小柯毕业论文网专业从事毕业论文代写及发表服务网站 包括:代写硕士论文,代写毕业论文,代写本科毕业论文,论文发表等,为您解后顾之忧.
当前位置:小柯毕业论文网免费论文理工论文物理论文 → 生物软物质研究的新进展

本类热门阅览

站长推荐

生物软物质研究的新进展

减小字体 增大字体 作者:不详  来源:www.bob123.com  发布时间:最新发布
生物软物质研究的新进展是小柯论文网通过网络搜集,并由本站工作人员整理后发布的,生物软物质研究的新进展是篇质量较高的学术论文,供本站访问者学习和学术交流参考之用,不可用于其他商业目的,生物软物质研究的新进展的论文版权归原作者所有,因网络整理,有些文章作者不详,敬请谅解,如需转摘,请注明出处小柯论文网,如果此论文无法满足您的论文要求,您可以申请本站帮您代写论文,以下是正文。

  摘.要文章对近年来中科院物理研究所软物质物理实验室生物软物质研究的部分新进展做一简略介绍,包括DNA单分子研究,DNA与组蛋白的相互作用动力学研究,生物分子马达的运动机制研究,解旋酶与DNA的结合以及解旋DNA的动力学研究,朊病毒片段聚集的分子动力学研究,蛋白质折叠动力学的脉冲升温-时间分辨光谱研究,光合细菌外周捕光天线膜蛋白的拓扑结构研究等.
  关键词生物软物质,DNA,蛋白质,动力学,软物质物理
  Recent progress in biological soft matter research
  
  WANG Peng\|YeLI.MingWENG Yu\|Xiang
  (Laboratory of Soft Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
  
  AbstractOn the occasion of the 80th anniversary of the Institute of Physics we present a brief introduction to the recent progress in our research on biological soft matters in the Laboratory of Soft Matter Physics, including single\|molecule studies of DNA, the interaction dynamics between DNA and histones, the mechanism of biological molecular motors, the DNA binding and unwinding kinetics of helicases, molecular dynamics investigations on the aggregation of prion fragments, T\|jump/time\|resolved spectroscopy of protein folding dynamics, and studies on the topological shape of integral membrane protein light\|harvesting complexes from photosynthetic bacteria.
  Keywordsbiological soft matter, DNA, protein, dynamics, soft matter physics
  
  1.引言
  
  软物质这一概念由法国物理学家德热纳 (P.G. de Gennes) 首先提出,他在1991年诺贝尔奖授奖会上以“软物质(Soft Matter)”为演讲题目[1], 引起广泛关注.软物质的特征就体现在“软”上,比如轻轻施力即可使其产生较大形变,但它又不像普通流体(如水、空气)那样具有良好的流动性.软物质具有短距离的规则性,但缺乏长距离周期性,其形态与熵有很大关系.只有这样它才能够构造出千变万化极其复杂的系统,并可携带大量的信息,生命就是一个例子.因此,软物质是指处于固体和理想流体之间的复杂态物质.一般由大分子或基团组成,在自然界中广泛存在.软物质的基本特性是对外界微小作用的敏感性、非线性响应、自组织行为等.这类物质与普通固体、液体和气体大不相同.流体热涨落和固态的约束共同导致了软物质的新行为,体现了软物质组成、结构和相互作用的复杂性及其特殊性.软物质在介观尺度(大约从1nm到1μm)范围内,通过相互作用,可形成从简单的时空有序到复杂生命体一系列的结构体和动力学系统.软物质的丰富物理内涵和广泛应用背景引起越来越多物理学家的兴趣,是具挑战性和迫切性的重要研究方向,已成为凝聚态物理研究的重要前沿领域.
  软物质与生命活动紧密相关,生物体基本上均由软物质构成,如细胞及组成它的主要成分(脂膜、蛋白质、DNA、RNA等).软物质与一般硬物质的运动变化规律有许多本质区别,人们对这一研究领域的开拓还远未达到较完善的程度,任重而道远.软物质的概念是从物理学视点上研究生物大分子的主要出发点之一,是连接物理学与生命科学的一条重要纽带.应用现代物理学手段,理论与实验相结合,对一些重要的生物大分子及其相互作用的研究,有助于在分子水平上揭示生物大分子结构、运动与功能的关系.这是物理学与生命科学交叉的前沿领域,有许多问题有待深入研究,是学术界面临的长期研究方向.
  从物理学的视点上研究生命系统已经有了很长的历史.著名的物理学家薛定谔于1943年写的《生命是什么?》[2] 为分子生物学这一极其重要的研究领域的诞生提供了概念上的奠基.该小册子已影响了几代人,包括DNA结构的发现者之一克里克(F.H.C. Crick).其中提出的“生命以负熵为生”、“基因是非周期固体”等极具洞察力的观点至今仍具有很强的启迪作用.还有一位有名的物理学家伽莫夫(“大爆炸”宇宙模型提出者之一)在生物学上深刻分析了“遗传密码”(1954年),成为遗传密码研究的奠基人之一.随着科学的不断发展和研究方法的快速进步,物理学与生命科学越来越密不可分.尽管生命科学的研究近来突飞猛进,但其中仍存在许许多多未解之谜,对科学工作者极具挑战性.因此,从物理学的视点上看生物大分子,运用物理学的概念和方法(例如,通过先进的技术手段获得更精确的实验数据和应用更准确的定量模型来描述生物规律)研究生物物质及生命规律,将大有作为.
  物理学研究方法的特点是从复杂的万象中找出普遍的规律,这样的运动规律具有很强的普适性和精确性.这些普适规律对于生命物质也不例外.物理学手段的不断发展大力促进了生命科学甚至医学研究.例如最近几年发展起来的单分子观测手段和单分子微操纵技术,已经成为了研究生物大分子的相互作用及动力学的重要方法.特别是与荧光技术的结合,使得从前一些无法直接观察到的现象得以澄清.
  中国科学院物理研究所结合已有的研究基础和凝聚态物理学的发展动向,于2001年成立了软物质物理实验室.物理研究所主要从事凝聚态物理、光物理、原子分子物理和等离子体物理等方面的研究,很多基本研究方法和实验条件适用于研究软物质,是开展软物质物理研究的良好场所.经过几年的努力,软物质物理实验室在复杂流体、生物大分子的结构和动力学等方面取得了一些进展.下面就对我们近几年来在生物软物质研究方面的部分新进展进行一个简略的综述.
  
  2.研究进展
  
  2.1.单分子DNA
  DNA(脱氧核糖核酸)是生命的核心物质,是遗传信息的携带者.生命的蓝图——基因即存在于这一大分子中.从结构上看它是一个较简单的长丝状分子,由两条螺旋状的脱氧核糖核苷酸长链组成,即众所周知的双螺旋.双螺旋外侧是带有负电的戊糖-磷酸骨架,双螺旋内部共有四种碱基(分别用A, T, G, C表示),这四种碱基以氢键相互作用组成碱基对(A和T配对,2个氢键;G和C配对,3个氢键),组成互补链.在生命活动中,DNA的复制和转录等过程均须将碱基对的氢键打开.在生物体内(in vivo)这一过程是通过酶反应(如解旋酶)实现的.而在体外(in vitro),则可用加热的方法将氢键打开,使双链分离,导致DNA分子的熔化(melting),或称为变性(denature).这是一个很有用的方法,例如,目前已被广泛应用的PCR(聚合酶链式反应)技术的一个重要环节就是通过加热使DNA熔化.我们研究了单个DNA分子在拉伸力作用下的熔化现象[3].在DNA分子两端施加一定的拉伸力,常温下即可使碱基对的氢键打开,使DNA双链分离.我们利用分子梳技术将λ\|噬菌体DNA分子展开到疏水表面上,并拉伸到其伸直长度(contour length, 16.2μm)的大约1.6倍.利用荧光分子只有与双链DNA结合才发射出较强荧光这一特点,通过荧光显微方法直接观察到了拉伸力导致的DNA单分子熔化现象,并发现钠离子、镁离子及pH值对DNA分子的拉伸有明显影响.
本站关键词:毕业论文此论文来源于 小柯论文网 http://www.bob123.com
 
代写论文,8年品质,包通过包修改