《纳米尺度空间中生物大分子相互作用研究》

  • 来源专题:食物与营养
  • 编译者: 李晓妍
  • 发布时间:2020-11-30
  • 近年来,生物大分子的修饰、相互作用与活性调控一直被我国列为生命科学优先发展的研究领域之一,同时,纳米尺度的科学技术也是当今世界研究热点问题。目前,我国在生物大分子相互作用、信号转导、单分子酶动力学和分子马达等方面的研究已经取得可喜的突破,但对于发展活体和活细胞状态下对生物分子在纳米尺度进行实时动态检测和定量表征的方法等的研究仍存在一些挑战性问题。在此背景下,生物谷联合全球显微镜与科学仪器的知名品牌徕卡共同举办本次论坛,旨在邀请从事生物大分子功能与结构和细胞生命过程关系研究的行业专家,汇聚相关领域的诸多学者促进多交叉学科交流合作,进一步推动生物大分子研究的发展和应用。

    主要话题:主要围绕生物大分子修饰、动态变化及其功能展开的研究,包括生物大分子相互作用的动态性和网络特征、特异相互作用的结构基础和预测、生物大分子复合体的自组装;纳米生物医学成像与表征分析、生物光学成像技术开发与应用的研究等。

相关报告
  • 《设计纳米尺度的生物运动》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2019-05-22
    • 已经创建了合成蛋白质,其以可预测和可调节的方式响应其环境而移动。这些运动分子是在计算机上从零开始设计的,然后在活细胞内产生。 为了发挥作用,天然蛋白质通常以精确的方式改变其形状。例如,血液蛋白血红蛋白必须在结合并释放氧分子时弯曲。然而,通过设计实现类似的分子运动一直是一个长期的挑战。 5月17日的“科学”杂志报道了成功设计出响应pH变化而改变形状的分子。 (pH值是从碱性到酸性的化学规模。) 华盛顿大学医学院蛋白质设计研究所领导了多机构研究。 研究人员着手创造合成蛋白质,在中性pH值下自组装成设计配置,并在酸存在下快速拆解。 结果显示,这些动态蛋白质按预期移动,可以使用其pH依赖性运动来破坏脂质膜,包括内体上的脂质膜,这是细胞内的重要区域。 这种膜破坏能力可用于改善药物作用。递送至细胞的大量药物分子通常滞留在内体中。坚持到那里,他们无法实现他们预期的治疗效果。 内体的酸度不同于细胞的其他部分。该pH差异作为触发设计分子运动的信号,从而使它们能够破坏内体膜。 “能够以可预测的方式设计合成蛋白质的能力将推动新的分子药物浪潮,”资深作者,大学医学院生物化学教授,蛋白质设计研究所所长David Baker说。 “因为这些分子可以使内体透化,所以它们作为药物输送的新工具具有很大的前景。” 长期以来,科学家一直试图设计内体逃逸。 “破坏细胞膜可能是有毒的,因此重要的是这些蛋白质只有在合适的条件下才会在适当的时间内激活,一旦它们进入内体,”最近贝克实验室的博士后研究员斯科特博肯说。最近的项目。 Boyken通过添加一种叫做组氨酸的化学物质,在他的设计蛋白质中实现了分子运动。在中性(既不是碱性也不是酸性)条件下,组氨酸不带电荷。在少量酸的存在下,它会吸收正电荷。这阻止它参与某些化学相互作用。组氨酸的这种化学性质使得团队能够制造在酸存在下分解的蛋白质组装。 “设计具有活动部件的新蛋白质一直是我博士后工作的长期目标。因为我们从头开始设计这些蛋白质,我们能够控制组氨酸的确切数量和位置,”博肯说。 “这让我们可以调节蛋白质在不同的酸度下分解。” 来自威斯康星大学,俄亥俄州立大学,劳伦斯伯克利国家实验室和霍华德休斯医学研究所的Janelia研究园区的其他科学家为这项研究做出了贡献。 那些在OSU的Vicki Wysocki小组中使用天然质谱法来确定导致蛋白质分解所需的酸量。他们证实了设计假设,即在蛋白质之间的界面处含有更多的组氨酸会导致组件突然崩溃。 威斯康星大学药学院Kelly Lee实验室的合作者表示,设计蛋白质以pH依赖性方式破坏人工膜,这反映了天然膜融合蛋白的行为。 在HHMI的Janelia研究园区的Jennifer Lippincott-Schwartz实验室进行的后续实验表明,这些蛋白质也破坏了哺乳动物细胞中的内体膜。 可以逃避内体的重新设计的病毒是最常用的药物递送载体,但病毒具有局限性和缺点。 研究人员认为,仅由设计蛋白质制成的药物传递系统可以与病毒传递的效率相媲美而没有固有的缺点。 ——文章发布于2019年5月16日
  • 《“波粘滞”:分子在纳米尺度上的相互作用》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:chenfang
    • 发布时间:2016-03-25
    • 康奈尔大学的一项研究显示,在纳米尺度上存在类似地球和月球之间的吸引力以及整个太阳能系统的动力学,这些所谓的范德瓦尔斯力,在本质上是无处不在的,并被认为在关键作用的结构中起到决定作用、稳定性和各种系统的函数,涉及到在生物学、化学、物理和材料科学的内容。准确的描述对象之间的动力在纳米尺度上必须考虑静电之间的相互作用,以及波状的电荷密度的波动。