为发挥中西医结合的优势,中西药配伍治疗常见病比较普遍,但合理伍用能使药物更好地发挥治疗作用,反之则不能获得预期的治疗效果,甚至产生不良反应。笔者现结合本院1 000例中西药配伍应用处方,浅析中西药配伍应用的有关问题。1 一般资料资料来源于本院门诊部中、西药配伍应用处方。1000例处方分属以下3种:①首诊医生确诊一种疾病采用中西药配伍用药者423例;②以1种疾病先后到中西医就诊同时用药者328例;③2种以上疾病同时应用中西药治疗者249例。中西药伍用形式分3种:①中药汤剂与西药配伍347例;②中成药与西药配伍315例;③中西药注射剂分别或同时伍用338例。2 随访结果①中西药合用有协同、增效者508例;②中西药伍用降低不良反应者321例;③不合理伍用产生不良反应者171例。3 分析3.1 相互制约,减轻不良反应临床应用的许多西药成分单一,其治疗作用虽然明显,但药物不良反应较大,用相应西药对抗或治疗效果不佳,实践证明配合有效中药可获得理想的效果。如多数抗肿瘤化学药物有严重的消化道反应及骨髓抑制引起白细胞减少等不良反应,将其配伍海螵蛸、白及、女贞子、石韦、补骨脂、山茱萸等可有效减轻化疗中的不良反应,特别是保护胃黏膜、防止白细胞数目下降,提高机体免疫力效果较好,其作用机理是海螵蛸所含大量硫酸钙和白及含的白及胶质等均有收敛、止血、制酸、消肿生肌等作用,对控制5-氟脲嘧啶等化疗等药物引起消化道反应有很好效果;女贞子、石韦、补骨脂、山茱萸分别含有女贞苷、黄酮苷及其他多种苷类等,与环磷酰胺等化疗药物伍用可防止骨髓抑制引起的白细胞数目下降。当前用于抗精神失常的药物氯丙嗪有损害肝脏功能的不良反应,治疗疾病时如与珍珠层粉伍用,对肝功能受损者有较好改善作用,其作用机理是珍珠层粉含有20余种氨基酸及铜、铁、锌、镁等多种元素,有安神定惊、清热解毒的功能,两者合并应用,不但增加镇静效果,而且也利用了氨基酸保肝的作用。链霉素在抗菌消炎治疗中应用较广,但其不良反应也较大,故临床用甘草与链霉素配伍使用,可以降低或消除链霉素的毒性[1]。通过这种方法,在原来因链霉素毒性作用而不能继续使用的患者中,有80%可以继续使用。3.2 发挥协同作用,提高疗效3.2.1 中药及其制剂与抗生素伍用效果较好很多中草药如黄连、黄芩、黄柏、蒲公英、金银花、穿心莲等均有清热解毒、抑菌的作用,象黄连中的小檗碱、黄芩中的黄芩苷、金银花中的绿原酸、穿心莲中的穿心莲内酯均有抑菌成分,对痢疾杆菌、伤寒杆菌、金黄色葡萄球菌、链球菌、结核杆菌均有抑制作用。黄芩、金银花合用时,在抑制耐药菌体的蛋白质合成方面有协同作用,与青霉素配伍使用时能增强青霉素对耐药金黄色葡萄球菌的抑制作用。本组资料证明,多数急性上呼吸道感染病例,在应用抗生素的同时伍用上述中草药的患者痊愈状况比单纯应用抗生素者效果好,用药时间一般可缩短2~3 d。另外,板蓝根、大青叶、柴胡具有较强的抗病毒成分,在流行性感冒、肝炎高峰期治疗与西药配伍也收到很好的疗效。3.2.2 中药及其制剂与治疗冠心病药物伍用可提高疗效如三七、赤芍与乳酸心可定配伍应用可增加冠状动脉血流量,扩张血管降压,减轻心脏负荷,降低血脂等作用;生脉散、丹参注射液与东莨菪碱伍用治疗窦房结综合征既可提高心率,又可改善血液循环,缓解心肌缺血,从而达到标本兼治、相辅相成的功效。3.3 中西药配伍禁忌3.3.1 与降糖药类不能伍用的中药甘草、鹿茸、麦冬、黄芩、川贝母等含有糖皮质激素样物质,其对糖代谢的作用与胰岛素相反,能促进糖元异生,升高血糖,故上述中西药伍用可使降糖作用减弱。3.3.2 与铁剂不能伍用的中药铁剂在酸性环境下易于吸收利用,延胡索含生物碱能抑制胃酸分泌,降低胃液的酸度,影响铁的吸收;杏仁、桃仁、乌梅等含杏仁苷和苦杏仁苷,可与铁剂作用生成亚铁氰化铁,从而影响铁剂的吸收利用。3.3.3 与胃蛋白酶不能伍用的中药胃蛋白酶需在酸性环境下才能发挥作用,延胡索、栀子、茯苓、桔梗、柴胡、甘草等能抑制胃酸分泌,降低胃液酸度,抑制胃蛋白酶活性;含碱性的中药,如硼砂、海螵蛸及成药行气散等能中和胃酸、使胃酸pH值上升,从而降低胃蛋白酶的疗效;白矾含硫酸铝钾,对酶有凝固作用,使酶失去活性,所以胃蛋白酶不能与之合用,以免降低或失去治疗作用,延误病情。3.3.4 与胃复安不能伍用的中药胃复安具有较强的拟胆碱作用,能显著加速胃排空,改善胃麻痹症状。含莨菪类生物碱的洋金花、莨菪、颠茄等能拮抗胆碱能神经,延缓胃排空;罂粟壳亦可延缓胃排空,它们在药理作用上与胃复安相互拮抗。3.3.5 与氨基苷类、磺胺类、治疗溃疡病类药物不能伍用的中药酸性(碱性)中成药不易与碱性(酸性)西药配伍,以免引起中和反应而降低药效[2],如山楂、五味子、乌梅、山茱萸及成药山楂丸、保和丸等含有丰富的维生素C、枸橼酸、苹果酸、酒石酸等有机酸[3],进入体内均使尿液酸度增加,如与磺胺药物同用,有机酸所致的酸性环境使乙酰化后的磺胺溶解度降低,易在肾小管中析出结晶,损伤肾小管及输尿管的上皮细胞,尤其是大量或长期同用易引起结晶尿、血尿、尿闭等;氨基糖苷类抗生素在碱性尿液中抗菌力强,如果同用上述酸性中药,使尿液pH值小于4时,则几乎无抗菌作用;治疗胃、十二指肠溃疡的药物多属碱性,如果同时服用上述含酸性成分的中药,因酸碱中和反应,易降低或丧失这类西药的药效。3.3.6 与氨茶碱和降压药不能伍用的中药氨茶碱对中枢神经有兴奋作用,麻黄的有效成分麻黄碱可增加氨茶碱的毒性,即小剂量麻黄碱可使氨茶碱毒性增加;另外,麻黄碱系拟肾上腺素药,能通过竞争抑制作用而减弱利血平、胍乙腚的降压作用。3.3.7 与抗结核药不能合用的中药利福平与地榆、虎杖等含有较多鞣质的中药及制剂合用时会妨碍利福平的吸收,降低血液浓度,影响疗效;异烟肼分子结构中有配位体,遇到钙、铁、镁、铝等金属离子易发生反应生成螯生物。因此,石膏、海螵蛸、牡蛎、磁石、自然铜、滑石、明矾等含有各种离子型中药及制剂不宜于异烟肼合用,以免影响药物吸收,降低疗效。3.3.8 与红霉素不能合用的中药红霉素易被胃酸破坏,莨菪碱类中药能抑制胃蠕动,延缓胃的排空,致使红霉素在胃内停留时间延长。生姜、鸡内金、大黄、肉桂、丁香、马钱子等能促进胃液及胃酸的分泌,同样使红霉素的破坏增大;巴豆、牵牛子、瓜蒌及何首乌等峻泻作用,加速肠蠕动,缩短红霉素在肠道的停留时间,影响吸收;地榆、虎杖、石榴皮、金钱草等含有较多的鞣质可与红霉素相结合,影响抗菌活力;炭剂中药亦在胃肠道中吸收红霉素,影响吸收,降低其生物利用度。
电气工程及其自动化的触角伸向各行各业,小到一个开关的设计,大到宇航飞机的研究,都有它的身影。本专业生能够从事与电气工程有关的系统运行、自动控制、电力电子技术、信息处理、试验技术、研制开发、经济管理以及电子与计算机技术应用等领域的工作,是宽口径“复合型”高级工程技术人才。该领域对高水平人才的需求很大。据估计,随着国外大企业的进入,在这一专业领域将出现很大缺口,那时很可能出现人才供不应求的现象。编辑本段专业介绍 电气自动化控制理论和电力网理论是电气工程及自动化专业的基础,电力电子技术、计算机技术则为其主要技术手段,同时也包含了系统分析、系统设计、系统开发以及系统管理与决策等研究领域。该专业还有一些特点,就是强弱电结合、电工电子技术相结合、软件与硬件相结合,具有交叉学科的性质,电力、电子、控制、计算机多学科综合,使毕业生具有较强的适应能力,是“宽口径”专业。 电气工程及其自动化专业对广大考生有很强的吸引力,属于热门专业,高考录取分数线往往要比其他专业方向高许多,造成这一情况的主要原因有:①就业容易,工作环境好,收入高;②名称好听,专业内容对学生有吸引力; 社会宣传和舆论导向对其有利。该专业方向有着非常好的发展前景,研究成果较容易向现实产品转换,而且效益相当可观。他创造性的研究思路吸引着众多考生,这里的确是展示他们才能的好地方。但是鉴于国内现在的形式,考生在报考该专业的时候应该注意以下两点: (1)充分考虑自己的兴趣。也许自己本来并不对该方向感兴趣,但是许多人都说好,于是自己就“感兴趣”了。这对以后的发展是很不利的,毕竟兴趣是最好的老师。 (2)衡量自己的综合素质。电气工程及自动化专业需要具有扎实的数学、物理基础,较强的外语综合能力,为今后能够掌握并且灵活运用专业知识做准备。该专业方向的人才需求虽然大,但可供选择的人也很多,如果没有非常强的综合素质,很难在众人之中脱颖而出,取得突出成绩。也许这对许多胸怀远大志向的考生来说是不能接受的。 当然,这里所说的两点是否可行也和学生个人的追求有关,如果一个人追求仅限于一份较好的工作,该专业的确是一个不错的选择。但是,如果想在科技创新方面做出突破性的贡献还是要建立在个人实力以及刻苦努力的基础上,馅饼是决不会无缘无故从天上掉下来的。 由于本专业研究范围广,应用前景好,毕业生的专业素养相对较高,因此就业形势非常好。我国现在非常需要该专业方向的人才,小到一个家庭,大到整个社会,都离不开这些专业人才的工作。通常情况下,学生毕业后可以选择国有的质量技术监督部门、研究所、工矿企业等;也可以是一些外资、私营企业,待遇当然是相当可观的。如果学生能力足够强,又在学习期间积累了比较好的研究成果,完全可以自己创业,闯出一片属于自己的天空。需要指出的是,由于国外在该专业方向的研究要领先于我们,因此如果想要有进一步的发展,确立自己在国内该方向的领先地位,出国深造是一个不错的选择。 电气工程及其自动化专业代码:编辑本段教育发展 电气工程与自动化专业是理、工、文相结合,融机械工程、艺术学和计算机设计于一体的新型交叉学科专业之一。主干学科包括电子工程、计算机科学与技术、控制科学与工程。 电力控制箱本专业产生于70年代,首先在英国的牛津大学,首次实现的是直流电的控制方式,那时候执行元件的驱动电压是直流的,控制电压也是直流的,自动化系统的工作方式是很简单、粗糙的,精度也很低。但直流的控制方式由于其历史的久远而被人们所熟知,自然而然的人们想到了用直流电去控制交流执行元件。随着晶体管、大功率晶体管、场效应管等大功率的电子器件的出现和成熟、以及建立在场的理论上、以现代数学、矩阵代数为理论依据的弱电强电控制系统更使电子技术与自动化达到新的历史高度。至此,本专业得到了广泛的发展,日本、美国、英国及其他国家的大学也纷纷设立了本专业,在这一时期的成果也并不少,诸如完成数控机床,车间厂房自动控制的工作已经是新的课题。电子技术与自动化、计算机的有机结合,赋予电子工程及自动化专业以全新的内涵。无人操纵,系统简化,格局合理,即插即用型的产品成为新宠。 建国初期(1949—1966)我国许多大学设立了本专业,主要实践性教学环节包括电路与电子技术实验、电子工艺实习、金工实习课程设计、生产实习、毕业设计,并为国家培养了许多的这方面人才。他们已成为本行业的专家学者,分布在我国许多省、市,成为骨干力量。 “文革”期间,由于受政治的影响,全国的高等院校相继停止招生,本专业受到了很大的影响,先是老师被批斗,后来学校根本办不下去了,只能停止招生。但是,即便如此,许多老师并没有停止研究。他们知道电子工程及自动化对我国的现代化建设起重要的作用,因而,在这一时期,并没有放弃对专业的研究和探索。 改革开放以后,在党中央的正确领导下,大学恢复了招生,本专业也发展起来,许多大学设立了本专业,并陆续招生,每年为国家培养大量的高级复合型人才,包括学士、博士等高级知识分子,特别是目前,各专业扩招,本专业的招生量也在上升。虽然我国在这方面的发展还没有站在世界的最前沿,但随着我国综合国力的提高,对外交往的增加,我们已经逐渐缩小与发达国家的差距。具有代表性的是:每秒3000亿次计算机研制成功;纳米技术的掌握;模拟技术的应用。一个不容忽视的问题摆在我们面前:如何迎接新技术革命的挑战?经过本专业的老师和同学的共同努力,把电子工程及自动化专业拓展开来,分为“电力系统及其自动化”和“电子信息工程”,涵盖原有“绝缘技术”、“电气绝缘与电缆”、“电机电器及其控制”、“电气工程及其自动化”、“应用电子技术”和“光源与照明”等几个专业方向。设有“高电压与绝缘技术”、“电机与电器”、“电力电子与电力传动”和“电工理论与新技术”、“高电压与绝缘技术”博士学位方向。并以工业产品设计为基础,应用计算机造型、设计、实现工业产品的结构、性能、加工、外形等的设计和优化。该专业培养适应社会急需的,既有扎实科学技术基础又有艺术创新能力的高级复合型技术人才。本专业着重培养学生外语、计算机应用、产品造型、设计等实际工作能力,实现平面设计、立体设计等产品设计的全面智能化。该专业毕业生可从事工业产品造型设计、计算机应用、视觉传达设计、环境设计、广告创意、企业形象策划等行业的教学、科研、生产、开发和管理工作。囊括了电路原理、电子技术基础、电机学、电力电子技术、电力拖动与控制、计算机技术(语言、软件基础、硬件基础、单片机等)、信号与系统、控制理论等课程。高年级还根据社会需要学习柔性的、适应性强、覆盖面宽的专业课及专业选修课。同时也进行电机与控制实验、电子工程系统实验、电力电子实验等。 一直以来,我国在CIMS,自动控制,机器人产品,专用集成电路等等方面有了长足的进步。例如:“基于微机环境的集成化CAPP应用框架与开发平台”开发了以工艺知识库为核心的、以交互式设计模式为基础的综合智能化CAPP开发平台与应用框架(CAPPFramework),推出金叶CAPP、同方CAPP等系列产品。具有支持工艺知识建模和动态知识获取、各类工艺的设计与信息管理、产品工艺信息共享、支持特征基创成工艺决策等功能,并提供工艺知识库管理、工艺卡片格式定义等应用支持工具和二次开发工具。系统开放性好,易于扩充和维护。产品已在全国的企业,特别是CIMS示范工程企业,推广应用,还研制了自动控制装置及系列产品,红外光电式安全保护装置,大功率、高品质开关电源的开发。机器人产品包括移动龙门式自动喷涂机,电动喷涂机器人,柔性仿形自动喷涂机,往复式喷涂机,自动涂胶机器人,框架式机器人,搬运机器人,弧焊机器人的研制。以上这些产品的开发应用还只是电子工程与自动化在生产中的一个侧面,不足以反映其全貌。在国外先进技术的冲击下,从各个方面进行新一轮技术重组。形势是严峻的,同时也充满机遇。另外,站长团上有产品团购,便宜有保证
施旺是一位杰出的生理学家。在1834年~1839年间,他在柏林弥勒的实验室从事动物生理学方面的研究,并取得很大成绩。
1835年,施旺研究组织器官的生理特性及其在物理测量上的关系。他对不同负载下的肌肉给以同样刺激,然后测量其在收缩时的长度,从而得出肌肉在收缩时的强度。这个“量肌”实验虽然很简单,但对生理学的影响非常深刻,这是人类第一次把生命现象中的力,运用物理测量方法加以分析和检验,并定量揭示其运动规律的实验。
在进行“量肌”实验的同时,施旺还对胃的消化液进行探索与研究。1836年,他发现了胃蛋白酶。他在论文中写到:“胃酸有助于另一种基本消化物质的形成,这种物质一旦形成,就能独立地进行消化。”他把这种消化物质正式命名为胃蛋白酶。现在我们知道,胃蛋白酶是胃液中最主要的消化酶,它由胃腺的主细胞合成,以胃蛋白酶原的形式释放,在胃腔中被盐酸激活成胃蛋白酶,在它的催化作用下,可以将蛋白质水解成多肽。
施旺在研究脊椎动物如蝌蚪神经时发现,脑神经和脊神经中的有些神经外面有髓鞘细胞。髓鞘细胞经过多次缠绕神经,可在神经外面形成鞘,即髓鞘。为纪念这一伟大的发现,人们又将髓鞘细胞称为施旺氏细胞,髓鞘称为施旺氏鞘。施旺氏鞘在神经冲动的传导过程中起着重要作用。现代研究发现,施旺氏鞘具有良好的绝缘作用,使神经冲动的传导速度大大加快,同时节约了大约5000倍的能量。
1836年,施旺还详细地描述了酵母菌的增殖。他第一次公开宣布酒的发酵同酵母菌生活周期之间存在着某种密切的关系。他指出酒精发酵是在生物体细胞内进行的,细胞是代谢的基本单位。现在看来,这个观点相当正确,但在当时却遭到了许多知名学者的反对。施旺性格内向、胆怯,过于虔诚、温文尔雅,不愿与别人争论,也不适宜争论。在激烈的学术争吵中,他在心理上被压垮了,并将微生物这一领域留给了法国著名的科学家巴斯德去保卫、去占领。巴斯德是一位从不放下武器,一直战斗到所有敌人都被征服为止的人物。
施旺在早期还曾写过一篇《论空气对鸟卵孵化的必要性》的论文,颇受弥勒的好评,在这篇论文中,他发现鸟在胚胎发育过程中需要氧气这一事实。
1839年~1848年,施旺在吕温天主教大学期间,曾发明利用胆汁瘘研究胆汁在消化系统中的作用,并推断出胆汁分泌不足将有碍于健康的观点,但胆汁究竟有什么作用,他并未对此进行深入研究。1844年,他发表的关于胆汁瘘的论文是他最后几篇生理学论文之一。
大家好,本期为大家带来的是Nature集团旗下的子刊Nature Communications,专门发表生物学、物理学和化学等各领域的高质量研究论文,2020年的影响因子为14.91.
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Cryo-EM structures of human A2ML1 elucidate the protease-inhibitory mechanism of the A2M family
人 A2ML1 的冷冻电镜结构阐明了 A2M 家族的蛋白酶抑制机制
A2ML1 是一种单体蛋白酶抑制剂,属于蛋白酶抑制剂和补体因子的 A2M 超家族。该研究中,作者研究了人类 A2ML1 的蛋白酶抑制机制,并确定了其天然和蛋白酶切割构象的结构。 A2ML1 的功能抑制单元是一种单体,它依赖于蛋白酶的共价结合(由 A2ML1 的硫酯介导)来实现抑制。与将蛋白酶捕获在由四个亚基形成的两个内室中的 A2M 四聚体相比,在蛋白酶切割的单体 A2ML1 中,无序区域围绕捕获的蛋白酶并可能阻止底物进入。在天然 A2ML1 中,诱饵区域穿过疏水通道,这表明诱饵区域切割对这种排列的破坏会触发广泛的构象变化,从而导致蛋白酶抑制。与补体 C3/C4 的结构比较表明,A2M 蛋白质超家族具有这种机制,可触发蛋白水解激活后发生的构象变化。
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Origins of glycan selectivity in streptococcal Siglec-like adhesins suggest mechanisms of receptor adaptation
链球菌 Siglec 样粘附素中聚糖选择性的起源表明受体适应机制
细菌与宿主受体的结合是共生和发病机制的基础。 许多链球菌使用 Siglec 样结合区 (SLBR) 粘附在细胞表面表达的蛋白质附着碳水化合物上。 识别的精确聚糖库可能决定生物体是否是严格的共生体而不是病原体。 然而,目前尚不清楚是什么驱动了受体选择性。 该研究中,作者使用了五个具有代表性的 SLBR,并确定了序列和结构高变的受体结合位点区域。 结果表明,这些区域使用嵌合发生和单个氨基酸取代来控制首选碳水化合物配体的身份。 作者进一步评估了首选配体的身份如何影响与人类唾液和血浆样品中糖蛋白受体的相互作用。 由于点突变可以改变首选的人类受体,这些研究表明链球菌如何适应环境聚糖库的变化。
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Computationally designed hyperactive Cas9 enzymes
计算设计的高活性 Cas9 酶
改变活细胞基因组的能力是了解基因如何影响生物体功能的关键,并且对于修改生命系统以达到有用的目的至关重要。 然而,这一目标长期以来一直受到基因工程所涉及的技术挑战的限制。 基因编辑的最新进展绕过了其中一些挑战,但结果并不理想。 该研究中,作者使用 FuncLib 计算设计具有显着更高的不依赖于供体的编辑活性的 Cas9 酶。 作者使用与酵母细胞存活相关的遗传回路来量化 Cas9 活性并发现工程区域之间的协同相互作用。 这些过度活跃的 Cas9 变体在哺乳动物细胞中有效发挥作用,并将更大、更多样化的插入和缺失池引入目标基因组区域,为增强和扩展基于 CRISPR 的基因编辑的可能应用提供了工具。
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Modular (de)construction of complex bacterial phenotypes by CRISPR/nCas9-assisted, multiplex cytidine base-editing
通过 CRISPR/nCas9 辅助、多重胞苷碱基编辑对复杂细菌表型进行
模块化(去)构建
CRISPR/Cas 技术构成了基因组工程的强大工具,但它们在非传统细菌中的使用取决于宿主因素或外源重组酶,这限制了效率和通量。该研究中,作者通过为革兰氏阴性菌开发广泛适用的基因组工程工具集来减轻这些实际限制。该挑战通过定制 CRISPR 碱基编辑器来解决,该编辑器能够以 >90% 的效率实现单核苷酸分辨率操作 (C·G T·A)。此外,将 Cas6 介导的guide RNAs 处理整合到用于质粒组装的流线型协议中,支持多重碱基编辑,效率 >85%。该工具集用于构建和解构土壤细菌恶臭假单胞菌中的复杂表型。芳香化合物生产表型的单步工程和复杂氧化还原代谢的多步解构说明了该工具箱提供的多重碱基编辑的多功能性。因此,这种方法克服了以前技术的典型局限性,并赋予了迄今为止遥不可及的革兰氏阴性细菌工程计划。
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Improving recombinant protein production by yeast through genome-scale modeling using proteome constraints
通过使用蛋白质组约束的基因组规模建模提高酵母的重组蛋白产量
真核细胞被用作细胞工厂来生产和分泌大量重组药物蛋白,包括目前最畅销的几种药物。 由于分泌途径的重要作用和复杂性,传统上通过代谢工程改进重组蛋白生产相对临时。 并且需要一种更系统的方法来产生新颖的设计原则。 该研究中,作者提出了酵母酿酒酵母 (pcSecYeast) 的蛋白质组约束的基因组规模蛋白质分泌模型,这使得能够模拟和解释由有限的分泌能力引起的表型。 作者进一步应用 pcSecYeast 模型来预测生产几种重组蛋白的过表达目标。通过实验验证了许多预测的 α-淀粉酶生产目标,以证明 pcSecYeast 作为计算工具在指导酵母工程和改进重组蛋白生产方面的应用。
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An in vivo gene amplification system for high level expression in Saccharomyces cerevisiae
一种在酿酒酵母中高水平表达的体内基因扩增系统
由于基因表达水平不足导致的代谢途径瓶颈仍然是使用微生物细胞工厂进行工业生物生产的一个重大问题。增加基因剂量可以克服这些瓶颈,但目前的方法存在许多缺点。该研究中,作者描述了 HapAmp,一种使用单倍体不足作为进化力量来驱动体内基因扩增的方法。 HapAmp 可实现异源基因拷贝的高效、可滴定和稳定整合,将多达 47 个拷贝传递到酵母基因组中。该方法以代谢工程为例,可显着提高倍半萜橙花油、单萜柠檬烯和四萜番茄红素的产量。柠檬烯滴度在单个工程步骤中提高了 20 倍,在烧瓶培养中 1 g L -1 。作者还展示了酵母中异源蛋白质产量的显着增加。 HapAmp 是一种快速解锁代谢瓶颈的有效方法,用于微生物细胞工厂的发展。
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Discovery and characterization of a terpene biosynthetic pathway featuring a norbornene-forming Diels-Alderase
发现和表征具有降冰片烯形成 Diels-Alderase 的萜烯生物合成途径
周环酶,即催化周环反应的酶,形成了具有生物催化效用的不断扩大的酶家族。尽管发现了越来越多的周环酶,但令人惊讶的是,环戊二烯和烯烃亲二烯体之间的 Diels-Alder 环化反应形成降冰片烯,这是合成化学中研究最好的环加成反应之一,迄今为止还没有相应的酶促反应。该研究中,作者报告了以降冰片烯合酶 SdnG 为特征的途径的发现,该途径用于生物合成 sordaricin - 抗真菌天然产物 sordarin 的萜烯前体。sordaricin 生物合成的完全重构揭示了 Nature 使用的一种简洁的氧化策略,用于将完全碳氢化合物前体转化为 SdnG 的高度功能化底物,用于分子内 Diels-Alder 环加成。SdnG 生成 sordaricin 的降冰片烯核心并加速该反应以抑制活化的亲双烯体的宿主介导的氧化还原修饰。这项工作的发现扩大了周环酶催化反应和 P450 介导的萜烯成熟的范围。
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Rationally engineering santalene synthase to readjust the component ratio of sandalwood oil
合理改造檀香合成酶调整檀香油成分比例
植物精油 (PEO) 广泛用于化妆品和保健品行业。 PEO的成分比例决定了它们的质量。在PEO生物技术平台的建设中,控制组分比例是一项挑战。该研究中,作者通过多尺度模拟 探索 产物混杂和产物特异性檀香烯合酶(即 SaSSy 和 SanSyn)的催化反应途径。 SanSyn 的 F441 被发现是限制中间体构象动力学的关键残基,因此一般碱基 T298 的直接去质子化主要产生 α-檀香烯。随后对该塑料残基的诱变导致产生突变酶 SanSynF441V,该酶可产生 α-和 β-檀香烯。通过代谢工程的努力,檀香萜/檀香酚滴度达到 704.2 mg/L,成分比与 ISO 3518:2002 标准非常匹配。本研究代表了通过代谢和酶工程相结合构建具有理想组分比例的 PEO 生物技术平台的范例。
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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蛋白质(protein)是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。因此,它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16.3%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.8kg。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸,吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质,同时新的蛋白质又在不断代谢与分解,时刻处于动态平衡中。因此,食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例,关系到人体蛋白质合成的量,尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿,都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系[编辑本段]蛋白质的生理功能1、构造人的身体:蛋白质是一切生命的物质基础,是肌体细胞的重要组成部分,是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织:毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成,所以说饮食造就人本身。蛋白质对人的生长发育非常重要。比如大脑发育的特点是一次性完成细胞增殖,人的大脑细胞的增长有二个高峰期。第一个是胎儿三个月的时候;第二个是出生后到一岁,特别是0---6个月的婴儿是大脑细胞猛烈增长的时期。到一岁大脑细胞增殖基本完成,其数量已达成人的9/10。所以0到1岁儿童对蛋白质的摄入要求很有特色,对儿童的智力发展尤关重要。2、修补人体组织:人的身体由百兆亿个细胞组成,细胞可以说是生命的最小单位,它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次,而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好,那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之,人则经常处于亚健康状态。组织受损后,包括外伤,不能得到及时和高质量的修补,便会加速机体衰退。3、维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白—输送氧(红血球更新速率250万/秒)、脂蛋白—输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。4、白蛋白:维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白:有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体(免疫球蛋白)、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时,这个部队就很强,在需要时,数小时内可以增加100倍。7、构成人体必需的催化和调节功能的各种酶。我们身体有数千种酶,每一种只能参与一种生化反应。人体细胞里每分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。相应的酶充足,反应就会顺利、快捷的进行,我们就会精力充沛,不易生病。否则,反应就变慢或者被阻断。8、激素的主要原料。具有调节体内各器官的生理活性。胰岛素是由51个氨基酸分子合成。生长素是由191个氨基酸分子合成。7、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能:味觉、视觉和记忆。8、胶原蛋白:占身体蛋白质的1/3,生成结缔组织,构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等,决定了皮肤的弹性,保护大脑(在大脑脑细胞中,很大一部分是胶原细胞,并且形成血脑屏障保护大脑)9、提供热能。[编辑本段]蛋白质的作用蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中,起着十分重要的作用。生物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质还参与基因表达的调节,以及细胞中氧化还原、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。在细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶主要也是蛋白质。许多重要的激素,如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质。此外,多种蛋白质,如植物种子(豆、花生、小麦等)中的蛋白质和动物蛋白、奶酪等都是供生物营养生长之用的蛋白质。有些蛋白质如蛇毒、蜂毒等是动物攻防的武器。蛋白质和健康蛋白质是荷兰科学家格里特在1838年发现的。他观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。蛋白质是生物体内一种极重要的高分子有机物,占人体干重的54%。蛋白质主要由氨基酸组成,因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。人体中估计有10万种以上的蛋白质。生命是物质运动的高级形式,这种运动方式是通过蛋白质来实现的,所以蛋白质有极其重要的生物学意义。人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。生命运动需要蛋白质,也离不开蛋白质。球状蛋白质(三级结构)人体内的一些生理活性物质如胺类、神经递质、多肽类激素、抗体、酶、核蛋白以及细胞膜上、血液中起“载体”作用的蛋白都离不开蛋白质,它对调节生理功能,维持新陈代谢起着极其重要的作用。人体运动系统中肌肉的成分以及肌肉在收缩、作功、完成动作过程中的代谢无不与蛋白质有关,离开了蛋白质,体育锻炼就无从谈起。在生物学中,蛋白质被解释为是由氨基酸借肽键联接起来形成的多肽,然后由多肽连接起来形成的物质。通俗易懂些说,它就是构成人体组织器官的支架和主要物质,在人体生命活动中,起着重要作用,可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。每天的饮食中蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类及鱼类中。蛋白质缺乏:成年人:肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血,严重者将产生水肿。未成年人:生长发育停滞、贫血、智力发育差,视觉差。蛋白质过量:蛋白质在体内不能贮存,多了肌体无法吸收,过量摄入蛋白质,将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至于死亡。[编辑本段]必需氨基酸和非必需氨基酸纤维状蛋白质(二级结构)食物中的蛋白质必须经过肠胃道消化,分解成氨基酸才能被人体吸收利用,人体对蛋白质的需要实际就是对氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在数量和种类上都能满足人体需要身体才能利用它们合成自身的蛋白质。营养学上将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要,必须从食物中摄取的氨基酸。对成人来说,这类氨基酸有8种,包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸。对婴儿来说,组氨酸和精氨酸也是必需氨基酸。非必需氨基酸并不是说人体不需要这些氨基酸,而是说人体可以自身合成或由其它氨基酸转化而得到,不一定非从食物直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供给充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。
可以参考以下资料中国淡水鱼养殖业呈现良好的发展势头,产量逐年增加,尤其是《鄱阳湖生态经济区规划》列为国家发展战略之后,淡水鱼产业得到了进一步的发展.据统计,2010年我国淡水鱼年产量达2225.6万吨,比2000年增长63.84%.随着淡水鱼产量的不断增加,鱼糜等淡水鱼加工产业迅猛发展,与此同时产生的加工废弃物却造成了巨大的环境污染.鱼鳞是淡水鱼加工的主要废弃物之一,含有丰富的胶原蛋白,是一种很好的明胶源,具有安全性能高,适用人群广等优点,有望成为哺乳动物明胶的替代物.然而目前,鱼鳞大多被丢弃,不仅造成了环境污染,而且严重地浪费了这一可利用资源.针对上述状况,本着变废为宝,可持续发展的宗旨,本论文以废弃物鱼鳞为原料,经组织捣碎机处理,酸法脱钙,水法制备鱼鳞明胶,并与猪皮明胶,牛皮明胶进行对比,对其性质进行研究,为其应用奠定一定的基础.以自制的鱼鳞明胶为对象,根据硫酸铵分级盐析沉淀蛋白质理论,制备出五种鱼鳞明胶组分.以凝胶强度为凝胶性能的评价指标,利用SDS-PAGE凝胶电泳,纳米激光粒度仪,扫描电镜等现代分析仪器,从微观结构上对各组分进行研究,建立其与凝胶强度的相关性,为鱼鳞明胶凝胶性能的深入研究奠定基础.基于上述思路,本论文进行了一系列研究,结果如下:1,盐酸酸法脱钙工艺研究:通过研究盐酸浓度,料液比和脱钙时间对鱼鳞脱钙液中钙离子浓度和羟脯。
生物医药产业近年来引起世界各国的高度重视,我国也把生物医药产业作为重点发展的支柱性产业,从政策和规划上积极进行扶持。下面是我为大家整理的生物医药论文,供大家参考。
合成生物学在医药中的应用
生物医药论文摘要
摘 要:合成生物学是在项目学理论的带领下,对天然生物体系从头开展策划以及整改。并且策划同时制造新的生物部件、模式以及体系的全新科目。合成生物学是自然科目前进到一定程度形成的新学科,同时在医药方面已获取了明显的成就。 文章 综合讲述了在项目细胞使用合成生物科目方式研究出了能够抵抗疟病的治理药物的前身青蒿二烯,抵抗癌症的药物前身紫杉二烯,还有脂肪醇、酸以及高级醇的生成方式等探索进步。除此之外,有的关键的合成生物学有关 措施 ,在很大程度上加快了项目细胞的重新组合以及演化,为建筑运用于制造范畴的新效用细胞供应便利适用的东西。
生物医药论文内容
关键词:合成生物学;基因模块;医药
引言
最近几年,合成生物学发展的速度有了很大程度的提升,慢慢的造就了特征明显的探索实质以及运用范畴。其探索实施关键包含:(1)新生物原件、构件以及体系的策划和建筑。(2)对现在拥有的、自然的生物体系开展从新策划。二零零九年美国医学部门的带领下组建了一支由十二支社会各界学士构成的IDR小组,研究合成生物科目的前进朝向以及多科目交叉状况。认为合成生物科目是集电脑、物理、工程以及生物等科目一起进行研究交叉的科目,能够经过重组生物运用在环境、药物、民众健康、资源等部分。
合成生物科目是项目学以及生物科目一起前进到一定程度形成的。人类基因体和很多形式的生物基因体测定未知序列的完成,还有很多的后基因体作业,促进累计的生物学资料出现了天文级。但是,现在拥有的资料挖掘当时依旧限制于对生命特征的深层探索,很难对生命的内在工作样式开展探索分析。合成生物科目就在这种环境下形成,经过从下到上的建筑生命行为,按照其独具的角度解释生命,为理性策划以及革新生命供应了基础。最近几年,基因体测定未知序列以及合成单位已经在全球范畴内普遍建立,供应品质优、价格低的服务。优异的基因体测定未知序列以及合成措施推动合成生物科目策划新生命组合以及建筑功效细胞更简单。
最关键的是,人类身体健康情况、资源、条件等范畴的巨大需要也推动着合成生物科目的快速前进。把基因部件按照项目的需求,有机从新组建整合在一起,就出现了效用基因模式。在加上对现在已经拥有的生物网络的使用,并且引进新的效用基因模式,表明天然细胞不可以合成的物品,在合成部分已经有了很大程度的前进。现在我们解析一下在药物范畴内使用的合成生物科目
1 青蒿二烯的生物合成
杰伊?科斯林在项目细胞中制造出抵抗疟疾的前身青蒿二烯的探索作业实在经典。在产生青蒿二烯合成方式的重要新基因资料后,科斯林团队在二零零三年在大肠杆菌中胜利的研究出了制造青蒿二烯的另一种方式。这种合成方式划分为两种形式。第一种形式是在Acetyl-CoA为出发点,通过甲瓦龙酸来制造IPP。这就摆脱了大肠杆菌本来的G3P以及乙酰甲酸为前身制造的异戊二烯焦磷酸方式,能够使细胞代谢经过新方式形成异戊二烯焦磷酸分子,为下游制造方式供应足够多的底物分子。第二个形式就是从C5的异戊二烯焦磷酸为出发点,通过异戊二烯链拉长方式形成C15的FPP,最后在ADS酶的功用下制造青蒿二烯,最高形成量能够达到一百二十二毫克每升。上下游模式都是来源于真核生物中的代谢方式,把其密码改善同时从新构筑在原核生物大肠杆菌内,同时胜利制造想要得到的物品,开拓了制造生物的新方式。
2006年,Keasling小组又以酵母菌为宿主,通过对内源的乙酰辅酶A到FPP途径的关键基因进行上调或下调,同时引入基因优化过的外源模块,成功实现了产物青蒿二烯产量的稳步提高。对内源基因上调的方式有两种,其一是增加基因拷贝数,如tHMGR酶的基因,其二是通过转录因子来上调基因表达量,如ERG系列的基因。对内源基因的下调则是采用基因敲除的 方法 。通过对合成路径涉及基因的一系列微调,使产量达到153mg?L-1,是以往报道的二烯类分子产量的500倍。
在此基础上,研究小组又设计了人工蛋白支架(synthetic protein scaffolds),对大肠杆菌内已构建的上游模块:从乙酰辅酶A到甲羟戊酸的合成途径进行了优化。三个反应酶AtoB,HMGS,tHMGR通过蛋白支架以不同分子数比例捆绑在一起发挥作用,解决了中间代谢物积累造成的合成效率降低以及对宿主的毒副作用问题。具体机理是将高等动物细胞中的配体受体作用关系引入到大肠杆菌中,将配体分子的基因序列与模块中的反应酶基因融合表达,从而将受体分子以不同分子数连成一串,构成柔性支架。由于脚手架内各个受体分子间由一定长度的多肽连接,就避免了因多个配体受体结合造成的空间位阻问题。在反复实验与调试后,研究小组发现三个酶分子以1:2:2的比例连在一起作用效果最强,产量达初始值的77倍,约5mmol?I-1(740mg?L-1)。
随着后期工业化发酵,研究小组又发现来自酵母的外源基因HMGS和tHMGR表达的酶不足以平衡外源代谢流,成为瓶颈反应。他们以金黄葡萄菌中的相关酶基因进行替换后,青蒿二烯产量立刻增加一倍。通过与工业发酵过程优化的结合,作为工业产品的青蒿二烯最终产量高达27.4g?L-1。合成生物学成功用于重要药物的合成,引起了广泛关注。
2 紫杉二烯的生物合成
Gregory Stephanopoulos的科研组织在二零一零年时在大肠杆菌中胜利完成了抵抗癌症药物的前身紫杉二烯物质的合成。这是在这个科研小组在萜类生物代谢方法和大肠杆菌细胞细微调节的长时间探索中获取的成效。科学组织把内在的过氧化二碳酸二异丙酯合成方式定位上游模式,把之后合成紫杉二烯的方式定位成下游模式,其作业也关键聚合在怎样对上下游模式开展微调。因为假如只顾上游,肯定会导致中间代谢物的消耗,并且形成中间障碍;但是如果下游经过量太多就会浪费很多的酶分子,增加了细胞表述负荷。
研究小组采用改变质粒拷贝数和启动子强度的方法对上下游通量的比例进行了微调。通过对已有文献的整合以及自己的测试工作,研究小组确定了三种质粒pSCl01,p15A,pBR322的拷贝数分别urNorphadicnc为5,10,20,而整合入基因组中的基因拷贝数相当于1。三种启动子Trc,T5,T7的相对强度分别为1,2,5。通过这几种质粒和启动子的组合,使上下游模块的通量比例发生变化,再检铡含有不同通量比例的细胞内的产物产量。在此过程中,模块内部基因是单顺反子还是多顺反子表达形式也影响产量变化,即多个基因是在一个启动子后表达还是在各自的启动子后表达。经过一系列微调与组合后,具有最优性状的菌株目标产物的产量高达(1020±80)mg?L-1,实现了对碳代谢流的高效利用和协调。同时,通过蛋白质工程的手段对细胞色素P450氧化还原酶进行改造,在工程菌中首次成功异源表达。
3 展望
合成生物科目根据项目学原理为指引,对现在拥有的、天然具备的生物体系从头策划以及整改,并且全力对策划合成出新的生物部件、模式以及体系努力。特别在使用部分,合成生物科目建筑的人工生物体系能够在制成关键生物品种、呵护人类身体等部分有主要的前进空间。现在合成生物科目的探索成就主要使用在医学方面,将来在别的行业范畴内也肯定会有引人注目的成就出现。总而言之,合成生物科目拥有普遍的运用前提以及强有力的措施撑持。
我国生物医药产业发展研究
生物医药论文摘要
【摘要】生物医药产业是由生物技术产业与医药产业共同组成。本文分析了当前国内外生物医药产业发展状况,分析医药产业发展中存在的问题,并且着重调查生物医药产业发展的基础及发展中存在的不足,寻找对策,在生物医药产业发展的过程中实现“四个化”,促进生物医药产业快速稳步地发展。
生物医药论文内容
【关键词】生物医药发展对策
一、国内生物医药产业发展现状
1986 年我国正式实施“863 计划”,生物技术被列为包括航空航天、信息技术等7 个高技术领域之首。政府在生物技术的研发和产业化发展的过程中给予了一定的优惠和扶持;国内各大企业为生物技术产业投入了大量资金;我国金融界也积极参与生物技术产业的发展,许多有实力的公司进行了生物技术开发,并且从金融市场融资从事生物技术研究和产业化。目前全球正处于生物医药技术大规模产业化的开始阶段,预计2020年后将进入快速发展期,并逐步成为世界经济的主导产业之一。
1、产业政策倾力扶持,高度重视生物医药产业发展
我国政府把生物医药产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。“十五”规划明确提出“十五” 期间医药的发展重点在于生物制药、中药现代化等。国家对生物医药产品的开发、生产和销售制订了一系列扶持政策,包括对生物制药企业实行多方面税收优惠、延长产品保护期和提供研发资金支持等。同时, 国家为加强行业管理,对生物医药产品的研制和生产采取严格的审批程序,并针对重复建设严重这一情况,对部分生物医药产品的项目审批采取了限制家数的措施,以确保新药的市场独占权和合理的利润回报,鼓励新药的研制。2007年国家发改委公布了《生物产业发展“十一五” 规划》,该《规划》在组织领导、产业技术创新体系、人才队伍、投入、税收优惠政策、市场环境等方面制定了相关政策措施保障生物产业的快速发展, 因而对生物医药产业的发展意义重大。
2、生物医药产业化进程明显加快,投资规模与市场规模迅速扩张
自20世纪80年代中期以来,在国家以及地方各级政府政策的大力支持下,生物医药产业在我国蓬勃发展,国家经贸委的有关资料显示:1998年以前,我国对生物医药技术开发的总投资累计约为40亿元,自1999年开始,国家明显加大了对生物医药的投入力度,平均每年达20亿元左右,2003年这一投入达到60亿元,极大地促进了生物医药产业的发展。在生物医药产业相关优惠政策的作用下,国内一些生物医药企业通过自有资金和银行贷款两种 渠道 获得了大量的资金,用于研发新产品。目前我国从事生物技术产业和相关产品研发的公司、大学和科研院所达600余家,其中注册的生物医药公司有200余家,具备生产能力的有60余家(其中的48家已取得生产基因工程药物试产或生产批文)。
3、初步形成了以上海张江,北京中关村等为代表的医药产业集群
在生物技术产业迅猛发展的浪潮推动下,经过多年的发展和市场竞争,加上政府不失时机地加以引导,我国生物技术、人才、资金密集的区域,已逐步形成了生物医药产业聚集区,由此形成了比较完善的生物医药产业链和产业集群。如由罗氏、葛兰素一史克、先锋药业等40多个国内外一流药厂组成的侧重于基因研究,化合物筛选和新药开发的张江药谷产业集群;拥有诺和诺德制药公司和8个生物科技国家863项目的北京中关村生命科学园区;侧重于生物制药、特别是遗传工程药学的深圳生命科学园区等。这些产业集群聚集了包括生物公司、研究、技术转移中心、银行、投资、服务等在内的大量机构,初步形成了产业群体(药厂),研究开发、孵化创新、 教育 培训、专业服务、风险投资6个模块组成的良好的创新创业环境,对扩大生物医药产业规模、增强产业竞争力作出了重要贡献。
二、国内生物医药产业存在问题
1、投资模式不利于生物制药产业的发展
国际医药产业巨大的经济效益来源于创新,发达国家现代生物医药产业都拥有自己实力雄厚的研究机构,通常每年投入的经费占全部销售额的10%一20%,而美国每年用于研究开发生物药品的投人占总投资额的 60%~70%。每个大型医药公司都有自己“拳头产品”,单个产品的年销售额就可达十亿至几十亿多元。公司拥有这些产品的知识产权,国家给予专利保护,产占可以在10 年或更长时间内独占市场,一个产品就可赢得丰厚的利润,再从利润中拿出巨额资金投入研究开发新的具有知识产权的创新药物,周而复始形成良性循环。
从美国生物制药发展模式来看,技术力量雄厚的专家型小生物技术公司进行技术开发与创新,大制药公司通过战略联盟实现生物技术的产业化,风险投资为生物技术开发提供资金支持,这三种力量的有机结合是生物制药产业良性发展的关键。而从目前我国生物制药产业模式来看,主要通过购买技术实现生产,风险投资机制不足且资金太少,另外技术创新力量薄弱。因此,生物技术产业很难形成气候。
我国的医药企业规模小而分散,大多不具备技术开发与创新能力,生产的产品基本是引起仿制产品,重复开发投资现象也非常严重,恶性性竟争必然带来效益低下的状况。我国药品进口额呈逐年上升趋势,三资企业产品销售额也在逐年增长,一份国外研究 报告 中指出:“如果政府不干预,中国的医药市场将在5 年内完全被国际医药大公司操纵。”
2、低水平重复研究、重复建设严重,市场竞争非常激烈
生物技术产品的广阔前景和丰厚收益吸引了国内众多企业加人开发,但其中多数是仿制国外的,品种少,厂家多,在同一水平上重复建设投资。例如,研制rhuG—CSF 的就有18 家公司。据统计,仅1996-1998年,获卫生部新药批准文号的厂家,重组人白介素一2(l—2)的有10 家,重组人促红细胞生成素(EPO)的有10 多家。如此势必造成资源浪费、竟相压价、市场混乱的局面。更由于一些企业缺少产品 市场调查 分析,造成大量产品堆积,以致投资价格很高的成套流水线设备利用率很低,有的年使用率低于一个月。价格战反过来造成产品质量下降,假劣产品充斥市场。消费者对国产生物技术产品信任度低,而宁愿使用昂贵的国外进口制品。
3、科研和产业脱节现象仍较为严重
在我国科研单位研究目的是为跟进国际先进科技的发展,研究方向过多集中于对几个热门品种上游技术的开发,而能够实现产业化的项目很少,在国外,科研成果完成后,落到企业的研发中心进行进一步孵化,形成技术工艺后再规模化生产,在我国两者严重脱节。缺少有科学头脑的企业家和有技术开发能力的企业将研究成果转变为生产,大大阻碍了产业化发展。
4、开拓市场能力低
由于产品生产工艺水平和经营手段落后,国内市场将面临进口药品的冲击。具体表现为:一是对国外市场开拓不够,许多企业的市场定位不准;二是开发市场的投入量不足;三是生物药品良好的临床效果虽得到医务人员和患者的肯定,但其售价相对偏高,消费能力不足。因此,我国需要进一步加大对生物制药产业的资金与投术投人,并深化科研成果产业化的机制改革,在这一过程中,尤其要发挥资本市场和凤险投资公司的积极作用。
三、加快我国生物医药产业发展的对策建议
我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代初才开始将DNA重组技术应用到医学上,但国家高度重视生物产业发展把生物技术产业作为21世纪优先发展的战略性产业,加大对生物医药产业的政策扶持与资金投入。2006年国务院出台的《国家中长期科学和技术发展纲要(2006一2020年)》指出,未来15年,中国要在生物技术领域部署一批前沿技术,包括靶标发现技术、动植物品种与药物分子设计、基因操作和蛋白质工程、基于干细胞的人体组织工程和新一代工业生物技术等。这一部署无疑为中国生物制药的发展指明了方向。一位参与“十二五”医药产业专项规划的专家组成员透露:在正在制定的专项规划中,生物医药产业和产业升级将成为未来3年发展的重点方向。专项规划把生物医药产业发展和产业升级作为“十二五”医药产业的重点,要求追踪生物医药前沿技术,占领生物医药产业制高点。
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生物技术(英语:biotechnology)指利用生物体(含动物,植物及微生物的细胞)来生产有用的物质或改进制程,改良生物的特性,以降低成本及创新物种的科学技术。根据不同的工具和应用,它往往与生物工程和生物医学工程的(相关)领域重叠。
生物技术是应用生物学、化学和工程学的基本原理,利用生物体(包括微生物,动物细胞和植物细胞)或其组成部分(细胞器和酶)来生产有用物质,或为人类提供某种服务的技术。
近些年来,随着现代生物技术突飞猛进地发展,包括基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程以及生化工程所取得的成果,利用生物转化特点生产化工产品,特别是用一般化工手段难以得到的新产品,改变现有工艺,解决长期被困扰的能源危机和环境污染两大棘手问题,愈来愈受到人们的关注,且有的已付诸现实。
扩展资料:
千百年来,人类在农业,食品产业,和医药已经采用生物技术。早期的生物技术,可追溯至远古时代。古埃及人利用酵母菌酿酒。
之后,包含传统式利用微生物之酦酵技术来做食品发酵,或是酦酵生产抗生素等,都是生物技术的利用的例子。现代生物技术,在1950年代DNA结构的发现以来,分子生物学急速发展,将传统的生物技术进行了一次大革命。例如利用基因克隆技术,将胰岛素克隆到大肠杆菌中生产。开启了现代生物技术学之工业价值。在20世纪末和21世纪初,生物技术已扩大到包括新的和不同的学科如基因组学,基因重组技术,应用免疫学和开发医药治疗和诊断测试。
参考资料来源:百度百科-生物技术
现代生物技术一般包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程
生物科学与生物技术属于理科,注重的是理论知识的学习与研究。这些理论知识的话就如同上一位大哥所说的一样单靠一个小小的本科顶多能说是学到一些基本概念而已,更多的是在研究生阶段学习,还要看具体的方向。生物工程的话属于工科,是工程学注重的是实际运用,就是将上面理论的东西实际化,用到具体方面,设计工程学的许多东西,与化学物理方面的许多知识都结合在一起。
一级就是肽键和二硫键(这是核糖体做的),二、三……级就是把多条肽链连接起来,并且在三维空间里面进行扭曲(这是内质网和高尔基体做的)。强酸强碱首先能使蛋白质发生变性,也就是改变了它的二三级结构(结构变了,性质肯定变了啦),比如这条肽链,本来是向左扭的,它现在向右扭了,那不就变形了咯。其次,强酸强碱还能使蛋白质里的肽键发生水解反应,生成氨基酸。
绝大多数酶是蛋白质,但是也有极少数是RNA,强酸强碱会把他们的结构破坏掉,使其永久失活,但是也有一些特殊的酶能在强酸强碱的条件下进行催化,比如胃蛋白酶。
强酸强碱可以降低酶的活性属于抑制剂的一种在酶浓度及其他条件不变的情况下,底物浓度与反应速度的相互关系,可用矩形双曲线表示。在底物浓度很低时,反应速度随着底物浓度的增加而增加,两者是正比关系。随着底物浓度的继续升高,反应速度的增加趋势渐缓,再加大底物浓度,反应速度不再增加,逐渐趋于恒定。