结构生物学

什么是结构生物学？生物大分子要发挥功能，必须满足两个条件。第一，凡要发挥功能和活性的生物大分子必须具有特定的，自身特有，相对稳定的三级结构。第二，结构运动。任何的破坏促使没有稳定的三级结构和结构运动，生物大分子是很难发挥生物功能或活性的。那么，结构生物学研究什么呢？按我的看法，是以生物大分子三级结构的确定作为手段，研究生物大分子的结构功能关系，探讨生物大分子的作用机制和原理作为研究目的。结构生物学是近代生物学发展过程中，定量阐明生命现象的一门科学，这个是我对结构生物学的看法。生物大分子的三级结构和结构功能研究的结构生物学已经成为生命科学当前的前沿和带头学科。

结构生物学主要是用物理的手段,用X-射线晶体学,核磁共振波谱学,电镜技术等物理学技术来研究生物大分子的功能和结构.来阐明这些大分子相互作用中的机制。大家可以看到在结构生物学中强调结构和功能的研究技术，没有这些技术，就没有结构生物学。

    结构生物学的发展经过以下几个阶段:结构生物学起源于上世纪五十年代众所周知的 Waston Crick 发现了 DNA双螺旋结构，建立DNA的双螺旋模型。60年代 当时的开文迪许实验室的M.Perutz J.Kendrew 用X-射线晶体衍射技术获得了球蛋白的结构.由于X射线晶体衍射技术的应用，使我们可以在晶体水平研究大分子的结构，在分子原子基础上解释了大分子.由于他们开创性的工作，Waston ,Crick获得了1962年的诺贝尔生理学与医学奖,M.Pertt和J.Kendrew获得了同年的化学奖.从那时起，技术的发展就成为结构生物学发展最重要的决定因素。60到70 年代,在同一实验室的他们又发展了电子晶体学技术 ，当时的研究对象主要是有序的,对称性高的生物体系，如二维的晶体和对称性很高的三维晶体。 70-80年代 ，多维核磁共振波谱学的发明使得在水溶液中研究生物大分子成为可能,水溶液中的生物大分子更接近于生理状态.最近二十年，80年代到本世纪初,冷冻电子显微镜的发明,这种技术的发明使我们不仅能够研究生物大分子在晶体状态和溶液状态的结构，而且能够研究研究复杂 的大分子体系(molecular complex)超分子体系，这就是细胞器和细胞.可见结构生物学的发展过程经历了从结晶到溶液再到大分子体系,超分子体系,如核糖体(ribosome),病毒,溶酶体(lysosome),线粒体等.