化学遗传学方法教学课件

36、“不可能”这个字(法语是一个字)，只在愚人的字典中找得到。--拿破仑。37、不要生气要争气，不要看破要突破，不要嫉妒要欣赏，不要托延要积极，不要心动要行动。38、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。(注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐观是成功的第三要素。39、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无反顾。40、对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。化学遗传学方法化学遗传学方法36、“不可能”这个字(法语是一个字)，只在愚人的字典中找得到。--拿破仑。37、不要生气要争气，不要看破要突破，不要嫉妒要欣赏，不要托延要积极，不要心动要行动。38、勤奋，机会，乐观是成功的三要素。(注意：传统观念认为勤奋和机会是成功的要素，但是经过统计学和成功人士的分析得出，乐观是成功的第三要素。39、没有不老的誓言，没有不变的承诺，踏上旅途，义无反顾。40、对时间的价值没有没有深切认识的人，决不会坚韧勤勉。化学遗传学方法第三节化学遗传学方法◆二十年前,编码蛋白的发现引起了细胞周期调节领域的一场革命。它们作为重要的信号传导组分的确认加速了在这个领域的研究,为进一步生物化学研究提供了必要的起点。在近些年,生物活性的小分子化合物已经在细胞生物学中起到类似的作用,化学生物学这新领域把那些致力于了解和模拟自然世界的化学家和生物学家带到一起。◆1994,哈佛大学的TimMitchison[1]教授在首期的“Chemisty&Biology"《化学和生物学》上阐述了化学遗传学(chemica1genetics)的基本概念。他指出要探索生命过程必须有干扰生命过程的于段,然后才能解其后果。随后,哈佛大学stuartL.Schreiber教授和TimMitchison教授开始利用小分子来系统地探索细胞和蛋白质的生理功能多种方式影响靶蛋省的功能,探索和控制细胞过程。从另一方面来说,化学遗传学研究所获得的成果小分子化合物及其生物学效应,除了被用来揭示生命的基本活动规律外,还可能成为候选药物也就是说化学遗传学的研究活动不是单纯的基础研究,而与应用紧密相联。所以很多大型制药公司都非常关注化学遗传学◆例如,哈佛大学在成立一个以从事化学遗传学为核心的化学与细胞生物学研究所”时,著名的默克制药公司(Merck)就成为了该所的主要赞助者之一。可以说化学遗传学的出现把传统的学术研究实验室引进了药物开发的战场。第三节化学遗传学方法◆二十年前,编码蛋白的发现引起了细胞周期调节领域的一场革命。它们作为重要的信号传导组分的确认加速了在这个领域的研究,为进一步生物化学研究提供了必要的起点。在近些年,生物活性的小分子化合物已经在细胞生物学中起到类似的作用,化学生物学这新领域把那些致力于了解和模拟自然世界的化学家和生物学家带到一起。◆1994,哈佛大学的TimMitchison[1]教授在首期的“Chemisty&Biology"《化学和生物学》上阐述了化学遗传学(chemica1genetics)的基本概念。他指出要探索生命过程必须有干扰生命过程的于段,然后才能解其后果。随后,哈佛大学stuartL.Schreiber教授和TimMitchison教授开始利用小分子来系统地探索细胞和蛋白质的生理功能多种方式影响靶蛋省的功能,探索和控制细胞过程。从另一方面来说,化学遗传学研究所获得的成果小分子化合物及其生物学效应,除了被用来揭示生命的基本活动规律外,还可能成为候选药物也就是说化学遗传学的研究活动不是单纯的基础研究,而与应用紧密相联。所以很多大型制药公司都非常关注化学遗传学◆例如,哈佛大学在成立一个以从事化学遗传学为核心的化学与细胞生物学研究所”时,著名的默克制药公司(Merck)就成为了该所的主要赞助者之一。可以说化学遗传学的出现把传统的学术研究实验室引进了药物开发的战场。在“化学遗传学”出现的同时,又出现了“化学基因组学”的概念。两者的研究思路、内容基本相同,只不过4化学基因组学在化学遗传学及化学蛋白质组学的基础上又向前一步,研究与人类疾病密切相关基因的生物功能。考虑到本书中很少涉及到基因组学内容,因此,主要介绍化学遗传学方法。◆化学遗传学与传统的遗传学在思路上有相通之处,它还反向化学遗传(reversechemicalgenetics).netic可以分为正向化学遗传(forwardchemicalgenes)和前者用动物细胞、徼生物以及它们的裂解产物来寻找对生物过程产生影响的小分子,并确定相应的蛋白靶;后者则是先高表达某种蛋白,寻找与蛋白结合或影响纯蛋白的功能的小分子,再对找到的小分子在体内进行对此蛋白的功能影响实验。一、化学遗传学的基本方法◆根据人类基因组的草图,基因的表达产物-蛋白质的数量在100,000到数百万个,其中大部分属于目前还不清楚的未知蛋白质,而化学遗传学通过使用小分子作为探针研究细胞内或完整组织中蛋白质的功能,通过这些分子探针作用模型的生物化学解释,有助得到关于复杂细胞过程中蛋白质功能的新信息。◆化学遗传学的第一个关键环节是合成可供筛选的小分子库,第二个关键环节是发展准确、高速和低成本的化学库筛选方法,获得尽可能多的机理和特异性信息,第三个关键环节是确证筛选得到的化合物结构,并确认蛋白标靶以及优化化合物的蛋白亲和性。1,小分子化合物库的构建一高通量合成和制备◆过去,生物活性小分子主要是从生物有机体中发现的,但是,很可能它被认定的活性是由于机体内许多化合物的协同作用造成的,而不仅仅取决于这一小分子。为了克服这一困难,需要构建包含大量具有确定结构的小分子化合物库。2,生物活性的检测-高通量筛选◆在过去,从万个化合物中筛选具有生物活性的小分化合物是比较烦琐和困难的,高通量筛选是指运用动花的筛选系统在相对短时间肉,通过特定的生物模型来对成千上万化合物进行活性筛选。现在人们可以尽可能采用自动的方式利用96、384或1536孔板进行生物活性分子的筛选(图a)。◆在设计化学遗传学适合的筛选方法过程中,首先要确定是采用哪种化学遗传学方法,即正向还是反向化学遗方法,以便选择“纯蛋白”、“细胞”或“胚胎少检测方式(图)筛选过程首先是确定生物活性靶点以及检测活性的方法,然后再设计相应的用于高通量筛选的平台。为了确保高通量筛选结果的有效性所用的检测方法必须灵敏,而且重复性好。L凵」AssayplateStockplateofcompoundsPureproteinCell-basedscreens高通量筛选技术高通量药物筛选技术是将多种技术方法有机结合而形成的新的技术体系,它以分子水平和细胞水平的实验方法为基础,以微板形式作为实验工具载体,以自动化操作系统执行实验过程,以灵敏快速的检测仪器采集实验数据,以计算机对实验获得的数据进行分析处理,在同一时间内对数以千、万计的样品进行检测,并以相应的数据库支持整个技术体系的正常运转。◆分子水平和细胞水平的实验方法(或称筛选模型)是实现高通量药物筛选的技术基础。由于高通量药物筛选要求同时处理大量样品,实验体系必须微量化。这些微量化的实验方法有些是应用传统的实验方法加以改进建立的,更多的是根据新的科学研究成果建立的◆高通量药物筛选的检测系统快速、高灵敏度的检测技术是高通量药物筛选的关键技术之在高通量药物筛选中,检测系统一般采用液闪计数器、化学发光检测计数器、宽谱带分光光度仪、荧光光度仪等。检测仪器灵敏度的不断提商,即使对微量样品的检测,也可以得到很好的检测效果。◆常用的高通量药物筛选模型可以根据其生物学特点分为以下几类:①受体结合分析法。②酶活性测定法。③细胞因子测定法。④细胞活性测定法。⑤代谢物质测定法。⑥基因产物测定法等等。1、酶标仪◆酶标仪是一种用途广泛的生物检验医疗设备,利用酶联免疫分析法,根据酶标记原理,根据呈色物的有、无和呈色深浅进行定性或定量分析◆这是一种极具生命力的免疫学技术。可用于单克隆抗体筛分、凝血分、抗生素灵敏度检验,以及其它