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生物化學(xué)發(fā)展前景論文
生物是一門十分有趣的學(xué)習(xí)科目，它能帶領(lǐng)我們走向位置的領(lǐng)域。下面小編帶來的是生物化學(xué)發(fā)展前景論文，希望對你有所幫助！
摘要：生物無機(jī)化學(xué)是一門年輕的科學(xué)，它的發(fā)展一定要經(jīng)歷一段很長的過程，經(jīng)過無數(shù)科學(xué)家的努力探索才能獲得長足的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：生物化學(xué)；進(jìn)程；應(yīng)用前景
生物無機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生不僅推動了人們對生命現(xiàn)象的認(rèn)識步伐，而且也為無機(jī)化學(xué)開辟了一個新的研究領(lǐng)域。
一、我國生物無機(jī)化學(xué)研究的現(xiàn)狀
我國生物無機(jī)化學(xué)在過去20多年里，經(jīng)過我國老一輩生物無機(jī)化學(xué)家的持續(xù)努力，在內(nèi)源性含金屬生物功能分子的結(jié)構(gòu)與作用機(jī)理、金屬物種與生命大分子（蛋白質(zhì)、核酸、多糖、類脂等）和分子功能聚集體的互相作用、細(xì)胞無機(jī)化學(xué)、醫(yī)藥學(xué)中的無機(jī)物、生物礦化等領(lǐng)域取得了突出成績。吸引更多優(yōu)秀中青年學(xué)者研究生物無機(jī)化學(xué)，以促進(jìn)我國在生物無機(jī)化學(xué)學(xué)科的發(fā)展和研究繁榮，仍將是未來相當(dāng)長時間的一個任務(wù)。
生物無機(jī)化學(xué)是研究無機(jī)物質(zhì)與具有生物特性的物質(zhì)間的相互作用的學(xué)科。這是一個相當(dāng)廣闊的領(lǐng)域，這些無機(jī)物質(zhì)不僅對于維持生物大分子的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，而且廣泛參與各種生命過程，在物質(zhì)輸送、信息傳遞、生物催化和能量轉(zhuǎn)換中都起著十分關(guān)鍵的作用。
二、我國生物無機(jī)化學(xué)學(xué)科研究的未來發(fā)展方向
細(xì)胞無機(jī)化學(xué)主要研究無機(jī)物種與細(xì)胞的相互作用及其導(dǎo)致細(xì)胞功能改變，細(xì)胞周期改變和細(xì)胞增殖、分化和凋亡的機(jī)理。具體內(nèi)容包括：無機(jī)物種在細(xì)胞膜上的結(jié)合和膜結(jié)構(gòu)和功能改變以及引起的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能改變，無機(jī)物種跨細(xì)胞膜和跨細(xì)胞層的轉(zhuǎn)運機(jī)理，無機(jī)物對細(xì)胞器和信號系統(tǒng)作用、干預(yù)和影響的機(jī)理，過渡金屬離子與活性氧物種生成、轉(zhuǎn)化的互動過程，以及由此引起的細(xì)胞的氧化性損傷和后續(xù)過程和細(xì)胞—無機(jī)物固相的相互作用過程。
金屬酶和金屬蛋白（包括含硒蛋白）的結(jié)構(gòu)與作用機(jī)理及其功能關(guān)系包括：金屬酶和金屬蛋白的基因表達(dá)；通過基因表達(dá)合成新的金屬酶；金屬離子在蛋白質(zhì)與DNA、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互識別、構(gòu)象變化和締合中的作用等；某些重要金屬酶的功能模擬及其應(yīng)用探索；金屬物種對于特定酶的激活和抑制機(jī)理，酶激活劑或抑制劑的設(shè)計、合成和功能研究；金屬酶的分子改造及其結(jié)構(gòu)與功能間的關(guān)系。
環(huán)境中的無機(jī)物與生物相互作用的化學(xué)機(jī)理包括：金屬物種調(diào)控微生物的生物合成和細(xì)胞的代謝途徑及其應(yīng)用探索；金屬酶在環(huán)境治理中的應(yīng)用及其機(jī)理。
無機(jī)物小分子與生物大分子的相互作用和引起的結(jié)構(gòu)功能變化研究這方面的研究是生物無機(jī)化學(xué)研究的基礎(chǔ)，應(yīng)該結(jié)合實際問題做深入研究。如研究有選擇性調(diào)控生物大分子功能的無機(jī)物與生物大分子的作用及其作用機(jī)理；金屬離子與某些蛋白質(zhì)作用中的結(jié)合識別、分子折疊和選擇性聚集；設(shè)計合成對應(yīng)大分子的探針、選擇性切割劑等；無機(jī)化合物對生物大分子或基因組的識別及其作為大分子或基因組結(jié)構(gòu)探針的研究；離子和電子在一系列生物大分子內(nèi)或生物分子間的傳遞規(guī)律。
創(chuàng)造新的研究方法學(xué)包括實驗方法和理論分析、計算機(jī)模擬、設(shè)計和預(yù)測；生物無機(jī)光譜學(xué)與生物無機(jī)量子化學(xué)等。特別注意吸收生物學(xué)實驗方法并擴(kuò)大其研究功能使其成為生物無機(jī)化學(xué)的研究方法。
基因組序列給生命科學(xué)中的所有領(lǐng)域帶來了一場巨大的革命。作為相關(guān)領(lǐng)域的生物無機(jī)化學(xué)當(dāng)然也不能置身事外，這是目前遇到的前所未有的挑戰(zhàn)，探索無機(jī)元素與基因信息之間的聯(lián)系已成為生物無機(jī)化學(xué)新的研究目標(biāo)。
三、當(dāng)前生物無機(jī)化學(xué)研究熱點
生物中的金屬。鐵是生命體系中研究最多的金屬元素。在生物無機(jī)化學(xué)的早期，亞鐵血紅素便是其中一個主要的研究對象，Williams在20世紀(jì)50年代就作了關(guān)于亞鐵血紅素的詳盡的報告與亞鐵血紅素研究相關(guān)的熱點還有一氧化氮的固定與釋放和非亞鐵血紅素的鐵的研究。關(guān)于鐵傳遞蛋白鐵的結(jié)合和鐵蛋白鐵的釋放的可能機(jī)理方面已取得了激動人心的進(jìn)展。Theil發(fā)現(xiàn)鐵蛋白中的孔洞能夠因為受熱或化學(xué)反應(yīng)的原因而打開，這就意味著通過調(diào)控的分子能有效地實現(xiàn)在生命體系中有選擇的“開”和“關(guān)”，因此鐵能夠在需要的時候被傳遞到細(xì)胞中。
人工核算酶功能配合物的分子設(shè)計和合成路線。在英國皇家化學(xué)會“化學(xué)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)論壇”（BSCCBF）已將“Synthesis and Biology”作為化學(xué)和生物學(xué)交叉學(xué)科中當(dāng)前優(yōu)勢發(fā)展的領(lǐng)域，為了使合成出的金屬配合物對DNA具有生物活性。我們的興趣在設(shè)計和合成不同大小、幾何形狀，以及含有各種推電子或吸電子基因的多吡啶、大環(huán)多胺和卟啉三個系統(tǒng)的配體以及它們的各種金屬配合物，為了使插入配體能插入DNA，插入配體通常需要設(shè)計成幾乎剛性大平面面積，稠合六元雜環(huán)和一些特殊幾何形狀，使得插入配體的芳環(huán)和DNA中的堿基對之間進(jìn)行重疊或堆積。在比較配合物各種金屬時，作為DNA探針，首選金屬應(yīng)為釕配合物。
交叉學(xué)科方法研究小分子配合物和大小分子DNA的作用機(jī)制。針對爭論焦點，為了弄清楚配合物和DNA互相作用的機(jī)制，我們用動力學(xué)、熱力學(xué)、DFT計算方法，以及各種近代光譜，包括時間分辨熒光光譜、CD光譜等研究絡(luò)合物和DNA互相作用的鍵合機(jī)理和影響因素，進(jìn)一步提出了配合物的結(jié)構(gòu)與作用機(jī)制以及它們的生物功能之間的規(guī)律性，實現(xiàn)了通過配合物結(jié)構(gòu)改變?nèi)フ{(diào)控配合物對DNA鍵合性質(zhì)和生物功能。
配合物的生物功能及其應(yīng)用前景�；A(chǔ)理論的研究要始終瞄準(zhǔn)具有重大應(yīng)用前景的方向，這將是基礎(chǔ)理論研究工作的動力和源泉，在研究小分子金屬配合物和大分子DNA作用機(jī)制的理論基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究配合物的生物功能及其應(yīng)用前景。
四、生物無機(jī)化學(xué)的發(fā)展展望
為了進(jìn)一步獲得人工核酸酶科學(xué)論據(jù)，今后在人工核酸酶領(lǐng)域進(jìn)一步研究目標(biāo)是：
�。�1）進(jìn)一步將小分子配合物從DNA推擴(kuò)去探索功能基因的結(jié)構(gòu)和作用機(jī)制，研究配合物對基因轉(zhuǎn)錄、復(fù)制、調(diào)控和表達(dá)的影響，從而為新藥研究提供新的靶點；
�。�2）從體外DNA推擴(kuò)去研究小分子配合物和細(xì)胞內(nèi)的DNA的作用機(jī)制；
（3）研究小分子配合物和RNA和蛋白質(zhì)的作用，特別是核酸蛋白的結(jié)構(gòu)與功能，以及它們與疾病過程的發(fā)病機(jī)制及治療具有更現(xiàn)實意義；
�。�4）研究核酸提高金屬卟啉模擬酶催化活性機(jī)制，以及金屬卟啉配合物等誘導(dǎo)核酸（DNA、RNA）的構(gòu)象、拆疊、卷曲、皺折和功能變化過程；
�。�5）研究某些配合物為什么鍵合在DNA大溝，而某些配合物又鍵合在DNA小溝的規(guī)律；
（6）由于癌變的過程從B2DNA轉(zhuǎn)化為Z2DNA，如何從大段的B2DNA中去檢測一小段Z2DNA；
�。�7）除了少數(shù)病毒的RNA以外，大多數(shù)RNA分子都是單鏈，如何去檢測病毒RNA分子的局部雙螺旋結(jié)構(gòu)；
�。�8）如何設(shè)計和合成既有識別系統(tǒng)又有段裂系統(tǒng)的化學(xué)核酸酶，它們對DNA進(jìn)行選擇性定點段裂，用于腫瘤基因治療；
（9）新的DNA分子光開關(guān)試劑和DNA傳感器的設(shè)計和合成及其作用機(jī)制。
金屬離子、微量元素等生物無機(jī)化學(xué)成分在生命科學(xué)中占有十分重要的地位，它們不僅是生物體的重要組分，參與酶和蛋白質(zhì)的合成、構(gòu)象、分泌、轉(zhuǎn)運、磷酸化和細(xì)胞調(diào)節(jié)，而且在基因的轉(zhuǎn)錄、表達(dá)、調(diào)控和分子識別中亦具有重要意義。目前，生命科學(xué)已經(jīng)進(jìn)入基因組和蛋白質(zhì)組的時代，無機(jī)化學(xué)與生命科學(xué)的結(jié)合是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢，一門生物無機(jī)化學(xué)的新學(xué)科將會迎來更大的發(fā)展，在揭示生命的奧秘和疾病的防治中發(fā)揮獨特的作用。
生物無機(jī)化學(xué)是一門年輕的科學(xué)，它的發(fā)展一定要經(jīng)歷一段很長的過程，經(jīng)過無數(shù)科學(xué)家的努力探索才能獲得長足的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]生物無機(jī)化學(xué)，北京：清華大學(xué)出版社，1988。9
[2]生物無機(jī)化學(xué)原理，北京：科學(xué)出版社，2002。4
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