蛋白質(zhì)工程范文

導(dǎo)語：如何才能寫好一篇蛋白質(zhì)工程，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

一、 教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)方面

（1）舉例說出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由。

（2）簡(jiǎn)述蛋白質(zhì)工程的原理。

2、情感態(tài)度與價(jià)值觀方面

（1）關(guān)注蛋白質(zhì)工程的發(fā)展。

（2）認(rèn)同蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用促進(jìn)生產(chǎn)力的提高。

3、能力方面

嘗試運(yùn)用逆向思維分析和解決問題。

二、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)及解決策略

1、教學(xué)重點(diǎn)

（1）為什么要開展蛋白質(zhì)工程的研究？

解決策略：復(fù)習(xí)基因工程有關(guān)知識(shí)，由基因工程的市值及基因工程的成果（蛋白質(zhì)類的藥物）產(chǎn)生問題矛盾，水到渠成。

（2）蛋白質(zhì)工程的原理。

解決策略：以舊促新——“中心法則”的逆推。

2、教學(xué)難點(diǎn)

蛋白質(zhì)工程的原理。

“問題 探討”式。不能直接改變蛋白質(zhì)的原因？ 改造基因?yàn)槭裁茨芨脑斓鞍踪|(zhì)？根據(jù)什么去改造基因？等問題。

三、教學(xué)方法：

采用“提出問題—思考、探究—再提出新問題—再探究”的教學(xué)模式。

四、學(xué)法：

以舊促新，逆向思維的鍛煉。

五、教具

POWERPOINT課件

六、 教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入：

復(fù)習(xí)導(dǎo)入法。

讓我們先來復(fù)習(xí)一下有關(guān)基因工程的知識(shí)吧！

1、Powerpoint課件：表格“有關(guān)基因工程的知識(shí)”

2、基因工程碩果累累，例如大腸桿菌為人類生產(chǎn)出了胰島素；牛的乳腺生物反應(yīng)器為人類制造出了蛋白質(zhì)類藥物；煙草植物體內(nèi)含有了某種藥物蛋白。

3、峰回路轉(zhuǎn)

但基因工程在原則上只能生產(chǎn)自然界已存在的蛋白質(zhì)，而這些天然的蛋白質(zhì)不一定符合人類生產(chǎn)和生活的需要。那么，我們?nèi)祟惾绾谓鉀Q這一矛盾呢？

人們就要對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，制造出從天然蛋白質(zhì)中找不到的蛋白質(zhì)，即非天然的蛋白質(zhì)。

這樣一來，蛋白質(zhì)工程就應(yīng)運(yùn)而生了。

板書 1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起

預(yù)知內(nèi)容

在這個(gè)小專題中我們主要研究三個(gè)問題：1、蛋白質(zhì)工程崛起的原因是什么？2、蛋白質(zhì)工程怎么做？即蛋白質(zhì)工程的基本原理。3、蛋白質(zhì)工程進(jìn)展如何？

板書1、崛起原因：2、基本原理3、進(jìn)展和前景

（二）教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成：

1、蛋白質(zhì)工程崛起的緣由

首先我們來回答第一個(gè)問題：崛起的原因是什么？

引導(dǎo)學(xué)生回答（生產(chǎn)符合人類需要的非天然蛋白質(zhì)）

2、蛋白質(zhì)工程的基本原理

（1）下面我們大家一起分享蛋白質(zhì)工程的兩個(gè)成果：

Powerpoint課件展示：“干擾素的耐貯存性”和“l(fā)ys含量高的玉米”簡(jiǎn)要過程。

（2）提出問題：上述的兩個(gè)例子是對(duì)蛋白質(zhì)分子的直接操作嗎？

大家看P26左側(cè)第二個(gè)問號(hào)（《？》），希望它能給你帶來很大的幫助。（四人一組）

引導(dǎo)學(xué)生回答（不能，第一，改造過的蛋白質(zhì)無法遺傳；第二，改造蛋白質(zhì)難度大，不易操作）

（3）再提出問題：改造基因?yàn)槭裁淳湍苁沟鞍踪|(zhì)得以改造呢？基因與蛋白質(zhì)之間有什么關(guān)系？基因如何決定蛋白質(zhì)的？你還記得嗎？

（4）學(xué)生講述基因表達(dá)的過程教師板演

由此可見，蛋白質(zhì)的合成過程是按中心法則進(jìn)行的。

剛剛我們大家討論過：要獲取人類所需要的非天然的，就要先改造決定它的基因。這個(gè)目的基因是什么？怎么知道？依據(jù)什么去合成我們所需要的目的基因呢？

大家想一想，討論一下

（5）引導(dǎo)學(xué)生回答，中心法則的逆推過程（板書）

及時(shí)的鼓勵(lì)，同學(xué)們的思路，正是科學(xué)家們的思路

（6）小小結(jié) 其實(shí)在蛋白質(zhì)工程操作過程中一共進(jìn)行了兩次中心法則。但一個(gè)假的（中心法則的逆推過程）；一個(gè)是真的（為人類生產(chǎn)所需要的非天然的蛋白質(zhì)）大家看黑板，蛋白質(zhì)的功能是由DNA決定的，那么要制造出新的蛋白質(zhì)或非天然的蛋白質(zhì)，就要改造DNA，

（7）因此，蛋白質(zhì)工程的實(shí)質(zhì)是？（對(duì)編碼蛋白質(zhì)的基因改造）

（8）原理應(yīng)該是？（中心法則的逆推）

（9）P27討論題。

有利于學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解，也能鍛煉學(xué)生的思維。Powerpoint課件展示“遺傳密碼子表”

（10）通過以上的分析和討論，你能否給蛋白質(zhì)工程下一個(gè)定義呢？

Powerpoint課件以提示

（11）對(duì)現(xiàn)有的蛋白質(zhì)的改造或制造心的蛋白質(zhì)，必須通過基因修飾或基因合成來實(shí)現(xiàn)，因此蛋白質(zhì)工程最終還是要回到基因工程上來，所以，可以說，蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上，延伸出來的第二代基因工程。（板書）

3、蛋白質(zhì)工程的進(jìn)展和前景

同學(xué)們回味一下，基因工程和蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)生和發(fā)展離不開人類的需要，離不開社會(huì)生產(chǎn)力的需要，離不開理論和技術(shù)的支撐?？梢哉f蛋白質(zhì)工程的前景是光明的，道路是曲折的。

學(xué)生齊讀P26第一自然段和P28課文，總結(jié)蛋白質(zhì)工程的理論支撐、成果、困難。

盡管路漫漫其修遠(yuǎn)兮，但吾將上下而求索

七、小結(jié)

你有什么收獲？

如果你是一個(gè)出題者，分值最多的應(yīng)該分布在哪？（指出重點(diǎn)）

八、鞏固練習(xí)（見課件）

九、作業(yè)：P28“思考與討論”第2題

十、板書設(shè)計(jì)

1.4 蛋白質(zhì)工程的崛起

1、崛起的緣由：

生產(chǎn)符合人類需求的非天然的蛋白質(zhì)

2、基本原理：

（1）原理：

中心法則的逆推

（2）實(shí)質(zhì)：

改造編碼蛋白質(zhì)的基因

（3）流程：

3、進(jìn)展和前景：

（1）理論與技術(shù)的支撐

（2）現(xiàn)狀

篇2

關(guān)鍵詞　核糖體　大小亞基　諾貝爾獎(jiǎng)　新型抗生素

中圖分類號(hào)Q-49

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼　E

隨著2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的揭曉，人們的目光聚焦于一座無比復(fù)雜而又極其精密的“蛋白質(zhì)合成工廠”――核糖體，它幾乎遍布生物體的每一個(gè)細(xì)胞，承擔(dān)著上萬種蛋白質(zhì)合成的重任，在化學(xué)水平上制造生命并控制著它的走向。

1　核糖體的發(fā)現(xiàn)

1953年，瑞賓遜和布恩用電鏡觀察植物細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)胞質(zhì)中存在一種顆粒物質(zhì)；1955年帕拉蒂在動(dòng)物細(xì)胞中也看到同樣的顆粒，并進(jìn)一步研究了這些顆粒的化學(xué)成份和結(jié)構(gòu)；1958年羅伯茨根據(jù)化學(xué)成份將其命名為核糖白體，簡(jiǎn)稱核糖體。對(duì)核糖體的研究歷經(jīng)數(shù)載，至20世紀(jì)90年代進(jìn)入新的發(fā)展時(shí)期，2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)就是很好的佐證。

2　核糖體的組成與結(jié)構(gòu)

核糖體為不規(guī)則顆粒，無膜，包括大、小兩個(gè)亞基，由蛋白質(zhì)和rRNA組成，相對(duì)分子質(zhì)量約為2.5―3兆道爾頓，直徑為25―30 nm，光鏡下不可見，是生命體中最小的細(xì)胞器，10萬轉(zhuǎn)／min的高速離心條件下可從細(xì)胞中分離出來。核糖體的大小以沉降系數(shù)s表示，s值越大，顆粒越大、相對(duì)分子質(zhì)量越大。

糖體蛋白和rRNA的比例在原核細(xì)胞中為1.5:1，在真核細(xì)胞中為1:1。真核細(xì)胞核糖體為80S，大亞基60S，有大約49種蛋白質(zhì)和三種rRNA(28s、5s和5.8S)；小亞基為40S，有大約33種蛋白質(zhì)和一種rRNA(18S)。原核細(xì)胞核糖體為70S，大亞基50S，有大約34種蛋白質(zhì)和2種rRNA(23S、5S)；小亞基為30S，有大約21種蛋白質(zhì)和1種rRNA(16S)。每個(gè)亞基中，以一條或二條高度折疊的rRNA為骨架，將幾十種蛋白質(zhì)組織起來，二者靠非共價(jià)鍵緊密結(jié)合，蛋白質(zhì)主要分布在核糖體的表面，rRNA大部分圍在內(nèi)部，小部分露在表面。

在活細(xì)胞中，核糖體的大小亞基、單核糖體和多聚核糖體處于一種不斷解聚與聚合的動(dòng)態(tài)平衡中，隨功能而變化，執(zhí)行功能時(shí)為多聚核糖體，功能完成后解聚為大、小亞基。大亞基側(cè)面觀是倒圓錐形，底面不平，邊緣有3個(gè)突起，中央為一凹陷，似沙發(fā)的靠背和扶手。小亞基是略帶弧形的長(zhǎng)條，一面稍凹陷，一面稍外突，趴在大亞基上，似沙發(fā)上趴了一只小猴。大小亞基凹陷部位對(duì)應(yīng)結(jié)合，形成了一個(gè)內(nèi)部空間，可容納mRNA、tRNA及進(jìn)行氨基酸縮合等反應(yīng)。此外，在大亞基內(nèi)有可排放多肽鏈的中央管。

單個(gè)核糖體上具有一系列與蛋白質(zhì)合成有關(guān)的結(jié)合位點(diǎn)與催化位點(diǎn)：與mRNA的結(jié)合位點(diǎn)，位于小-亞基上；接受氨?；鵷RNA的部位，又稱A部位，主要在大亞基上；釋放tRNA的部位，又稱P部位，主要在小亞基上；肽酰轉(zhuǎn)移酶部位，簡(jiǎn)稱T因子，位于大亞基上，催化氨基酸間形成肽鍵，使肽鏈延長(zhǎng)；GTP酶部位，即轉(zhuǎn)位酶，簡(jiǎn)稱G因子，對(duì)GTP具有活性，催化肽鏈從P部位―A部位；另外，核糖體上還有許多與起始因子、延長(zhǎng)因子、釋放因子以及各種酶相結(jié)合的位點(diǎn)。

從分子角度看，核糖體是生物體中最復(fù)雜的分子機(jī)器。

3　核糖體的分類

除哺乳類成熟的紅細(xì)胞外，一切活細(xì)胞中均有核糖體，真核細(xì)胞比原核細(xì)胞多，幼稚細(xì)胞、未分化細(xì)胞、胚胎細(xì)胞、培養(yǎng)細(xì)胞、腫瘤細(xì)胞等尤其多。按存在部位分為細(xì)胞質(zhì)核糖體、線粒體核糖體和葉綠體核糖體；按存在的生物類型分為真核生物核糖體和原核生物核糖體；按沉降系數(shù)分為70S核糖體(存在于線粒體、葉綠體以及原核細(xì)胞)和80S核糖體(存在于真核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中)。真核細(xì)胞中，游離在細(xì)胞質(zhì)中的核糖體稱為游離核糖體；附著在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面的核糖體稱為附著核糖體，這兩類核糖體所合成的蛋白質(zhì)種類不同。

無論哪種核糖體，其結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成完全相同；在進(jìn)行蛋白質(zhì)合成時(shí)，常3～5個(gè)或幾十個(gè)甚至更多聚集并與mRNA結(jié)合在一起，由mRNA分子與小亞基凹溝處結(jié)合，再與大亞基結(jié)合，形成一串，可排列成螺紋狀，念珠狀等，稱為多聚核糖體(游離多聚核糖體及固著多聚核糖體)，是合成蛋白質(zhì)的功能團(tuán)。mRNA的長(zhǎng)短，決定多聚核糖體的多少。

4　核糖體的功能

核糖體是生物體內(nèi)的“蛋白質(zhì)合成工廠”，它將遺傳信息翻譯成肽鏈，進(jìn)而生產(chǎn)出生物所需的全部蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)合成過程需要核糖體，而且還必須有mRNA、tRNA、20種氨基酸和一些蛋白質(zhì)因子及酶、Mg2+、K+等參與，并由ATP、GTP提供能量。mRNA是合成模板，tRNA是識(shí)別密碼子、轉(zhuǎn)運(yùn)相應(yīng)氨基酸的工具；核糖體則是蛋白質(zhì)的裝配機(jī)，它不僅組織了mRNA和rRNA的相互識(shí)別，將遺傳密碼翻譯成蛋白質(zhì)的氨基酸順序，并且控制多肽鏈的形成。它能沿著mRNA模板一邊移動(dòng)，一邊精確地“翻譯”著mRNA上的遺傳密碼。

結(jié)構(gòu)蛋白在游離的核糖體上合成，分泌蛋白質(zhì)多肽的合成一開始也在游離多聚核糖體上，但其mRNA在AUG之后有一段45―90bp的信號(hào)順序(密碼)，由此能翻譯出15-30個(gè)氨基酸的多肽(信號(hào)肽)。這種能合成信號(hào)肽的核糖體將成為附著核糖體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，不能合成信號(hào)肽的為游離核糖體，仍散布于胞質(zhì)中。從細(xì)菌到人類，各種生命體中核糖體的工作方式都驚人地相似。

真核細(xì)胞與原核細(xì)胞中蛋白質(zhì)的合成雖有差異，但基本步驟相同，主要包括以下過程：

氨基酸與tRNA結(jié)合形成氨?；?tRNA復(fù)合物后被轉(zhuǎn)運(yùn)到核糖體上，多肽鏈合成開始；

在起始因子和Mg2+的作用下，小亞基與mRNA結(jié)合，甲硫氨酰tRNA識(shí)別并與mRNA上的AUG結(jié)合，接著大亞基也結(jié)合上去；

第二個(gè)密碼對(duì)應(yīng)的氨?；鵷RNA進(jìn)入核糖體的A位，在轉(zhuǎn)位酶的作用下，P部位的氨?；鵷RNA轉(zhuǎn)移到A位并與形成肽鍵，tRNA脫離P位并離開P位，進(jìn)入胞質(zhì)，核糖體沿mRNA往前移動(dòng)，新的密碼又處于核糖體的A位，新氨酰基tRNA又入A位，形成三肽，核糖體又向前移動(dòng)，如此反復(fù)，多肽鏈不斷延伸。

當(dāng)mRNA上出現(xiàn)終止密碼時(shí)(uGA、UAA、UAG)，就無對(duì)應(yīng)的氨基酸運(yùn)人核糖體，肽鏈的合成停止，多肽鏈順著大亞基中央管全部釋放離開核糖體。同時(shí)大小亞基與mRNA分離，可再與mRNA起始密碼處結(jié)合，也可游離于胞質(zhì)中或被降解，mRNA也可被降解。

5　核糖體的生物發(fā)生

核糖體的有趣之處不僅在于其功能，而且還在于它與蛋白質(zhì)裝配的發(fā)生過程。真核細(xì)胞中，核糖體的生物發(fā)生與核仁有關(guān)，生物發(fā)生過程包括rRNA的合成、加工和核糖體亞單位的裝配。核仁組成成分包括rRNA、rDNA和核糖白，是rRNA基因存儲(chǔ)、rRNA

合成加工以及核糖體亞單位的裝配場(chǎng)所。

在普通的細(xì)胞中，存在著超過100個(gè)rDNA重復(fù)序列，位于染色體的核仁組織區(qū)，rDNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)生rRNA。和mRNA不同，rRNA是基因的最終產(chǎn)物。rDNA在RNA聚合酶I催化下產(chǎn)生初始轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物――rRNA前體，不同生物的rRNA前體大小不同，哺乳動(dòng)物為45S；真核細(xì)胞rRNA加工過程比較緩慢，其中間產(chǎn)物可從各種細(xì)胞中分離出來，加工過程比較清楚。45S rRNA前體很快與來自胞質(zhì)的蛋白質(zhì)結(jié)合，經(jīng)加工剪切形成28S、18S和5.8S的rRNA，5s rRNA在核仁外合成。28S、5.8S及5S rRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合形成大亞基前體，成熟后經(jīng)核孔入胞質(zhì)為大亞基；18SrRNA與蛋白質(zhì)結(jié)合，成熟后經(jīng)核孔進(jìn)入胞質(zhì)為小亞基。大小亞基在胞質(zhì)中可解離存在，但只有組成完整核糖體時(shí)才具有合成功能。

原核細(xì)胞核糖體的生物發(fā)生類似于真核細(xì)胞，也是先合成大的rRNA再切出小的rRNA。

6　核糖體研究與新型抗生素生產(chǎn)

在常規(guī)的抗生素中，有50％都是核糖體的抑制劑，主要作用是與核糖體結(jié)合，干擾或抑制菌體蛋白質(zhì)的合成，細(xì)菌與哺乳動(dòng)物的核糖體大小亞基的化學(xué)組成及功能特性有明顯差異，所以抗生素對(duì)人或動(dòng)物沒有明顯影響。不過，這些抗生素大都是隨機(jī)發(fā)現(xiàn)的，而非從核糖體的結(jié)構(gòu)出發(fā)有意研發(fā)。而約納特與施泰茨等人則期望從核糖體三維結(jié)構(gòu)模型出發(fā)，研發(fā)出新型抗生素，他們已構(gòu)筑了核糖體的三維模型，展示了不同的抗生素如何綁定到核糖體以抑制核糖體功能。更好地了解核糖體可以有助于利用計(jì)算機(jī)模擬研制出療效更好的抗生素，從而解決病原微生物對(duì)抗生素的“抗性”，有效地消滅“抗性”病原菌。

篇3

關(guān)鍵詞：酶分子；基因工程；蛋白質(zhì)；前景

一、酶與酶的分子改造

（一） 酶

酶是指以蛋白質(zhì)為主體的生物催化劑，具有在常溫常壓和近中性pH等溫和條件下，高效率地進(jìn)行區(qū)域或?qū)τ丑w選擇性催化的特點(diǎn)。迄今為止，從生物界已發(fā)現(xiàn)和定性了近3000種酶，分屬氧化還原、轉(zhuǎn)移、水解、裂合、異構(gòu)、連接六大類。由于酶具有反應(yīng)專一性、催化效率高及反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥和環(huán)保等方面已經(jīng)得到越來越多的應(yīng)用。但總體還沒有達(dá)到大規(guī)模應(yīng)用的程度，其主要原因在于酶自身性質(zhì)上的一些不足。因此，人們希望通過各種方法、按照需要定向地改造酶分子，甚至創(chuàng)造出自然界尚未發(fā)現(xiàn)的新酶，從而滿足各行各業(yè)的需要。

（二）酶的改造

在酶的應(yīng)用過程中，有時(shí)會(huì)因酶的穩(wěn)定性差、活力不夠理想及具有抗原性等缺點(diǎn)而受到一定的限制，為此常需對(duì)酶分子進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑旌图庸?，以改善酶的性能。酶分子的改造以提高酶的穩(wěn)定性和活性、增強(qiáng)酶的選擇性、改變酶的表面特性為目標(biāo).

二、改造酶的方法

（一） 化學(xué)修飾法

酶分子的化學(xué)修飾是指通過主鏈的剪接切割和側(cè)鏈的化學(xué)修飾對(duì)酶分子進(jìn)行改造，其目的在于改變酶的一些性質(zhì)，創(chuàng)造出天然酶不具備的某些優(yōu)良性狀，擴(kuò)大酶的應(yīng)用以達(dá)到較高的經(jīng)濟(jì)效益。

酶在進(jìn)行化學(xué)修飾后，大多數(shù)酶的性質(zhì)會(huì)發(fā)生一些變化，如熱穩(wěn)定性、抗各類失活因子能力、抗原性、半衰期、最適PH值等。

酶修飾中存在的問題是，隨著酶與修飾劑結(jié)合率提高，酶活回收率將下降?？朔姆椒ㄊ遣扇∫恍┍Ｗo(hù)措施，如添加酶的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑，保護(hù)酶活性部位以及改進(jìn)現(xiàn)有的修飾工藝，進(jìn)一步完善酶的化學(xué)修飾法。

化學(xué)修飾酶的目標(biāo)是提高酶活力，改進(jìn)酶的穩(wěn)定性，改變酶的特異性，提高催化過程的反應(yīng)效率。

（二）生物酶工程法

酶的化學(xué)修飾法并非改造酶的惟一手段。隨著人們對(duì)酶的深入研究以及氨基酸一級(jí)結(jié)構(gòu)的測(cè)定、基因重組技術(shù)的應(yīng)用等，可以徹底地改造、合成并且模擬酶。這也就是生物酶工程的主要內(nèi)容。生物酶工程主要包括基因工程技術(shù)和蛋白質(zhì)工程技術(shù)。

1.基因工程技術(shù)改造和生產(chǎn)酶

基因工程改造酶分子主要包括三方面內(nèi)容：①用基因工程技術(shù)大量生產(chǎn)酶。②修飾酶基因，產(chǎn)生遺傳修飾。③設(shè)計(jì)出新酶基因，合成自然界從未有過的酶。

自從 20 世紀(jì) 70 年代重組DNA技術(shù)的建立，使人們?cè)诤艽蟪潭壬蠑[脫了對(duì)天然酶的依賴。近十年來，基因工程的發(fā)展使得人們可以較容易地克隆各種各樣天然的酶基因，使其在微生物中高效表達(dá)，并通過發(fā)酵進(jìn)行大量生產(chǎn)。目前已有100多種酶基因克隆成功，包括尿激酶基因、凝乳酶基因等。

2.蛋白質(zhì)工程改造和生產(chǎn)酶

蛋白質(zhì)工程改造和生產(chǎn)酶包括合理設(shè)計(jì)技術(shù)和定向進(jìn)化技術(shù)。

合理設(shè)計(jì)技術(shù)是蛋白質(zhì)工程最早使用的技術(shù)，現(xiàn)在也在廣泛的使用。合理設(shè)計(jì)技術(shù)要做好三個(gè)方面的工作，首先要用結(jié)晶學(xué)技術(shù)來獲得蛋白質(zhì)結(jié)晶體，然后利用x射線技術(shù)對(duì)晶體進(jìn)行測(cè)量、分析，確定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。其次，借助計(jì)算機(jī)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行選擇修飾，從氨基酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)見空間結(jié)構(gòu)，或通過人工智能等其它方法來確定蛋白質(zhì)和功能的關(guān)系，找到要修飾的位點(diǎn)。第三，通過對(duì)基因序列的了解，運(yùn)用定點(diǎn)突變技術(shù)來進(jìn)行堿基替換。通過此法來改變蛋白質(zhì)的功能，要想獲得理想的蛋白質(zhì)工程產(chǎn)物往往要經(jīng)過多次分析，替換才能達(dá)到目的。

定向進(jìn)化技術(shù)是蛋白質(zhì)工程的新策略，它是在不需要事先了解蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的情況下通過模擬自然進(jìn)化機(jī)制，以改進(jìn)的誘變技術(shù)結(jié)合確定進(jìn)化方向的選擇方法。因此它能解決合理設(shè)計(jì)所不能解決的問題，在生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越受到重視。定向進(jìn)化是在待進(jìn)化蛋白質(zhì)基因的PCR擴(kuò)增反應(yīng)中，利用TaqDNA多聚酶不具有校對(duì)功能的性質(zhì)，配合適當(dāng)條件，以很低的比率向目的基因中引入突變，構(gòu)建突變庫，憑借定向選擇方法，選出所需性質(zhì)的蛋白質(zhì)。定向進(jìn)化實(shí)際就是隨機(jī)突變加上選擇，它與自然進(jìn)化不同，整個(gè)過程都是在人為控制下進(jìn)行的，并且還可以模擬真核細(xì)胞中DNA隨機(jī)拼接這一蛋白質(zhì)進(jìn)化過程來加速蛋白質(zhì)的優(yōu)化。

酶的蛋白質(zhì)工程是在基因工程的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，而且仍需要應(yīng)用基因工程的全套技術(shù)。所不同的是，酶的基因工程主要解決的是酶大量生產(chǎn)的問題，而蛋白質(zhì)工程則致力于天然蛋白質(zhì)的改造，制備各種定做的蛋白質(zhì)，但也要用到基因工程的技術(shù)手段。

（三）酶分子的定點(diǎn)突變法

定點(diǎn)突變需要知道酶蛋白的一級(jí)結(jié)構(gòu)及編碼序列，并根據(jù)蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)知識(shí)來設(shè)計(jì)突變位點(diǎn)。定點(diǎn)突變技術(shù)可以隨心所欲地在已知DNA序列中取代、插入或缺失一定長(zhǎng)度的核苷酸片段。該方法與使用化學(xué)因素、自然因素導(dǎo)致突變的方法相比，具有突變率高、簡(jiǎn)單易行、重復(fù)性好的特點(diǎn)。然而，定點(diǎn)突變技術(shù)只能對(duì)天然酶蛋白中少數(shù)的氨基酸殘基進(jìn)行替換，酶蛋白的高級(jí)結(jié)構(gòu)基本維持不變，因而對(duì)酶功能的改造較為有限。

篇4

【關(guān)鍵詞】生物知識(shí) 健康教育 科學(xué)素養(yǎng)

【中圖分類號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）09-0144-01

一、神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

在機(jī)體的生命活動(dòng)中，神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮著廣泛的調(diào)節(jié)作用。神經(jīng)系統(tǒng)作用時(shí)間短，在短時(shí)間內(nèi)就能傳導(dǎo)一個(gè)興奮或抑制信號(hào)，而且起效快，分布較廣泛。在這節(jié)課的教學(xué)中，教師不妨從生活中的實(shí)例出發(fā)，解釋一些常見的壞習(xí)慣。運(yùn)動(dòng)會(huì)中發(fā)生急性扭傷、挫傷或無損傷磕碰時(shí)，很多人會(huì)選擇立刻揉搓，因?yàn)樗麄儓?jiān)信這樣會(huì)減少疼痛，其實(shí)這是一種非常錯(cuò)誤的想法，在磕碰的部位，神經(jīng)更加興奮，血流速度更快，由于神經(jīng)興奮，Na+內(nèi)流，K+外流，導(dǎo)致內(nèi)環(huán)境的滲透壓改變，從而紅細(xì)胞的形態(tài)會(huì)受到影響，如果這個(gè)時(shí)候立即揉搓，會(huì)造成皮下出血以及水腫，最恰當(dāng)?shù)奶幚矸绞绞遣扇幘植考彼俳禍?，如果磕傷較嚴(yán)重，應(yīng)到醫(yī)院及時(shí)處理。

二、人體細(xì)胞獲得氧氣的過程

人體是通過肺進(jìn)行呼吸的，除了肺之外，呼吸系統(tǒng)還包括呼吸道即鼻、咽、喉、氣管、支氣管。在教學(xué)過程中，向?qū)W生展示呼吸系統(tǒng)的圖片，來讓學(xué)生深入了解呼吸系統(tǒng)的構(gòu)造，并通過具體的實(shí)例理解肺部適于氣體交換的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，同時(shí)要倡導(dǎo)學(xué)生講究個(gè)人呼吸衛(wèi)生，養(yǎng)成良好的衛(wèi)生習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心他人健康，關(guān)注環(huán)境質(zhì)量的情感，其中最重要的是讓學(xué)生養(yǎng)成健康的生活習(xí)慣，有的同學(xué)喜歡在吃飯時(shí)大聲說笑，結(jié)果嗆住了，引起劇烈的咳嗽，這是一種壞習(xí)慣。為什么吃飯時(shí)不能大聲說笑呢？因?yàn)檠适鞘澄锖涂諝膺M(jìn)入體內(nèi)的通道，呼吸時(shí)會(huì)厭軟骨像抬起的蓋子，使空氣暢通無阻，吞咽時(shí)，又像蓋子一樣蓋住喉管，以免食物進(jìn)入氣管，如果吃飯時(shí)大聲說笑，會(huì)厭軟骨來不及蓋下，食物進(jìn)入氣管，就會(huì)引起劇烈的咳嗽，所以吃飯時(shí)不宜大聲說笑，由此可見，生活中的好習(xí)慣的養(yǎng)成不容忽視。

三、自然界中的細(xì)菌、真菌

細(xì)菌在自然界中當(dāng)分解者的角色，對(duì)自然界的自我更新起到不容忽視的作用，這是一小部分細(xì)菌的作用，絕大部分的細(xì)菌對(duì)人類來說還是有害無利的。寒冷的冬季來臨，感冒會(huì)一次又一次在人群中蔓延，有的感冒是病毒引起的，通常這類感冒的癥狀是流鼻涕，一般不用吃藥，多喝水，就能好。但是，如果感冒是細(xì)菌引起的，情況就會(huì)變得很糟，通常會(huì)高燒，而且持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)，這時(shí)候就需要藥物來輔助治療，方可治愈。

真菌中絕大多數(shù)是蘑菇，其中少數(shù)無毒的可以使用，一般顏色鮮艷，看起來很誘人的蘑菇，食用起來就要小心了，還有一些真菌會(huì)引發(fā)一些疾病，像我們通常所熟知的“黑指甲”病就是真菌感染所致，治療起來很困難，所以在公共場(chǎng)合，尤其是洗浴中心這樣人群聚集的的地方，要做好自我保護(hù)意識(shí)，養(yǎng)成講衛(wèi)生的好習(xí)慣，一旦被染上黑指甲，就不要到公共場(chǎng)所，以免傳染給別人，要做到愛惜自己，更要愛惜別人。

四、蛋白質(zhì)工程的崛起

蛋白質(zhì)工程作為分子生物學(xué)水平上對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行改造的手段已經(jīng)收到越來越多的研究人員的關(guān)注，并且其應(yīng)用廣泛，目前已經(jīng)在蛋白質(zhì)藥物、工業(yè)酶制劑、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)、生物代謝途徑等方面取得了突破性的進(jìn)展。

隨著蛋白質(zhì)工程的不斷進(jìn)展，許多騙人的勾當(dāng)層出不窮，例如，女性朋友都比較鐘愛的膠原蛋白產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)出來，有些不法商家大肆宣揚(yáng)自己的產(chǎn)品，聲稱是蛋白質(zhì)工程的產(chǎn)物，對(duì)于皮膚的效果顯著，其實(shí)是由一些化學(xué)藥品精制而成，產(chǎn)品中根本不存在膠原蛋白。另外，口服的蛋白類產(chǎn)品，所含的膠原蛋白在分子量為1000-3000道爾頓范圍內(nèi)才能夠直接被身體吸收；絕大多數(shù)的膠原蛋白分子量大于5000道爾頓，這樣的大分子蛋白進(jìn)入人體后，被分解為小分子肽以及氨基酸分子，進(jìn)而被人體吸收，所以美容產(chǎn)品中真正被人體有效吸收的成分并不多。

五、輸血與血型

近年來，一些大醫(yī)院的血庫中的血仍是供不應(yīng)求，獻(xiàn)血的人主要顧忌獻(xiàn)血的過程中會(huì)感染一些疾病，如乙型肝炎、艾滋病等，這就需要相關(guān)的醫(yī)療部門加大力度來保證獻(xiàn)血人的安全，還有大多數(shù)人仍然考慮到獻(xiàn)血會(huì)對(duì)自己的身心帶來損害，其實(shí)在身體所允許的范圍內(nèi)獻(xiàn)血，不但對(duì)身體無害，而且還可以促進(jìn)血細(xì)胞的再生，一般的，正常人的總血量約占體重的7%～8%，獻(xiàn)血后，身體會(huì)很快恢復(fù)，血漿1～2小時(shí)恢復(fù)，血細(xì)胞3～4小時(shí)恢復(fù)，為促進(jìn)這一過程，可以適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充營養(yǎng)。

篇5

作者：孫娜 楊雪 單位：哈爾濱三聯(lián)藥業(yè)有限公司

基因工程在醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用

基因診斷生物技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，提供了新的診斷技術(shù)，20世紀(jì)90年代就開始了基因診斷。DNA診斷技術(shù)是利用重組DNA技術(shù)，從基因中尋找病根主要應(yīng)用于腫瘤、人類遺傳性疾病、傳染性疾病等多種疾病的診斷。DNA診斷技術(shù)特點(diǎn)是專一性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便，只要檢測(cè)出該病變基因的存在，就能確診。目前最新診斷技術(shù)是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基因診斷技術(shù)。醫(yī)生使用“探針”就可正確診斷任何一種基因疾病。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基因診斷技術(shù)也用于產(chǎn)前診斷和癥狀前診斷。聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的基因診斷技術(shù)使我國具有對(duì)珠蛋白基因缺陷性貧血、血友病、杜氏肌營養(yǎng)不良癥等遺傳疾病診斷的能力?；蛑委熒锛夹g(shù)在疾病治療方面主要包括提供藥物、基因治療和器官移植等方面?；蛑委熓且环N應(yīng)用基因工程技術(shù)和分子遺傳學(xué)原理對(duì)某種基因缺陷引起的遺傳病進(jìn)行糾正。世界上第一例成功的基因治療是一位4歲的美國女孩。目前接受基因治療和基因轉(zhuǎn)移的患者總數(shù)已有幾千名患者。目前，基因治療已擴(kuò)大到心血管系統(tǒng)疾病、腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病等的治療。人類也已成功實(shí)現(xiàn)了肝、胰、腎、肺等器官移植。

蛋白質(zhì)工程在藥學(xué)方面的應(yīng)用

藥物作用機(jī)理目前，許多藥用的活性化合物在體內(nèi)的作用機(jī)理并不清楚，應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，可以更清楚更詳盡的闡明藥物的作用機(jī)理，從而提供更為有效、合理的藥理模型。Page等通過比較抗肝癌化合物OGT719和5-氟尿嘧啶分別處理過的腫瘤細(xì)胞株的蛋白質(zhì)組表達(dá)圖譜，發(fā)現(xiàn)它們二者2-DE的表達(dá)圖譜發(fā)生了類似的變化，這表明二者在體內(nèi)的作用機(jī)制相類似，其中一種發(fā)生顯著變化的蛋白質(zhì)，經(jīng)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)鑒定為核糖體RNA結(jié)合蛋白(嘧啶合成途徑的一種重要蛋白質(zhì))，這表明，OGT719確實(shí)與已知的5-*Fu的作用機(jī)制類似[1]，Chevalier等運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，比較了大鼠原代培養(yǎng)的肝細(xì)胞在過氧化物酶增殖因子萘酚平peroxisomeproliferatornafenopin）和表皮生長(zhǎng)因子（epiˉdermalgrowthfactor，EGF）作用下的蛋白表達(dá)，發(fā)現(xiàn)了32種由過氧化物酶增殖因子萘酚平誘導(dǎo)的蛋白，包括毒蕈堿類乙酰膽堿受體3、中間絲波形蛋白等，從蛋白質(zhì)水平上闡明了過氧化物酶增殖因子的致癌機(jī)制[2]。新藥篩選的研究目前，組合化學(xué)技術(shù)的成熟可以源源不斷地提供大量新藥開發(fā)的新化合物，但是，由于現(xiàn)有的篩選技術(shù)存在許多明顯的局限，而蛋白質(zhì)組技術(shù)可通過分析比較化合物處理(治療)前后模型細(xì)胞或組織的蛋白質(zhì)組的表達(dá)圖譜，快速提取該化合物的有效性和毒性方面有價(jià)值信息。隨著蛋白質(zhì)組技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，蛋白質(zhì)組篩選技術(shù)將在今后的新藥開發(fā)中起著越來越重要的作用。藥物不良反應(yīng)的研究蛋白質(zhì)組學(xué)對(duì)藥物不良反應(yīng)的研究，一般是通過比較正常組織和用欲研究的藥物處理過的組織細(xì)胞的蛋白質(zhì)組，尋找藥物所具有毒副作用的跡象。蛋白質(zhì)組指由一個(gè)基因組(genOME)，或一個(gè)細(xì)胞、組織表達(dá)的所有蛋白質(zhì)(PROTein),MollerA等對(duì)胰腺癌細(xì)胞經(jīng)較高劑量的細(xì)胞毒性藥柔紅霉素(Daunorubicin，DRC)處理后的蛋白質(zhì)組的改變進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)許多蛋白在DRC處理后調(diào)，而這些改變用逆轉(zhuǎn)錄PCR卻無法檢測(cè)到[3]。生物信息學(xué)的發(fā)展，已不僅是單純的對(duì)基因組、蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)的分析，而且可以對(duì)已知的或新的基因產(chǎn)物進(jìn)行全面分析。由此可見，檢測(cè)經(jīng)藥物刺激的組織細(xì)胞的蛋白質(zhì)組，可以幫助我們了解它們的毒理學(xué)機(jī)制。

篇6

【關(guān)鍵詞】生物催化技術(shù)發(fā)展化學(xué)制藥研究

生物催化是指通過酶或生物有機(jī)體的催化作用實(shí)現(xiàn)生物的化學(xué)轉(zhuǎn)化，故又被稱為生物轉(zhuǎn)化。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，生物催化逐漸進(jìn)入人們的生產(chǎn)生活，從根本上改善了人們的經(jīng)濟(jì)效益、能源消耗和原料來源，對(duì)環(huán)境保護(hù)也作出了積極貢獻(xiàn)。生物催化技術(shù)是生物技術(shù)改革中的第三次浪潮，成為歷年來生物技術(shù)中的標(biāo)志性技術(shù)。

1.生物催化技術(shù)及其發(fā)展

（1）生物催化技術(shù)。經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）指出，生物酶催化技術(shù)是目前工業(yè)發(fā)展中最有利于可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。生物催化技術(shù)主要涉及到化學(xué)領(lǐng)域和生物學(xué)領(lǐng)域，在醫(yī)藥化工領(lǐng)域中可通過酶或微生物的催化作用實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生物的轉(zhuǎn)化。生物催化技術(shù)在很大程度上促使衍生物往多樣性方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)修飾及簡(jiǎn)單分子化合物庫的新建，產(chǎn)物在經(jīng)過生物催化后能夠延伸出現(xiàn)的生理活動(dòng)物質(zhì)。

先導(dǎo)化合物在生物催化作用下具有一定的優(yōu)越性，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①可能反應(yīng)的產(chǎn)物范圍大；②在反應(yīng)過程中無需進(jìn)行脫保護(hù)和基團(tuán)保護(hù)，一步便可完成相關(guān)反應(yīng)；⑧實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的定向立體選擇和區(qū)域選擇；④生物催化的反應(yīng)條件溫和，利于穩(wěn)定復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)；⑤在均一和溫和的反應(yīng)條件下可獲取反應(yīng)的重現(xiàn)性及實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的自動(dòng)化；⑥由于酶具有固定化特性，故在生產(chǎn)過程中可反復(fù)循環(huán)使用催化劑。

（2）生物催化技術(shù)的發(fā)展。生物催化技術(shù)的提出是源于科學(xué)家對(duì)活體細(xì)胞成分的認(rèn)識(shí)，一部分的專家和學(xué)者認(rèn)為某些細(xì)胞成分可用于特定條件下的化學(xué)轉(zhuǎn)化。例如苯甲醛從植物中提取后與氫氰酸結(jié)合可制成（R）一苯乙醇腈，半合成抗生素的生產(chǎn)則依靠G酞基轉(zhuǎn)移酶的幫助。1980年后，隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，蛋白質(zhì)工程技術(shù)得到空前的發(fā)展，使得酶的底物范圍大大增加，實(shí)現(xiàn)了常見合成中間物的生物合成。在此科技背景之下，生物催化技術(shù)逐漸被運(yùn)用于精細(xì)化化學(xué)和藥物中間體生產(chǎn)領(lǐng)域。

（3）隨著近年來基因合成、生物信息學(xué)、蛋白質(zhì)工程和序列分析等觀念的進(jìn)步及電腦建模和生物學(xué)工具的更新，越來越多的專家學(xué)者在分子生物學(xué)的基礎(chǔ)上對(duì)分子進(jìn)行快速進(jìn)化處理，極大的改善了原有的生物催化劑。生物催化劑經(jīng)過改造后可穩(wěn)定處：T-60℃的有機(jī)溶液中，在接受新的底物時(shí)可自動(dòng)催化新的生物反應(yīng)。

2.化學(xué)制藥中的生物催化技術(shù)研究

在生物催化技術(shù)的發(fā)展背景之下，酶和微生物反應(yīng)成為生物學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注熱點(diǎn)。許多長(zhǎng)期研究微生物和酶的專家學(xué)者開始著手于有機(jī)合成的研究，促使生物催化技術(shù)逐漸發(fā)展成為一項(xiàng)不對(duì)稱合成的生物技術(shù)。

（1）西他列汀游離堿。美國的Codexis公司和德國的Merck公司通過酶做催化劑實(shí)現(xiàn)西他列汀游離堿的生產(chǎn)。他們較早發(fā)現(xiàn)R構(gòu)型選擇性轉(zhuǎn)氨酶的分子結(jié)構(gòu)類似于西他列汀酮，其中一些分子質(zhì)量較小的可阻斷甲基酮并具有一定活性。而后Codexis公司對(duì)轉(zhuǎn)氨-酶進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了一種催化加氫路線的構(gòu)建，且在生產(chǎn)過程中并不產(chǎn)生S豐勾型西他列汀酮。由于該生物技術(shù)具有一步到位的優(yōu)點(diǎn)，故設(shè)備的生產(chǎn)能力和分子的反應(yīng)能力得到有效提高，且在一定程度上降低了廢棄物品的產(chǎn)出。

（2）阿伐他?。⑵胀祝?。6-氰3和5一二羥基乙酸叔丁酯是阿伐他?。⑵胀祝┥a(chǎn)過程中需要的活性中間體，美國Codexis公司通過生物催化實(shí)現(xiàn)此種活性中間體的生產(chǎn)。Codexis公司以分子重組為基礎(chǔ)，采用了最先進(jìn)的直接優(yōu)化技術(shù)，開發(fā)了具有穩(wěn)定性、選擇性和活性的3種酶。前手性氯酮在2種優(yōu)化酶手性選擇性的催化作用下發(fā)生氫化反應(yīng)，生成純手性的氯乙醇。

（3）普瑞巴林。美國的Pfizer公司通過生物催化的方式實(shí)現(xiàn)普瑞巴林的生產(chǎn)?；诘鞍踪|(zhì)工程技術(shù)進(jìn)行改造的水解酶問世后，運(yùn)用該水解酶會(huì)對(duì)S-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的鉀鹽進(jìn)行選擇性水解，在溫和條件下物質(zhì)發(fā)生一系列水解反應(yīng)，最終得到普瑞巴林。-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸在脂肪酶的選擇性水解下產(chǎn)出-2-羧乙基-3氰基-5-甲基乙酸的鉀鹽，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行化學(xué)合成，實(shí)現(xiàn)普瑞巴林的制備，可獲取40%的最終收率，通過對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的檢測(cè)可得其ee值為99.7%。

篇7

劉曉晴，首都師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)。1990年畢業(yè)于山東大學(xué)發(fā)育生物學(xué)專業(yè)，獲得碩士學(xué)位。同年任教于首都師范大學(xué)生物系，1998年赴德國Tuebingen大學(xué)攻讀博士學(xué)位，于2002年3月獲得博士學(xué)位，在此期間主要從事生物化學(xué)及分子生物學(xué)領(lǐng)域的研究工作，研究方向?yàn)榉肿铀矫傅幕钚哉{(diào)控機(jī)理；2002年11月回國后繼續(xù)從事蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能方向的研究工作，擔(dān)任生物化學(xué)、蛋白質(zhì)工程的教學(xué)工作。近年來主要從事嗜熱酶的結(jié)構(gòu)和功能研究。

從本科、碩士到博士，從普通工作人員到學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)、教授，期間既要工作，又要學(xué)習(xí)，還要照顧家庭，現(xiàn)在又要承擔(dān)繁重的行政管理任務(wù)。借用劉曉晴近期的研究方向來做比喻，她真的是憑著自己的一腔“嗜熱”激情，不懈努力，一步一個(gè)腳印地走過來的，各種艱辛只有她自己知曉。

科研篇　嗜熱激情點(diǎn)亮科研前路

進(jìn)入管理崗位之前，劉曉晴長(zhǎng)期從事生物科學(xué)與教研工作。目前研究方向主要有蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、極端環(huán)境酶的研究和利用、利用化學(xué)酶法探究藥物合成的新途徑三個(gè)方面，而這三方面的工作都是以嗜熱菌的研究為介質(zhì)的。

嗜熱菌，顧名思義是依賴于高溫而生存的微生物，又稱高溫細(xì)菌。它是一類生活在高溫環(huán)境中的微生物，如火山口及其周圍區(qū)域、溫泉、工廠高溫廢水排放區(qū)等。近30年來，這一類微生物越來越廣泛地引起了科學(xué)家們的重視和興趣。特別是在水的沸點(diǎn)和沸點(diǎn)以上溫度條件下能生活的細(xì)菌被發(fā)現(xiàn)后，更促進(jìn)了對(duì)嗜熱微生物的研究。

據(jù)劉曉晴介紹，來源于嗜熱菌的蛋白酶由于其在高溫條件下仍具有水解蛋白質(zhì)的功能，使得在造紙業(yè)、食品加工業(yè)、紡織業(yè)、工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。但由于培養(yǎng)多數(shù)天然嗜熱菌的條件比較苛刻，其生長(zhǎng)速度極其緩慢，酶產(chǎn)量低而且酶的活性也較低，難以滿足工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用，制約了它的廣泛發(fā)展。近些年來，隨著蛋白質(zhì)工程技術(shù)的發(fā)展，人們采用分子生物學(xué)手段，將嗜熱菌酶的基因轉(zhuǎn)移到普通宿主菌中，在溫和的條件下生產(chǎn)嗜熱菌酶，從而為大量制備嗜熱菌酶提供了行之有效的方法，同時(shí)，也為進(jìn)一步研究嗜熱菌酶的結(jié)構(gòu)、功能、耐熱機(jī)制等基礎(chǔ)方面研究提供了有力保證。

鎖定嗜熱菌研究方向，在研究過程中，劉曉晴逐漸形成了三方面研究?jī)?nèi)容。

首先，在蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系研究中，劉曉晴將研究的重點(diǎn)放在蛋白質(zhì)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)研究上，以丙酮酸脫氫酶復(fù)合體和鐵硫簇合成途徑中的蛋白復(fù)合體為研究對(duì)象，從酶動(dòng)力學(xué)和酶結(jié)構(gòu)兩方面來探討酶復(fù)合體的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

其次，在極端環(huán)境酶的研究和利用工作中，她和她所帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)以嗜熱蛋白酶的研究為基礎(chǔ)，力求解析極端酶的嗜熱機(jī)理，結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，發(fā)掘新型極端酶和利用基因改造技術(shù)從而獲得突變酶。

三是因?yàn)榛瘜W(xué)酶法合成有潛在應(yīng)用價(jià)值的藥物，利用酶的催化活性在體外可以針對(duì)性地合成特定的化合物，所以，劉曉晴及其團(tuán)隊(duì)希望用這種組合生物合成的方法――化學(xué)酶法，作為合成先導(dǎo)化合物的策略，用于探究藥物合成的新途徑。這項(xiàng)工作與德國馬爾堡大學(xué)的李書明教授一直合作。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，近期由劉曉晴擔(dān)任項(xiàng)目支持人的項(xiàng)目共5項(xiàng)，包括3項(xiàng)國家自然基金項(xiàng)目和來自北京市教委、留學(xué)回國人員科研啟動(dòng)等項(xiàng)目。研究?jī)?nèi)容囊括了對(duì)多酶復(fù)合體活性調(diào)節(jié)的分子機(jī)制、嗜熱菌蛋白酶的結(jié)構(gòu)功能及其熱穩(wěn)定性的分子機(jī)制、嗜熱菌鐵硫簇SUF合成途徑的研究等，大部分已有成果，廣獲業(yè)界好評(píng)。在此期間培養(yǎng)了十多名研究生，有的轉(zhuǎn)為博士繼續(xù)學(xué)習(xí)，有的已經(jīng)畢業(yè)走上工作崗位。

教學(xué)管理篇　教研管理兩相長(zhǎng)

如果說教學(xué)與科研為“雙肩”，那么，管理和教研又為“兩棲”。事實(shí)上，無論是教學(xué)與科研，還是管理與教研，無非就是能力的使用和貫通。這句話，放到劉曉晴身上再合適不過。除了一直以來擔(dān)當(dāng)?shù)目蒲泄ぷ髡咧?，她還有另外兩重重要的身份，即園丁育人及管理人才。而無論做什么，她都能憑借自己的聰明與才智、豐富學(xué)識(shí)和縝密的思維，放到哪里，哪里都能“生根”、“開花”。

在教書育人方面，劉曉晴堅(jiān)持教師職業(yè)的信念，把教書育人看成是一種幸福，以積極飽滿的熱情去做好教書育人的每一件事。她長(zhǎng)期擔(dān)任本科生和研究生的教學(xué)工作，對(duì)本科教育頗有心得：“本科教育真的是需要有無私奉獻(xiàn)的精神，只要用一顆愛學(xué)生的心去理解學(xué)生、關(guān)心學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生，學(xué)生一定會(huì)感受得到，而快樂學(xué)習(xí)是他們獲得進(jìn)步的源泉。”正因?yàn)橛眯娜スぷ?，近年來，劉曉晴在教學(xué)領(lǐng)域獲得了諸多成績(jī)：2007年獲得師德先進(jìn)個(gè)人；由她負(fù)責(zé)的“生物技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)”校級(jí)精品課程經(jīng)市教委嚴(yán)格審批，獲評(píng)為2010年度北京市高等學(xué)校精品課程。

“敢于創(chuàng)新、注重交流”成為她教學(xué)生涯中的亮點(diǎn)：由她負(fù)責(zé)的生物化學(xué)課程2006年首先開始雙語授課；從2005年開始申請(qǐng)負(fù)責(zé)德國DAAD資助的交流學(xué)生互換項(xiàng)目，其中，首師大生科院與德國圖賓根大學(xué)生化所交流互換已進(jìn)行6年，截至目前已有中德雙方各20名學(xué)生在對(duì)方的學(xué)校進(jìn)行學(xué)習(xí)。

篇8

這位患有多種并發(fā)癥的女性患者王××，于元月6日經(jīng)陜西省西安第四軍醫(yī)大學(xué)附屬醫(yī)院介紹轉(zhuǎn)入中國煤礦工人北戴河療養(yǎng)院，鼻導(dǎo)管吸氧狀態(tài)下動(dòng)脈血氧分壓僅為36.6mmHg，呼吸每分鐘40余次，心率每分鐘160次以上，隨時(shí)都有生命危險(xiǎn)。

PAP唯一有效的治療方法是全肺大容量灌洗。而患者當(dāng)時(shí)身體狀況根本不能承受肺灌洗治療的麻醉風(fēng)險(xiǎn)，或因低氧血癥危及生命，或因脆弱的炎性肺組織破裂而導(dǎo)致水氣胸。而不做肺灌洗治療，病人就會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)死亡。鑒于能否實(shí)施肺灌洗，何時(shí)何條件灌洗，術(shù)中如何確?；颊呷f無一失等技術(shù)難題，院領(lǐng)導(dǎo)多次組織院內(nèi)外專家會(huì)診。秦皇島市呼吸系統(tǒng)疾病專家面對(duì)這名患者嚴(yán)重的肺感染等并發(fā)癥，表示對(duì)病情預(yù)后不抱希望，勸患者家屬早作“準(zhǔn)備”。

該患者自轉(zhuǎn)入中國煤礦工人北戴河療養(yǎng)院起，醫(yī)生們制定詳細(xì)的治療方案。有效地控制肺臟感染，阻止病情發(fā)展，維系生命，進(jìn)而為肺灌洗手術(shù)創(chuàng)造條件；年輕醫(yī)生運(yùn)用進(jìn)修學(xué)習(xí)獲得的先進(jìn)醫(yī)學(xué)技術(shù)，給患者以無創(chuàng)呼吸機(jī)行面罩進(jìn)行呼吸支持，促使血氧飽和度數(shù)值升高，全身狀況好轉(zhuǎn)；經(jīng)過了20天的臨床治療，肺部炎癥得到有效控制。終于在確保術(shù)中麻醉安全、預(yù)防低氧血癥等關(guān)鍵環(huán)節(jié)有了較大把握條件下，于1月26日對(duì)患者實(shí)施了肺灌洗治療。術(shù)中采用了內(nèi)給氧的特殊措施，以保證灌洗術(shù)順利進(jìn)行。手術(shù)一直進(jìn)行了11個(gè)小時(shí)，一次麻醉，雙肺同期灌洗。其難度是17年來3400多例治療中少見的。為了減輕患者的治療風(fēng)險(xiǎn)和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，在沒有體外循環(huán)和膜氧合等的輔助設(shè)備下， 醫(yī)生們有效地“人工控制”患者術(shù)中血液氧濃度，保證了灌洗術(shù)安全。

篇9

        1.加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)興趣

        我們知道，化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的重要研究方法。只有重視實(shí)驗(yàn)，才能使化學(xué)教學(xué)獲得成功；只有通過趣味新奇的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，才能激發(fā)學(xué)生的好奇心理，才能激發(fā)他們思索的欲望。教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，不少的學(xué)生對(duì)元素符號(hào)、化學(xué)式、化學(xué)方程式、物質(zhì)結(jié)構(gòu)以及基本概念和基本理論等知識(shí)，常會(huì)感到抽象難懂，枯燥乏味，沒有興趣。為此，教師可以通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有意安排一些有趣的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自我感悟與探索，從而培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣。如在進(jìn)行原電池教學(xué)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)不同的水果電池，并開展小組之間的競(jìng)爭(zhēng)，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和探究熱情。

        2.巧妙地借用古詩詞，激發(fā)興趣

        新課程要求化學(xué)教師關(guān)注學(xué)生的全面和諧發(fā)展，古詩詞是我國五千年?duì)N爛文化的精髓，先人在創(chuàng)作時(shí)巧妙地借用了許多化學(xué)知識(shí)，使其作品大放異彩。新課程強(qiáng)調(diào)注重學(xué)科滲透和情感價(jià)值觀，而古詩詞不失為對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合素養(yǎng)教育的優(yōu)良素材。在中學(xué)化學(xué)課程的教學(xué)中，教師可以充分利用古詩詞中有關(guān)化學(xué)的內(nèi)容，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用化學(xué)知識(shí)及利用學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，還可以讓學(xué)生感受古人的智慧，從內(nèi)心感懷我們的先輩，從而激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情。如在學(xué)習(xí)“酯”這一內(nèi)容時(shí)，可這樣引起學(xué)生的注意：唐代黃巢在《》中寫道：“沖天香陣透長(zhǎng)安，滿城盡帶黃金甲?！彼未趾途冈凇渡綀@小梅》中描寫梅花“疏影橫斜水清淺，暗香浮動(dòng)月黃昏”。杜甫在《樹間》中也寫道：“岑寂雙柑樹，婆娑一樹香”。花兒為什么這樣香？因?yàn)橛行┗ǖ幕ò曛杏幸环N油細(xì)胞，能分泌易揮發(fā)的酯類物質(zhì)——芳香油。這樣的課堂既充滿了詩情畫意，又讓學(xué)生覺得耳目一新，自然也就吸引了學(xué)生的眼球。

        3.巧妙設(shè)“疑”，激發(fā)興趣

        教育家陶行知說過：“發(fā)明千千萬，起點(diǎn)是一問。智者問的巧，愚者問得笨。”教師對(duì)“問題的提出要掌握好時(shí)間，要把握好火候。這些問題就如指向明確的路標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生尋求答案而自覺踴躍的思考、分析、推理論證。在講“糖類，蛋白質(zhì)”時(shí)，可以設(shè)計(jì)如下問題：“糖都是甜的嗎？為什么？”  “燒焦的頭發(fā)為什么有氣味？是什么氣味？”  “生物學(xué)上講的蛋白質(zhì)工程與我們講的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)有沒有關(guān)系？”  “蛋白質(zhì)在生命活動(dòng)中究竟有什么作用？”等等。這些看似與教學(xué)內(nèi)容無關(guān)的“問題”會(huì)促使學(xué)生思維活躍，產(chǎn)生想象，激發(fā)興趣。

        4.關(guān)注時(shí)事，激發(fā)求知

篇10

1. 求異性思維能力的開發(fā)。求異性思維在創(chuàng)造性思維發(fā)展的初期表現(xiàn)得特別明顯。它要求關(guān)注客觀事物的不同性與特殊性、現(xiàn)象與本質(zhì)、形式與內(nèi)容的不一致性。如，高中生物教材必修一第56頁有這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：為了研究細(xì)胞核是否為活細(xì)胞所必需，一位生物學(xué)家做了這樣的實(shí)驗(yàn)。他研究了100個(gè)細(xì)胞，把每個(gè)細(xì)胞都分成兩個(gè)部分，一部分含有細(xì)胞核，另一部分不含細(xì)胞核，所有細(xì)胞都放在一定條件下培養(yǎng)，他得到如下兩個(gè)結(jié)果：第一，100個(gè)無核的細(xì)胞到第四天都全部死亡；第二，100個(gè)有核的細(xì)胞大部分存活下來，但隨著培養(yǎng)天數(shù)的增加也在減少，培養(yǎng)到第30天，只有65個(gè)細(xì)胞存活。要學(xué)生解釋第一個(gè)結(jié)果為什么全部死亡，第二個(gè)結(jié)果為什么大部分存活下來，但是要解釋第二個(gè)結(jié)果中為什么還有那么多細(xì)胞死亡就有難度了，要能夠合乎邏輯地解釋此種現(xiàn)象，就要求學(xué)生要有求異性思維。教學(xué)中通過學(xué)生討論，引導(dǎo)學(xué)生超出細(xì)胞核本身的功能來解釋此種現(xiàn)象，逐漸得出第二個(gè)結(jié)果減少的可能原因：人為因素，如培養(yǎng)基不合理導(dǎo)致死亡，或者是因?yàn)榧?xì)胞壽命而正常凋亡等。在這個(gè)討論過程中，就培養(yǎng)了學(xué)生的求異性思維能力。用于求異性思維培養(yǎng)的材料還有很多，如傘藻的嫁接和核移植實(shí)驗(yàn)、主動(dòng)運(yùn)輸只有離子進(jìn)入細(xì)胞，有沒有離子排除細(xì)胞、分析雜交育種的優(yōu)缺點(diǎn)等等。

2. 聯(lián)想性思維能力的開發(fā)。聯(lián)想是將表面看來互不相干的事物聯(lián)系起來。如，必修一第38頁：1969年，人們?cè)趬嬄溆诎拇罄麃唵⑦d鎮(zhèn)的隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸，這些氨基酸不是來自地球，對(duì)此你可以做出什么聯(lián)想？又如，必修一第60頁：把裝有蔗糖溶液的長(zhǎng)頸漏斗放在盛有清水的燒杯中，漏斗口密封一層半透膜，漏斗的液面為什么會(huì)升高？通過學(xué)生思考和討論，得出滲透作用的條件：一是需要半透膜，二是半透膜兩側(cè)需要濃度差，由此現(xiàn)象聯(lián)想細(xì)胞是怎樣吸水和失水的？細(xì)胞吸水和失水是否也具有這兩個(gè)條件，充分發(fā)揮學(xué)生聯(lián)想的思維能力。通過紅細(xì)胞和洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞的吸水和失水的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到細(xì)胞也是通過滲透作用吸水和失水，同樣具備滲透作用的條件，這樣的教學(xué)過程成功地培養(yǎng)了學(xué)生的聯(lián)想性思維能力。

3. 發(fā)散性思維能力的開發(fā)。發(fā)散性是指從某一點(diǎn)出發(fā)，既無一定方向，也無一定范圍的思維。如，必修一第50頁：溶酶體含有多種水解酶，為什么溶酶體膜不會(huì)被分解？又如，必修三第30頁：假如你是一位工程師，要為胰島素分泌不足的糖尿病患者設(shè)計(jì)一個(gè)隨身攜帶的“人工胰島”，請(qǐng)寫出你的設(shè)計(jì)思路，指出要解決的主要問題。對(duì)于類似于上述這類問題的探究和思考，學(xué)生會(huì)從不同角度、不同方向回答，這樣就可以從不同的角度發(fā)掘他們的思維能力，來解決這些問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維能力。

4. 綜合性思維能力的開發(fā)。綜合是把事物的各個(gè)側(cè)面、部分和屬性統(tǒng)一為整體的認(rèn)識(shí)，是按他們內(nèi)在的、必然的、本質(zhì)的聯(lián)系把整個(gè)事物在思維中再現(xiàn)出來的方法。如，高中生物教材中畫概念圖的練習(xí)，像必修一第58頁：將動(dòng)物細(xì)胞中各種結(jié)構(gòu)的名稱及其相互關(guān)系以概念圖的形式表示出來等，通過畫概念圖就是對(duì)學(xué)生綜合思維能力的開發(fā)。又如，必修二第40頁思維拓展題：從細(xì)菌到人類，性狀都受到基因控制。是否所有生物的基因都遵循孟德爾遺傳規(guī)律，為什么？類似于這類問題的探究和討論，都是很好地培養(yǎng)學(xué)生綜合性思維能力的途徑。

5. 逆向性思維能力的開發(fā)。逆向性思維是指不沿著前輩或者自己長(zhǎng)久形成的、固有的思路思考問題，而是從相反的方向?qū)ふ医鉀Q問題的途徑和辦法。在必修二遺傳題中，解題方法主要有兩種：正推發(fā)，即已知親代推導(dǎo)子代性狀和基因型積比率；但更多的是第二種逆推法，即根據(jù)子代的性狀推導(dǎo)親代的基因型。這類遺傳題的訓(xùn)練有利于培養(yǎng)學(xué)生逆向性思維能力。再如，蛋白質(zhì)工程的基本思路就是運(yùn)用逆向思維的方法來解決這個(gè)問題。正常的思維是由DNA推定信使RNA，再有信使RNA推定蛋白質(zhì)，但蛋白質(zhì)工程則相反，是由蛋白質(zhì)推定信使RNA，再由信使RNA推定DNA，這樣內(nèi)容的教學(xué)同樣培養(yǎng)了學(xué)生的逆向性思維能力。