交叉学科研究推动

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1、计亮年交叉学科研究推动生物无机化学学科的发展中山大学化学与化学工程学院E-mail:cesjln@zsu.edu.cn7/16/20211内容1.生物无机化学的历史回顾3.核酸研究领域的风暴争论焦点4.人工核酸酶功能配合物的分子设计和合成路线5.交叉学科方法研究小分子配合物和大分子DNA作用机制（生物、物理、数学、化学等方法）6.配合物的生物功能及其应用前景7.回顾史实,瞻望前沿2.生物无机化学是研究金属离子控制生命过程中的化学机理7/16/20212金属离子有条不紊，准确控制、调节和指挥着生物体内千变万化的化学

2、反应。1.生物无机化学的历史回顾研究金属离子和生物配体的相互作用。金属离子在生物体的物质输送、信息传递、生物催化和能量转换中起着关键作用。生物体自身的金属离子控制着自己的生命过程,是靠生命自己去点燃并照亮生命，这或许才是人得以生生不息的真缔。7/16/20213前者研究金属离子及其化合物对生物体的生理和病理作用。BioinorganicChemistry和InorganicBiochemistry是介于生物化学和无机化学之间的边缘学科。生物化学家、医学家研究无机生物化学和无机化学家研究生物无机化学的角度有些差异。

3、后者研究金属离子及其化合物与生物体系的相互作用。7/16/20214国际生物无机化学会议（ICBIC）简介ICBIC―1970年美国无机化学与模型研究方法ICBIC―01976年英国无机化学和生物交叉地带发展ICBIC―11983年意大利ICBIC―21985年葡萄牙ICBIC―31987年荷兰ICBIC―41989年美国ICBIC―51991年英国金属识别、储存、输送和组装ICBIC―61993年美国固氮酶的分子结构以及自然界N2转变为NH3的功能及其机理7/16/20215ICBIC―71995年德国金属离子

4、对基因调节影响ICBIC―81997年日本丙烯腈水合酶合成丙烯酰胺ICBIC―91999年美国ICBIC―102001年意大利中枢神经系统的生物无机化学ICBIC―112003年澳大利亚金属离子在细胞的交通图，以及许多交通干线的划分和金属离子的走向ICBIC―122005年美国ICBIC―132007年欧洲ICBIC―142009年中国7/16/20216国际应用生物无机化学学术讨论会（ISABC）简介ISABC―11990年武汉金属药物和抗癌药ISABC―21992年广州生物矿化和生物材料ISABC―31994

5、年澳大利亚利用生物电子转移设计制作生物传感器ISABC―41997年南非环境生物无机化学ISABC―51999年希腊地中海贫血7/16/20217ISABC―62001年英国ISABC―72003年墨西哥ISABC―82004年香港小分子修饰使蛋白酶功能改变和关闭ISABC―92006年阿根廷国内定期召开全国生物无机化学学术讨论会，2003年召开全国生物无机化学咨询会议，共同讨论未来我国生物无机化学的发展方向,生物无机化学研究方向紧跟时代步伐,不断深入和调整。7/16/20218一个细胞有上千种反应，人体有100

6、0多种酶，每一种酶控制一种反应。人体生老病死的新陈代谢过程就是有许许多多种酶的催化反应。每一种酶都有特定的生物功能和酶的活性部位。2．生物无机化学是研究金属离子控制生命过程中的化学机理7/16/20219人体内生物酶的活性在一昼夜，一星期，一个月，乃在一年四季中都在有规律地增减，从而使人的生理活动犹如一列火车，按照自身的时间表，准确地运行。任何“误点”都将给生命蒙上阴影，甚至带来灾难，这种生理活动的时间规律被科学家命名为“生物钟”。认识生物钟，顺应生物钟，保护生物钟，乃进入“寿星”行列的一张必不可少的“通行证”。

7、7/16/202110图：血红蛋白活性中心——卟啉铁(Ⅱ)配合物以下八种天然酶活性部位均为金属卟啉，只是轴向配体不同，但它们都分别具有载氧、氧化、储氧、光合成、电子传递和神经信息传递等不同生物功能。金属卟啉可以作为人工核酸酶，它具有断裂DNA的功能。7/16/202111细胞色素P450单加氧酶(铁卟啉)；降解和催化近300种脂溶性化合物起着解毒作用。血红素酶(铁卟啉)；运进氧气，也称氧载体,同时运出二氧化碳。过氧化氢酶(铁卟啉)；催化H2O2分解，防止过氧化氢在体内积累的保护酶。过氧化物酶(铁卟啉)；催化以H2

8、O2为氧化剂的氧化还原反应。7/16/202112(5)肌红蛋白(铁卟啉)；贮存氧气(6)叶绿素(镁卟啉)；光合作用(7)细胞色素C(铁卟啉)；电子传递(8)一氧化氮酶(铁卟啉)；神经信息传递7/16/202113CytoP450把药RH氧化成可溶解于水中的氧化物质(R-OH)，通过肾从尿中排出。RH+O2+H+R-OH+H2OCytoP450NADPHNADPNADPH