單位膜

單位膜是包圍在細胞外麵的膜,在電子顯微鏡下觀察,細胞膜可分為三層,內外兩層為致密層,中間為一層不太致密的層稱單位膜。

單位膜結構厚度一般為5~10納米,主要由蛋白質與脂類構成。致密層相當於蛋白質成分,中間的一層由2層磷脂分子構成。蛋白質排列不規則,在磷脂雙分子層的內外表麵,並以不同的深度伸入到脂類雙分子層中,有些從膜內伸到膜外。

蛋白酶k

蛋白酶k是一種枯草蛋白酶類的高活性蛋白酶,從林伯氏白色念球菌中純化得到。該酶有兩個Ca2+結合位點,它們離酶的活性中心有一定距離,與催化機理並無直接關係。然而,如果從該酶中除去Ca2+,由於出現遠程的結構變化,催化活性將喪失80%左右,但其剩餘活性通常已足以降解在一般情況下汙染酶製品的蛋白質。所以,蛋白酶k消化過程中通常加入edta(以抑製依賴於mg2+的核酸酶的作用)。但是,如果要消化對蛋白酶k具有較強耐性的蛋白,如角蛋白一類,則可能需要使用含有1mmol/lCa2+而不含edta的緩衝液。在消化完畢後、純化核酸前要加入egt(ph8.0)至終濃度為2mmol/l,以鼇合Ca2+。

豆類食物的抗癌性

豆類食物中,都含有一種蛋白酵素抑製劑。最近的科學研究發現,這種物質可以抑製腫瘤的生長。此外,大豆中所發現的生物異黃堿素和植物性雌激素,都具有防癌、抗癌的特性,甚至能切斷癌細胞輸送養分的新生毛細管,以阻止癌細胞的生長,使癌細胞得不到滋養而逐漸萎縮、死亡。常吃豆類,尤其是大豆製品,可以大幅降低婦女罹患乳癌的幾率,對於改善婦女更年期症狀,也大有助益。

斷肢再植首次成功

1963年1月2日,中國上海市第六人民醫院陳中偉、錢允慶等對一例右前臂下端完全性離斷的手再植成功。這是世界上首次臨床獲得成功的斷肢再植手術。患者是一位27歲的男性鉗工,右前臂下端被巨大的落料衝床完全截斷。再植手術開始時距受傷時間約1小時。右上肢近端和離斷端進行常規準備和擴創,對骨端、肌腱、血管、神經組織修整後,接骨板和鏍絲釘固定撓骨,精心吻合軟組織。為防止術後環狀攣縮,將皮下組織與皮膚呈“Z”形皮瓣縫合,然後患肢用石膏托固定。術後加強護理,注意觀察皮膚溫度和血液循環等。術後1~3周傷口全部愈合。術後3個月為防止骨不連接,行撓骨的撓側的鬆質骨填植,同時進行神經與肌腱鬆解術,並取出套接尺動脈的塑料管。術後7個月檢查結果,經技術鑒定,情況良好。患手能舉重6千克,可執筆書寫或執握茶杯等物。

隨後,他們又在同年的11月26日和12月22日分別做了一例完全性撕斷的左上肢再植和一例右手掌壓斷的再植,均獲得成功。他們斷肢再植的創舉,為此後的斷肢再植開辟了成功的道路。

DNA聚合酶

DNA作為遺傳物質的基本特點就是能夠準確地進行自我複製。在合成DNA時,決定其結構特異性的遺傳信息來自其本身,必須由原來存在的DNA分子為模板來合成新的DNA分子。這種以自身DNA為模板,以脫氧核苷酸為底物催化合成新的DNA的酶稱為DNA聚合酶。在微生物、植物和動物中都發現有這種酶,而且原核細胞和真核細胞所含的DNA聚合酶不隻是一種。大腸杆菌中存在三種,分別稱為DNA聚合酶Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ;真核細胞中也分離出四種,分別稱DNA聚合酶α、β、γ和線粒體DNA聚合酶mt。目前常用於基因工程的為大腸杆菌DNA聚合酶I和TDNA聚合酶4噬菌體感染大腸杆菌所得,而用於PCR擴增技術的多為耐熱的Taq DNA聚合酶來自一種水生嗜熱杆菌。

蛋白質工程

蛋白質工程是指通過蛋白質化學、蛋白質晶體學和動力學的研究,獲取有關蛋白質物理和化學等各方麵的信息,在此基礎上利用生物技術手段對蛋白質的DNA編碼序列進行有目的的改造並分離、純化蛋白質,從而獲取自然界沒有的、具有優良性質或適用於工業生產條件的全新蛋白質的過程。

蛋白質工程的實踐依據DNA指導合成蛋白質,人們可以根據需要對負責編碼某種蛋白質的基因進行重新設計,使合成出來的蛋白質的結構變得符合人們的要求。由於蛋白質工程是在基因工程的基礎上發展起來的,在技術方麵有諸多同基因工程技術相似的地方,因此蛋白質工程也被稱為“第二代基因工程”。

蛋白質

蛋白質為遺傳物質DNA的表達產物,是生命活動中最重要的物質。它們在活細胞中擔任各種分解、合成、信號傳遞、運送等各種生命活動。每一類蛋白質都有各自固定的特征,這與它們的基本構成單位有關。蛋白質的基本構成單位是氨基酸。

低溫器官移植

世界上對於人的器官移植問題還沒有得到真正的解決。從供者身上移植的器官在體外存活時間大約隻有3天左右,即使對移植器官進行處理和冷藏,最多也隻能存活7天。

當前,采用上述技術,研究者不僅在家兔腎髒的保存方麵取得了成功,而且在小鼠的肝髒及心髒的保存方麵也取得了一定成就。研究者認為,從保存動物器官的成功到人的器官保存成功,已不存在更大的問題。

蛋白質工程的研究

蛋白質工程研究的內容十分廣泛,大致可分為兩方麵:

(1)基因水平上的蛋白質改造。這是從根本上實現的蛋白質改造,也就是第二代基因工程。它不再是單純的基因克隆和表達,而要求進一步的基因操作。基因融合得到的融合基因,可表達得到融合蛋白質,從而改變了蛋白質的結構和功能,或者改變了蛋白質合成的調節機理,從而克隆到已建立的表達係統中;定位誘變在基因水平上改變蛋白質一級結構,以調節蛋白質的高級結構和功能;DNA合成技術用於蛋白質功能片段多肽基因的合成,可創造結構和功能全新蛋白質。

(2)蛋白質修飾,即蛋白質翻譯後的基因修飾。酶固定化技術在實踐中已有廣泛的研究和應用。蛋白質分子中基因的化學修飾和生物修飾,也是目前蛋白質工程研究中的一個重要課題。這種修飾往往為了延長蛋白質的穩定性;在臨床應用中,延長蛋白質藥物的生物半衰期,改變其免疫原性,提高它們對蛋白酶的抗性。

蛋白質的合成

1963年,美國洛克菲勒大學梅裏菲爾德博士發明了一項新的蛋白質合成技術——固相合成法,蛋白質合成技術獲得了飛躍的發展。這一技術是一種利用聚苯乙烯樹脂顆粒表麵拉長氨基酸長鏈的特殊方法。梅裏菲爾德博士根據這種方法創製了全自動蛋白質合成裝置,從此就能由機械來合成蛋白質了。

蛋白質與遺傳

隱藏著生命藍圖的DNA分子不但能自我複製,而且還可以“指令”細胞合成自身生命活動需要的一切蛋白質。蛋白質再進而顯示出生物體的一切遺傳性狀。生物的性狀雖有千千萬萬,但它們都無不與蛋白質息息相關。

“蛋白質”是四大生命基礎物質,即蛋白質、脂肪、糖類和無機鹽中最重要的物質。因它看起來像蛋清,加熱會凝固而稱為“蛋白質”。蛋白質是一種高分子有機化合物,種類繁多,不同生物有不同種類的蛋白質,但是構成各種蛋白質的基本成分,隻有20種氨基酸。

動物組織的培養

動物細胞工程的基礎是動物的組織培養。動物組織培養的奠基人是美國生物學家哈裏森。哈裏森在1907年從蝌蚪的脊索中分離出神經組織,並把分離出來的神經組織“種植”在事先塗有蛙體淋巴的蓋玻片上。種植時淋巴已凝固,然後把蓋玻片倒放在另一塊特製的凹玻片上,再在蓋玻片周圍用蠟封固。蝌蚪的神經組織在這種條件下居然能活好幾周,開創了動物組織培養的先河,哈裏森也因此被世界科學界公推為動物組織培養的開山鼻祖。動物組織培養技術,是從動物體內取出組織,模擬體內的生理環境,在無菌、適溫和豐富的營養條件下,使離體組織生存、生長並維持結構和功能。

在動物組織培養的先驅者中,法國學者卡勒爾功不可沒。他設計的卡氏培養瓶,自1923年用於培養雞胚的心肌組織取得成功以後,30多年內,多種動物的多種組織都培養成功了。成功的因素中,卡氏培養瓶堪稱第一要素。20世紀40年代,從事動物組織培養的各國科學家把研究的重點集中在培養基的改造上,把原來培養基中的動物血漿改成人工合成的營養物質,把原來的生長促進劑的胎汁改為動物血清。動物組織培養技術已成為動物細胞工程的牢固柱石。

電腦美容

法國研製出一種電腦消皺器,它的工作原理是:用一種比頭發絲還細的針紮進皮膚,並輸入一定量的電流,靠電腦的程序控製針紮入的深淺程度以及輸入電流的大小。通過電流在皮膚深度的作用,增加麵部肌肉的彈性,使鬆弛的皮膚重新繃緊,同時刺激細胞,使肌肉內部形成“擴充組織”,使皺紋變淺,直到消失。它一共有7個程序,其中一個程序可以吸收皮膚下淤積的毒素和水。這種電腦消皺器的操作十分簡便,一般隻需做3~5次就可見效,而且效果持久,以後每隔一年再做一次保養治療就行了。

電腦醫學成像技術

對腦部腫瘤病人進行確診是很困難的,現在可以借助X光——CT得到腦部斷層照片,從而得出準確的結論。腦部橫斷麵的照片並不是照出來的,而是電子計算機算出來的。計算機將X光在各個腦部斷層掃描後得到的信息,經這一係列數學運算,轉變成人們熟悉並且直觀的圖像信息,最後反映在膠片上或屏幕上。計算機還可以利用灰度拉伸技術和假彩色技術使不易分辨病灶提高反差和上色,並且還能把它轉換為三維立體圖形。醫生可以將這個三維立體圖像旋轉,從不同的角度進行觀察;還可以從任意方向剖開,或去掉頭蓋骨的某個部分,以便多方位地觀察腫瘤的位置、大小及與其他腦組織的關聯情況,為選擇最佳治療方案提供依據。

除X光——CT技術以外,超聲成像、核磁共振成像、放射性核素成像等,都為現代醫學提供了先進的探測手段。盡管它們的探測原理、探測方法及探測部位各不相同,但是它們的成像過程,都是電子計算機圖像技術的產物。

多肽激素

用新的生物技術開發多肽激素及活性多肽,主要都是單基因工程,相對來說比較簡單,生產投入比較少,進展也比較快。20世紀80年代末用基因方法生產的多肽激素已有50多種,其中用於臨床的已有10餘種。自從1982年人胰島素基因工程產品投入市場以來,生長激素、生長激素釋放抑製因子、紅細胞生長素等多肽激素藥物也陸續商品化。這些激素的使用對調節人體發育、促進創傷愈合,治療由腎病、風濕病引起的貧血、糖尿病、神經病,抗衰老以及呆小症、侏儒病等都有明顯的療效,給不少病人解除了痛苦,帶來了福音。

DNA人胰島素是醫藥上第一個投入使用的生物技術產品。1982年在美國推出後,美國約有一半,英國約有80%的糖尿病人使用它。雖然1987~1989年歐洲一度對DNA人胰島素使用安全發生過爭議,但美、英糖尿病協會和美國藥品安全委員會都聲明,糖尿病人毋需從人胰島素改用動物胰島素。