的攻击微管蛋白或微管。微管是个管形结构，含有a，b微管蛋白组合，它参与了支持细胞结构和染色体运动。　　微管蛋白有GTP连接位

8、点，也是制造微管过程中GTP水解制得GDP的GTP酶。微管含有增长+末端和消除-末端。在细胞分裂中，染色体转移需要良好控制的微管的形成和破坏。天然物质破坏微管或阻止微管蛋白的合成，干扰正常细胞的分裂。Colchicines是被用于无核西瓜的物质。从另一方面来说，紫杉酚过度稳定微管并阻止其动力学变化，也因其停止正常细胞