结构生物学如何学

㈠ 结构生物学其成果应用在哪方面与医学，药物研发的关系是怎样的

结构生物学与医学，药物研发的关系非常密切，可以说是推动着医学的发展。

成果如下：

1,测序与序列比对(Sequence Alignment) 测序是生物信息学的基础和主要数据来源，可以是人类数据也可以是其他的数据。序列比对的基本问题是比较两个或两个以上符号序列的相似性或不相似性.从生物学的初衷来看,这一问题包含了以下几个意义:从相互重叠的序列片断中重构DNA的完整序列.在各种试验条件下从探测数据(probe data)中决定物理和基因图存贮,遍历和比较数据库中的DNA序列比较两个或多个序列的相似性在数据库中搜索相关序列和子序列寻找核苷酸(nucleotides)的连续产生模式找出蛋白质和DNA序列中的信息成分序列比对考虑了DNA序列的生物学特性,如序列局部发生的插入,删除(前两种简称为indel)和替代,序列的目标函数获得序列之间突变集最小距离加权和或最大相似性和,对齐的方法包括全局对齐,局部对齐,代沟惩罚等.两个序列比对常采用动态规划算法,这种算法在序列长度较小时适用,然而对于海量基因序列(如人的DNA序列高达109bp),这一方法就不太适用,甚至采用算法复杂性为线性的也难以奏效.因此,启发式方法的引入势在必然,着名的BALST和FASTA算法及相应的改进方法均是从此前提出发的.

2, 蛋白质结构比对和预测

基本问题是比较两个或两个以上蛋白质分子空间结构的相似性或不相似性.蛋白质的结构与功能是密切相关的,一般认为,具有相似功能的蛋白质结构一般相似.蛋白质是由氨基酸组成的长链,长度从50到1000~3000AA(Amino Acids),蛋白质具有多种功能,如酶,物质的存贮和运输,信号传递,抗体等等.氨基酸的序列内在的决定了蛋白质的3维结构.一般认为,蛋白质有四级不同的结构.研究蛋白质结构和预测的理由是:医药上可以理解生物的功能,寻找dockingdrugs的目标,农业上获得更好的农作物的基因工程,工业上有利用酶的合成.直接对蛋白质结构进行比对的原因是由于蛋白质的3维结构比其一级结构在进化中更稳定的保留,同时也包含了较AA序列更多的信息.蛋白质3维结构研究的前提假设是内在的氨基酸序列与3维结构一一对应(不一定全真),物理上可用最小能量来解释.从观察和总结已知结构的蛋白质结构规律出发来预测未知蛋白质的结构.同源建模(homology modeling)和指认(Threading)方法属于这一范畴.同源建模用于寻找具有高度相似性的蛋白质结构(超过30%氨基酸相同),后者则用于比较进化族中不同的蛋白质结构.然而,蛋白结构预测研究现状还远远不能满足实际需要. 3, 基因识别,非编码区分析研究.

基因识别的基本问题是给定基因组序列后,正确识别基因的范围和在基因组序列中的精确位置.非编码区由内含子组成(introns),一般在形成蛋白质后被丢弃,但从实验中,如果去除非编码区,又不能完成基因的复制.显然,DNA序列作为一种遗传语言,既包含在编码区,又隐含在非编码序列中.分析非编码区DNA序列目前没有一般性的指导方法.在人类基因组中,并非所有的序列均被编码,即是某种蛋白质的模板,已完成编码部分仅占人类基因总序列的3~5%,显然,手工的搜索如此大的基因序列是难以想象的.侦测密码区的方法包括测量密码区密码子(codon)的频率,一阶和二阶马尔可夫链,ORF(Open Reading Frames),启动子(promoter)识别,HMM(Hidden Markov Model)和GENSCAN,Splice Alignment等等.

4, 分子进化和比较基因组学

分子进化是利用不同物种中同一基因序列的异同来研究生物的进化,构建进化树.既可以用DNA序列也可以用其编码的氨基酸序列来做,甚至于可通过相关蛋白质的结构比对来研究分子进化,其前提假定是相似种族在基因上具有相似性.通过比较可以在基因组层面上发现哪些是不同种族中共同的,哪些是不同的.早期研究方法常采用外在的因素,如大小,肤色,肢体的数量等等作为进化的依据.近年来较多模式生物基因组测序任务的完成,人们可从整个基因组的角度来研究分子进化.在匹配不同种族的基因时,一般须处理三种情况:Orthologous: 不同种族,相同功能的基因；Paralogous: 相同种族,不同功能的基因；Xenologs: 有机体间采用其他方式传递的基因,如被病毒注入的基因.这一领域常采用的方法是构造进化树,通过基于特征(即DNA序列或蛋白质中的氨基酸的碱基的特定位置)和基于距离(对齐的分数)的方法和一些传统的聚类方法(如UPGMA)来实现.5, 序列重叠群(Contigs)装配根据现行的测序技术,每次反应只能测出500 或更多一些碱基对的序列,如人类基因的测量就采用了短枪(shortgun)方法,这就要求把大量的较短的序列全体构成了重叠群(Contigs).逐步把它们拼接起来形成序列更长的重叠群,直至得到完整序列的过程称为重叠群装配.从算法层次来看,序列的重叠群是一个NP-完全问题. 6, 遗传密码的起源通常对遗传密码的研究认为,密码子与氨基酸之间的关系是生物进化历史上一次偶然的事件而造成的,并被固定在现代生物的共同祖先里,一直延续至今.不同于这种"冻结"理论,有人曾分别提出过选择优化,化学和历史等三种学说来解释遗传密码.随着各种生物基因组测序任务的完成,为研究遗传密码的起源和检验上述理论的真伪提供了新的素材.

㈡ 结构生物学就业

微生物学专业就业前景面临着机遇和挑战。

(1)机遇:学科发展，微生物产业将会进一步崛起，就业机会增多。

21世纪将是生物学的世纪:以微生物基因组学为中心，以维护人类健康为首要任务的微生物学将在21世纪通过与其他学科实现更广泛的交叉融合实现新的发展，微生物产业将会进一步崛起，相应的为微生物学专业的学生提供了较多的就业机会。

(2)挑战:用人单位对此专业的人才要求条件普遍偏高，造成部分毕业生就业压力增大。

生物科学专业的科技含量要求较高，好的科研、企业单位是理想的择业对象，可是其要求自然也比较高。随着社会对生物科学行业需求的增加，国家对本专业的重视程度也在不断提高，尤其对这个专业的教学工作者有更高要求，科技的进步更新是很快的，教育工作者也存在更新的趋势，这对毕业求职者来说也是很好的机会，所以在学习期间要注重提高自己的专业水平。

微生物学专业就业方向
(1)生物学专业毕业生总体来说大多数是在高校和研究机构中工作。此外还可以在制造业，特别是在食品工业、饮料生产、药品制造、洗涤清洁剂制造和肥料、植物保护材料制造业工作。

(2)根据研究方向不同就业倾向也不一样

微生物专业的研究方向多，所以微生物专业就业的方向也不少，比如发酵技术、菌种改造等等。可以在企业的实验室工作，也可以做微生物产品的服务，还可以去某些研究所，高等院校。

(3)具体就业机会:

农业科学家、生物研究员、生物化学家、生物摄影师、生物统计学家、植物学家、学院教授/研究员、消费品研究员、生态学家、教育节目制作人、昆虫学家、环境教育人士、环境影响专家、水产业生物学家、基因顾问、园艺学家、工业卫生学家、保险索赔代表、海洋生物学家、医药技术员、医学插图画家、微生物学家、博物馆馆长、核能医药技师、公园博物学家、医药研究员等。

微生物学专业培养目标
本硕士点培养德、智、体、美诸方面全面发展，面向社会主义现代化建设事业，胜任高等学校、科研机构教学和科研工作的，或进一步攻读博士学位的优秀青年微生物学工作者。为此，研究生在校学习期间，要打好坚实基础，掌握微生物学研究领域前沿和动态，培养独立从事科学研究、教学工作或担任相关技术工作的能力和素质。具体要求如下:

1、坚持四项基本原则，拥护党的路线方针政策。关心国家大事，政治上积极要求进步，认真学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”的重要思想，有较高的政治理论水平和思辨能力。具有良好的道德品质，为人正派，与同学诚挚相处，尊师守纪。

2、具有较扎实的专业基本功，掌握微生物学领域必须的基础理论、系统的专业知识和熟练的实验操作技能，了解本学科的前沿和动态，对相近学科有所了解;掌握一门外国语, 能熟练阅读和准确理解与专业相关的外文资料，并具有一定的外语听、说和书面表达能力;具有独立从事相关专业的科学研究、教学工作或担任相关专业技术工作能力;具有团结合作和勇于创新精神。

3、具有良好的综合素质、健康的心理和体魄。

研究方向

根据社会需求和学科特色，病原细菌分子生物学主要研究方向。详见表1

微生物学专业课程
1、基础微生物学

主要介绍微生物的结构特点、分离及培养特性;微生物的致病性;食品微生物的发酵动力学;重点介绍微生物的最新研究进展和研究成果。

2、动物病原微生物学进展

主要介绍人、畜重要病原微生物的基因组学与蛋白质组学，微生物的毒力因子，食品微生物的代谢与选育机理，重点介绍人、畜病原微生物学和食品微生物学领域的前沿与动态。

3、动物免疫学研究进展

主要介绍动物免疫细胞的发生、分化、表面标志、功能分类和抗原识别及加工提呈机制，抗体结构及多样性的产生机制，体液免疫因子的作用机制，组织相容性复合体的基因组成及其编码分子与免疫应答的关系，免疫应答的调节，抗感染免疫，现代免疫学技术及其在病原鉴定和疫病诊断中的应用，生物制品和诊断试剂的开发与利用。

4、微生物学实验技术

病原微生物常见分离、鉴定技术;食品微生物的发酵技术。

5、免疫学实验技

单克隆抗体及细胞免疫检测技术的原理、应用前景和范围，掌握单克隆抗体的制备过程和细胞免疫学的检测方法。

6、重组DNA技术

DNA重组的基本原理和主要应用技术。

7、分子生物学

讲授生物遗传的物质基础，DNA的复制、转录过程及其调控的规律和分子机制。

㈢ 生物学的主要研究方法都有哪些

生物学家对于生命现象的研究通常采用观察和实验的方法，通常这两种方法是一起使用的。

1、 观察是按生物的物理性状来描述生物的状况。通常是先对其外形及行为进行观察和描述，再把生物体解剖借助光学仪器对其内部结构进行观察。观察是多种多样的，有个体的观察也有群体的观察；有静态的观察也有动态的观察；有相同种类的观察也有不同种类的对比观察。

2、 实验是人为地改变一些条件来观测生物的变化和反应，以探究生命内在的因果关系，是认识生命活动的方法。

实验方法是人为地干预、控制所研究的对象，并通过这种干预和控制所造成的效应来研究对象的某种属性。17世纪前后生物学中出现了最早的一批生物学实验，如英国生理学家威廉·哈维关于血液循环的实验，扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特关于柳树生长的实验等。

到了19世纪，物理学、化学比较成熟了，生物学实验就有了坚实的基础，因而首先是生理学，然后是细菌学和生物化学相继成为明确的实验性的学科。19世纪80年代，实验方法进一步被应用到了胚胎学，细胞学和遗传学等学科。

系统的方法：

系统科学源自对还原论、机械论反省提出的有机体、综合哲学，从克洛德·贝尔纳与沃尔特·布拉福德·坎农揭示生物的稳态现象、诺伯特·维纳与威廉·罗斯·艾什比的控制论到卡尔·路德维希·冯·贝塔郎非的一般系统论。

最早建立的是系统心理学，系统生态学、系统生理学等先后建立与发展，20世纪70-80年代系统论与生物学、系统生物学等概念发表。

从克劳德·香农的信息论到伊利亚·普里高津的耗散结构理论，将生命看作自组织化系统。细胞生物学、生化与分子生物学发展，曼弗雷德·艾根提出细胞、分子水平探讨的超循环(化学)理论。

(3)结构生物学如何学扩展阅读：

研究领域

生物学家从很多面向研究生物，因此产生很多研究领域。例如：

1、 面向原子和分子：分子生物学、生物化学、结构生物学。

2、 面向细胞：细胞生物学、微生物学、病毒学。

3、 面向多细胞：生理学、发育生物学、组织学。

4、 面向宏观：生态学、演化生物学。

生物学本身不断的快速发展，与其他学科的关联整合也越来越多。一大原因是分子生物学在近代突飞猛进，终于导致人类基因序列定序基本完成。

由此，为了解读巨大数量的基因信息，促成了基因组学。为了探究基因和蛋白质的交互作用，开创出蛋白质组学。这些新的研究领域帮助解决疾病、粮食、环境生态等问题。其众多的研究信息和积累海量研究数据则需要新的电脑算法来处理。

㈣ 蛋白质结构生物学的基本实验流程

蛋白质结构生物学的基本实验流程：从预期的蛋白质功能出发→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到相对应的核糖核苷酸序列（RNA）→找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列（DNA）。

蛋白质工程的基本流程简述如下：筛选纯化需要改造的目的蛋白，研究其特性常数等；制备结晶，并通过氨基酸测序、X射线晶体衍射分析、核磁共振分析等研究，获得蛋白质结构与功能相关的数据；结合生物信息学的方法对蛋白质的改造进行分析。

蛋白质

和多肽之间的界限并不是很清晰，有人基于发挥功能性作用的结构域所需的残基数认为，若残基数少于40，就称之为多肽或肽。要发挥生物学功能，蛋白质需要正确折叠为一个特定构型，主要是通过大量的非共价相互作用（如氢键，离子键，范德华力和疏水作用）来实现。

㈤ 现今结构生物学面临哪些困难

现在结构生物学很热门,但也非常枯燥,常规的X衍射测定结构需要蛋白结晶,可是很多蛋白很难结晶,尤其是膜蛋白；比较有前景的复合体蛋白结构测定也面临样品制备困难的难题；另外生物学问题的解决才是生物学研究的核心,过...

㈥ 初中生物的学习方法生物到底应该怎么学习

1理解记忆
理解了东西才记得准，记得牢。所以必须“先懂后记”。这是最基本的记忆方法。
2联系实际记忆
常说“学以致用”，反过来“用也可促学”。把生活实践中的经验知识应用到课堂学习中来，激发学习积极性的同时，也会记得更牢固。例如：“管理农作物时进行松土，可以促肥”——记“植物的根部吸收矿质元素离子必需要氧气促进根的有氧呼吸”;“氧气疗法驱除蛔虫”——记“蛔虫的异化作用方式是厌氧型”。
3形象记忆
内容形象、直观、记忆就深刻、难忘。把知识形象化能帮助记忆。例如：U——(象尿桶)脲嘧啶C——(象半圆包过来)胞嘧啶A——(象线飘起来)腺嘌呤T——(象胸前的十字架)胸腺嘧啶DNA的结构特点可以借助DNA的实物模型或多媒体形象显示帮助记忆。
4英汉互译记忆
抽象的生物字符借助英语记起来就方便易懂。例如：H——Hear(can’t hear 听不懂H区受损表现为“听觉性失语症”)S——Speak(can’t speak不能讲S区受损表现为“运动性失语症”)ADP中的D——Double“双倍”;所以ADP称“二磷酸腺苷”
5口诀记忆
将生物学知识编成“顺口溜”，生动有趣，印象深刻，不易遗忘。例如判断遗传病的显性或隐性关系——“无(病)中生有(病)为(该遗传病为)隐性(遗传病)”“有(病)中生无(病)为(该遗传病为)显性(遗传病)”;大量元素——他(C)请(H)杨(O)丹(N)留(S)人(P)盖(Ca)美(Mg)家(K);微量元素——铁(Fe)棚(B)铜(Cu)门(Mn)新(Zn)驴(Cl)木(Mo)碾(Ni);叶绿体色素分离带——胡黄ab向前走;橙黄蓝黄颜色留;叶绿素ab手拉手;叶黄素儿最纤细;叶绿素a最宽厚。
6体验记忆
亲身体验必有助理解，知识容易理解，必然加深记忆。例如：发给学生蚕豆种子，让学生亲手剥、观察、分析、讨论其结构和发育过程——可促进对植物种子、种皮、胚、胚乳、子叶、胚芽、胚轴、胚根等名词的理解记忆;
7合作记忆
1、各部分感官(眼、耳、口、手)要合作，大脑的左右两半球要合作眼、耳，鼻、舌、身各通道充分利用起来，使大脑皮层各个中枢建立多通道联系，从而加深记忆。
2、同学之间要合作有意识得把要记忆的问题抛给同桌，或者同桌将问题抛给自己，既能够补充彼此在记忆上的弱点，又能引起双方的更多感官的刺激，从而引起“有意注意”，加强理解和记忆，这是最有效的记忆方法。 8网络图象记忆
建立一个完整的知识体系，便于整体上掌握知识，可用关系图或画简图的方法来帮助记忆。
例如：动、植物的发育过程(书本第112、115页);精子、卵子的形成过程;染色体、同源染色体、姐妹染色单体、DNA、基因等。
9列表对比记忆
“有对比才有鉴别”把相类似的问题放在一起找出区别与联系，分清异同;记少不记多，减轻记忆负担，增强记忆效果。
例如：光合作用和呼吸作用;水分代谢和矿质代谢;线粒体和叶绿体;有丝分裂和减数分裂;体液调节和神经调节;
10纲要记忆
生物学中有很多重要的、复杂的内容不容易记忆。可将这些知识的核心内容或关键词语提炼出来，作为知识的纲要，抓住了纲要则有利于知识的记忆。例如高等动物的物质代谢就很复杂，但它也有一定规律可循，无论是哪一类有机物的代谢，一般都要经过“消化”、“吸收”、“运输”、“利用”、“排泄”五个过程，这十个字则成为记忆知识的纲要。
11简化记忆
即通过分析教材，找出要点，将知识简化成有规律的几个字来帮助记忆。例如：DNA的分子结构——可简化为“五四三二一”(即五种基本元素，四种基本单位，每种单位有三种基本物质，很多单位形成两条脱氧核酸链，成为一种规则的双螺旋结构)。
12衍射记忆
以某一重要的知识点为核心，通过思维的发散过程，把与之有关的其他知识尽可能多地建立起联系。这种记忆方法多用于章节知识的总结或复习，也可用于将分散在各章节中的相关知识联系在一起。例如，以细胞为核心，可衍射出细胞的概念、细胞的发现、细胞的学说、细胞的种类、细胞的成分、细胞的结构、细胞的功能、细胞的分裂、细胞的分化和细胞的衰老等知识。

㈦ 结构生物学的介绍

简单来说，结构生物学是以生物大分子特定空间结构、结构的特定运动与生物学功能的关系为基础，来阐明生命现象及其应用的科学。

㈧ 什么是结构生物学

结构生物学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，将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，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。

(8)结构生物学如何学扩展阅读：

蛋白质及其复合物三维结构的测定是生物研究最重要的科学基础之一，和结构相关工作共获诺贝尔奖25项，占诺贝尔奖自然科学部分的8%。在医药研发中，蛋白质晶体学也被广泛用于基于结构的新药设计。

蛋白质三维结构的测定主要有三大手段：X射线晶体学、核磁共振技术（NMR）以及冷冻电镜三维重构技术。这些研究方法都有其优点和缺陷，不同的研究对象需要采用不同的方法。

X射线晶体学是目前分辨率最高的结构测定方法，但是首先要拿到蛋白质晶体，分子量很大的蛋白以及膜蛋白很难得到晶体，这是其局限性。核磁共振光谱学比较适合研究小分子量的蛋白和蛋白相互作用位点的信息，而冷冻电镜比较适合研究超大分子量蛋白复合物甚至亚细胞器的结构；因此往往需要通过结合不同的方法来互补。

㈨ 结构生物学是不是灌水

首先，啥叫灌水？wiki是这样说的“灌水原为商业用语，指不良商人于货品如肉类灌入水分以谋暴利。现在也做为网络用语，指用户用无意义的字句，或者重复字句，或者滥发“表情”回复帖子的行为。”

如果你的灌水意思是文章发得快发的多，我推荐你去看看GPCR的结构解析过程，再看看核糖体的解析过程……

最后，哪个学科都有渣论文，开地图炮是不好的。我是不是可以这么说，信号通路的基本思路就是敲基因》看表达谱》过表达》看表达谱》IP》看相互作用》实在不行上耗子？哪有那么多反常规的思路？大发现也都是在搬砖的过程中发现的。