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测定蛋白质一级结构新型标记试剂的研究开发是蛋白质组研究的一个新的推动力 2000年6月26日，一本关于生命奥秘的“巨书”——人类基因组序列图谱在华盛顿希尔顿饭店举行了首发式。这是20世纪仅次于曼哈顿原子弹研制计划和阿波罗登月计划的重大科技工程。人类基因组序列图谱的完成，标志着人类对生命世界认识所达到的前所未有的深度和广度，同时也宣告了一个新的纪元——“后基因时代”的到来。蛋白质组学研究成为21世纪重要的战略目标。基因是遗传信息的源头，功能性蛋白是基因功能的执行体。 为了认识各种生命活动的直接分子基础，必须研究生命活动的执行体——蛋白质。开展大规模、全方位的人类组织或细胞的蛋白质组表达谱的研究，是当前的发展方向，蛋白质一级结构的测定是蛋白质组研究的基础。 蛋白质是一种含有由DNA编码的20种L型α氨基酸，通过α一碳原子上取代基之间形成酰氨键组成的，具有特定空间构像和生物功能的肽链构成的生物大分子。 蛋白质结构层次可分为一、二、三、四、四级结构。蛋白质的二、三、四级结构称为蛋白质的高级结构。 蛋白质的一级结构一般是指组成蛋白质肽链的氨基酸残基的组成和排列次序。 蛋白质肽链中局部肽段骨架会形成被称为二级结构的α螺旋、β折叠、转角、环形和较大任意性的卷曲。二级结构会和其它无规则的肽段在一起，构成完整的立体结构——三级结构。而后具有一定空间结构和生物活性的蛋白质肽链再按一定的比例和特定排列方式组装成更高层次，具有更完美的生物学活性和调节功能的复合体系——四级结构。 蛋白质在生物体中所显示的多种多样的生物学活性和特异的生物功能，正是这种独特的空间结构的体现。 蛋白质的一级结构——组成蛋白质肽链的氨基酸残基的序列，则是蛋白质形成各种各样的独特的立体结构的决定性因素。 因此，蛋白质肽链一级结构的测定——基本组成单元氨基酸的种类、含量、组成比例和排列次序——是深入研究和深入了解蛋白质分子结构与功能关系的基础。 蛋白质一级结构的研究始于英国科学家Frederic Sanger博士于1953年完成的胰岛素测定的第一个重要成果。并最终证明任何种类蛋白质都有一个他自己所特有的确定的氨基酸残基组成、比例和由共价键组成的序列。 1950-1956年瑞典有机化学家Pehr Edman引入了可以和氨基酸反应生成衍生物的标记试剂异硫氰酸苯酯，使得蛋白质肽的N-端氨基酸测定得以成功进行，并顺利完成氨基酸顺序测定。从而Edman降解测序法成为五十年来测定蛋白质一级结构的成功的方法。 社会在前进，科学在发展，生命科学的研究成果更是日新月异。作为揭开生命载体——蛋白质一级结构秘密的敲门砖的新型标记试剂的研究与开发，理应引入新的日程。如果能够找到一种或几种新型标记的化合物，可以跟Edman试剂一道供蛋白质组研究工作者选择采用，当为蛋白质组研究的一种新的推动力。 在科技发展史上，多种可比方法的出现往往更能显示出百舸争流的壮观。 例如在基因克隆之后出现的聚合酶反应（PCR），两者可达到相辅相成的效果。并且一次聚合酶反应可在数小时内完成，相对于需要好几个星期才能完成的基因克隆要方便得多。 在采用新的标记试剂测定蛋白质一级结构的过程中也许可以在较温和的条件下反应和可以避免Edman降解中的副反应的发生，从而减少分离纯化的复杂操作程序。 正如“测定蛋白质一级结构的新型标记试剂开发与应用研究”报告中所说的那样: 这是与Edman试剂、Edman降解反应完全不同的一类新型标记试剂和反应。这些研究成果属于一个新的源发明。 由本课题所开发的新型标记试剂和仪器将产生新的经济效益和社回效益。 本研究成果可能对几个学科的分支产生积极的影响和推动作用。 虽然科学是属于全人类的，然而荣誉的光环仍将属于参与研究的国家。 李寿椿 南京中意化工技术开发研究所 |
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