2008年诺贝尔化学奖与中国光生物学
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2008年10月9日,瑞典皇家学会秘书长Gunnar &Oquist教授公布了2008年诺贝尔化学奖获奖名单.今年的化学奖表彰三位美国科学家在绿色荧光蛋白GFP方面所做的贡献.其中Osamu Shimomura的贡献在于他最早从北美海洋动物水母Aequorea victoria中分离提纯了GFP 蛋白,发现紫外光照射后GFP发出绿色荧光.Martin Chalfie 的贡献在于他克隆了GFP 的基因,并将之在秀丽线虫中进行表达,标记了秀丽线虫的特定细胞.Roger Y. Tsien 的贡献在于阐明了GFP发出荧光的分子机理,阐明了其发光色团是有几个有限的氨基酸残基所构成.同时Roger&将GFP进行了结构改造,使之荧光的量子产率提高,并使之最大发射波长发生改变,从而使得再造的荧光蛋白可以发出赤橙黄绿青蓝紫不同的颜色.因为GFP及其衍生蛋白分子量较小(24 kD),所以可以通过基因改造的方法,将该蛋白的基因与其它蛋白的基因连接后重新转染细胞,使得本来不能发出荧光的目的蛋白发出不同的颜色,从而可以示踪这些蛋白在活细胞甚至活体组织和动物中的实时动态变化.同时将荧光蛋白与体内其它活性蛋白如钙调素等相连接,可以实时检测活细胞中不同部位钙离子浓度的动态变化.GFP及其衍生蛋白BFP, RFP等在生物医学研究中的应用,极大地促进了这些相关学科的发展.
中国科学界对于2008年度化学奖的报道和反应,主要集中于GFP的荧光特性,以及在名单中位于第三名的Roger Y. Tsien的家族背景.作为在中国生活了三十多年的大学教授,我还是首次看到有堂侄的说法.仔细研究有关报道,才发现原来Roger的父亲与一个国内著名科学家共有一个祖父.文字之间的潜意识是,这一著名科学家家学渊博,甚至对一直在欧美进行科学研究的所谓"堂侄",产生了极大地影响.实际上人们可能应该思考的是,作为同一个中国男性的重孙,为什么这一著名科学家的子女们没有取得起"堂兄弟"相似的科学成就.要知道,Roger的长兄Richard现在也是一个非常著名的电生理学家.
当然Roger Y. Tsien在GFP及其衍生蛋白方面的工作,确实产生了很大的影响.但是他能够获得2008年度的诺贝尔化学奖,可能在一定程度上,也得益于他在更早期的有关钙离子指示探针的工作.
学过大学分析化学的人都知道,EDTA可以络合二价阳离子钙和镁,而EGTA可以特异性络合钙离子.Roger Tsien利用这一特性,将EGTA络合钙离子的基团与荧光发色团相联,得到了一系列BAPTA类的钙离子荧光指示探针.这类探针中的Fura-2和Indo-1现在是生物医学研究中使用最广泛的试剂之一.由此而带来的生物医学研究的发展,可能超过了GFP/BFP/RFP系列.因而学界一直猜测,Roger Tsien可能会因为钙离子荧光指示探针的工作而获奖.可能是因为GFP的化学创新性相对更高,所以他因对GFP的改造而获得今年的诺贝尔化学奖.
关于GFP的分离和提纯,缘于对海洋水母生物发光的研究.GFP的研究获得今年的诺贝尔化学奖,可能会刺激生物发光和化学发光的研究.实际上一般学界认为生物发光研究的鼎盛时期已过.一个典型的例证是,有关生物发光的国际会议,其规模远不如其它的国际会议如神经科学会议.只有真正的对生物发光特别感兴趣的科学家,才会坚持不懈地开始这方面的研究.在国内对应这一领域的专业组织是中国生物物理学会光生物物理学专业委员会.光生物物理学专业委员会近年来组织了多次光生物学方面的国际会议.如2003年的生物光子学国际会议,2006年的第三届亚洲大洋洲光生物学会议,2008年的第15届国际生物发光和化学发光大会(ISBC).第15届ISBC会议今年5月在上海召开,参会人数210人,其中国内来宾90人.光生物物理学专业委员会主持召开的另外一个与Roger Tsien的研究有关的会议,是2008年7月在湖北宜昌召开的第7届全国钙信号与细胞功能研讨会.
从诺贝尔网页,可以了解到另外一个有意思的事情.最早分离提纯GFP蛋白的Osamu Shimomura尽管今年已经 80岁,而且一辈子都是在美国开展科学研究,但是至尽保留了日本国籍.这不禁另人想到另外一个现象,就是现在在国际上活跃的华人科学家,尤其是40多岁的年轻一代,多数已经加入了当地国籍.甚至已经学成回国者,也保留了外国国籍.这一有趣的现象值得我们深思.联想到中国科学家出国参加国际学术会议所必须经过的各种繁复的手续,和申请签证中所遇到的困难,年轻的学者们作出这一选择,也是可以理解的.希望将来中国作为一个真正的科学强国出现后,这些现象可以得到缓解.但是考虑到华人加入外国国籍是一个很长的历史问题,可能这种现象会在今后持续相当一段时间.
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无机化学元素
贵州民族学院 化学与环境科学学院 550025概述了化学元素对人类身体健康的影响，同时介绍了生命元素的生物功能,指出了宏量元素过低或过高对人体健康的影响,讨论了微量元素缺少或过量的原因及采取的相应措施，从而使我们更加充分的了解化学，如何在各种各样的化学物质中摄取自己需要的化学物质。
：生命元素
：化学贯穿于人类活动与环境的相互作用之中, 与能源、材料、环境、生命和人类生活紧密相连。一些著名的科学家在论述今后发展的趋势时, 提出了“化学是中心科学”的论点。人类健康是构建和谐社会的关键基础要素。本文将漫谈化学与人类健康的关系。从某种角度上看，微量元素是人类健康、环境污染和全球环境变化研究的一把标尺，通过对它的跟踪和检测，就能窥探一定区域内的人群健康水平、环境污染状况，以至预测未来全球环境变化的趋势。
元素在人体健康中的作用
构成身体的肌体组织
人体肌体组织主要为有机化合物：由碳、氢、氧、氮元素组成,也含有少量的硫、钾、钠、镁、氯是体液和细胞质中的成分；钙、磷、镁是构成骨骼、牙齿的重要元素。
调节生理功能
人的血液总是恒定在微碱性状态,PH为7.35～7.45,钾、钠、元素起着巨大作用。人有敏锐的味觉离不开元素锌。人体肌肉维持紧张与弛缓的平衡状态,心脏保持一定的节律,离不开元素钙和镁。
参加酶的活动
酶是人体活细胞产生的一种生物催化剂,催化生物体内各种生物化学反应的进程。它的结构比化学催化剂复杂得多,效率也较之强百万倍,乃至千万倍。人体内有2000多种酶，酶的催化作用是单一的,但多种酶的作用又是连续的。它们将食物分解成营
正在加载中，请稍后...药物降压效果不佳，可以适当补充钙和镁导言患者需要的不仅仅是药，更需要营养。毕竟服药只是治疗疾病的一种方法，我们更希望自己能拥有一个强健的体魄，防止疾病上身。供给人类食用的食物是多种多样的，各种食物所含的营养成分也不完全相同，所以，为了确保每天摄取丰富的营养成分，我们每天进食的食物种类一定要广泛，以达到均衡饮食、促进健康的目的。在这些营养元素中，叶酸、纤维素、维生素、矿物质等对防治心脑血管疾病有非常好的效果。叶酸、纤维素能预防脑中风根据科学家们研究发现，叶酸和纤维素都能减少脑中风的发病率。那么，它们要如何发挥作用呢？血液中的高半胱氨酸是导致动脉粥样硬化的主要危险因素，而叶酸正好能促进高半胱氨酸转化为对血管无损害的蛋氨酸，同时，还能降低血液中半胱氨酸的浓度，进而降低冠心病和脑中风的发病率。纤维素的主要作用是抑制总胆固醇的浓度，防止动脉粥样硬化，进而达到预防脑中风以及心血管疾病的作用。美国科学家曾做过一项调查发现，我们每天从新鲜蔬菜、水果中摄取一定量的水溶性纤维素，就惯，减少肉类、糖分、脂肪的摄取量，多吃蔬菜水果，也能降低心脑血管疾病的发病率和死亡率。
富含叶酸的食物谷物类：大麦、小麦胚芽、糙米等。蔬菜类：莴苣、菠菜、青江菜、白菜、胡萝卜、番茄、花椰菜、蘑菇等。豆类：扁豆、甜豌豆、黄豆以及各类豆制品。水果、坚果类：猕猴桃、橘子、柳丁、草莓、樱桃、香蕉、柠檬、桃、枣、山楂、石榴、葡萄、核桃、腰果、杏仁、松子、栗子等。动物食品：动物内脏、禽蛋、鸡肉、羊肉、牛肉等。
维生素不能少患者补充维生素的目的不在降血压、降血脂，或者预防血栓的形成，而是增强抗氧化的能力，因为被氧化的血脂更容易沉积在血管壁上，进而损伤血管内皮，加速动脉粥样硬化。虽然维生素不能直接降低人体内的血脂，但具有提高血脂抗氧化的能力；血脂被氧化的可能性一旦变小，自然就降低了动脉粥样硬化的可能性对于心脑血管疾病患者来说，应特别加强维生素C、维生素E和维生素P的补充。维生素C具有抗氧化性，有助于控制血压，还能促进胆固醇的分解，防止胆固醇附着在血管壁上，预防动脉硬化；维生素E能阻止被氧化的脂肪附着在血管壁上，对降低血压、血脂、胆固醇有显著效果；维生素P的主要作用是降低微血管的通透性和脆性，防止血栓的形成和微血管的破裂。宜补充矿物质人体内所含的矿物质可分为常量元素和微量元素两类。体内含量超过5克，每日生理活动所需在100毫克以上的，称为常量元素，如：钙、磷、钾、钠等；而含量甚微，每日生理活动所需以微克为单位者，被称为微量元素，如：铁、碘、铜等。人体的新陈代谢离不开酶，而酶又必须与矿物质结合后才具有活性。如果人体缺乏矿物质，新陈代谢必然受到影响，对血管的直接影响是导致代谢废物堆积在血管壁上，进而出现一系列的心脑血管疾病；所以，补充人体所需的矿物质，对防治心脑血管疾病有益。钾：钾在人体内的主要作用是维持身体的酸碱平衡和加快新陈代谢，以及促进钠的排泄。因为体内的含钠量过高的话，会加速动脉的粥样硬化，使血管的内腔变窄，增加血管的脆性，导致血压升高；而适当补充钾，有助于防治高血压以及其他心脑血管疾病的出现。芹菜、洋葱、茄子、西瓜、红枣、山楂等食物，都含有丰富的钾元素。锰：根据美国科学家研究发现，与亚洲人和非洲人相比，美国人体内的含锰量更低，因此，患动脉粥样硬化的概率更高。这是因为锰元素能保持正常的大脑功能，维持正常的糖代谢和脂肪代谢，还能改善身体的造血功能。锰的主要食物来源是糙米、大麦、莴苣、花生等粗粮及蔬菜，而美国人的日常饮食主要以高热量、高脂肪的油炸类食物为主，因此导致锰的摄取量不足。钙、镁：科学家们研究发现，钙和镁均能减少人体内钠的滞留，进而有助于降低血压，预防血管粥样硬化，所以，高血压患者服用降血压药物效果不佳时，可以适当补充钙和镁，或许能增强降血压的效果。
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