生物无机化学发展战略研讨会

日期 2002-03-29　来源：　作者：　【大中小】　【打印】　【关闭】

　　在国家自然科学基金委员会政策局、化学部和中科院化学部的共同支持下，生物无机化学发展战略研讨会于2002年3月5-7日在深圳举行，有内地和香港地区25位学者参加了会议。与会者都事先做了充分准备，提出了建议提纲，讨论今后我国生物无机化学的定位、方向和创新潜力等问题。　　会议分析了国内外生物无机化学发展过程和在目前生命科学和化学科学交叉发展相互促进的强大动力和趋势。国际生物无机化学在过去的十年中取得了令人瞩目的成就和发展，研究队伍不断壮大。从美国主要高校的情况来看，生物无机工作者在化学学科中占据非常重要的地位。各国政府及基金组织连续在生物无机化学的研究中投入了相当大的资金，并有许多相关的研究计划出台。我国生物无机化学是在20世纪80年代开始发生发展的，当时落后于国际约10年。但是在国家自然科学基金委员会十几年连续支持下，在全体从事生物无机化学研究者的努力下，在10年内跃升了三个台阶，从生物小分子配体上升到生物大分子；又从研究分离出的生物大分子到研究生物体系；近年来又开始了对细胞层次的无机化学研究。我们的生物无机化学研究始终结合实际问题进行基础研究，在应用生物无机化学向具有一定特色，而且的水平逐年提高。我们在金属配合物与生物大分子的相互作用、金属蛋白结构与功能、金属离子生物效应的化学基础，以及无机药物化学、生物矿化方面都有了相对固定的研究方向，研究队伍日益年轻化，实验条件得到了一定的改善，一些研究工作已达到和国际同行等同的水平。虽然我国生物无机化学的总体水平与国际水平还有一定差距，但在国际上已经能够占一席之地。　　会议讨论了生物无机化学在生命科学研究中的作用、在生命科学与化学科学融合中的定位以及在今后生命过程的研究中应该把握的方向和有创新潜力的位点等原则性问题。几个主题包括：“生物无机化学在基因组和蛋白组等研究中的定位、定向和创新点”，“生物无机化学在仿生材料研究中的定位、定向和创新点”，“细胞层次的生物无机化学研究的方向和创新点”和“生物无机化学在重大疾病的病理过程和防治以及药物研究中的定位、定向和创新点”。　　与会学者指出，近年来的各学科与生命学科的更加紧密地结合，出现了以下值得重视的一些新动向和特点：　　1．生命科学以及其它自然科学领域中在研究思路上出现了一些革命性发展，如生命科学中的“组学（omics）研究”；物质科学中提出的“尺寸-性质量变到质变的关系（如纳米科学）”；“单一个体/分子表现与群体统计表现的关系（如单分子科学）”；“结构层次的关系”；科学理论中的“复杂性科学”、“非线性科学”、“信息论”等。　　2．在研究模式（paradigm）方面出现了革命性的变化和与之相对应的大量新的实验和数据处理方法，如高通量实验方法（HTP）和组合化学方法的结合；对大量的单个活细胞进行个别测定；双向电泳及生物质谱等大规模复杂生物系统中生物因子的分离、鉴定和功能研究；模拟组织（特别是人的组织）；蛋白质表达和结构研究技术；基因的蛋白显示技术；扫描显微技术；计算机分析生物复杂体系的实验数据（包括基因组蛋白组、高通量实验等），模拟和预测生物复杂体系中的过程；预测预报生物效应等。　　与会者一致认为这对生物无机化学的进一步发展无疑是很大的冲击和促进，必须跟上国际生物无机化学发展趋势、选择研究方向、调整研究模式和创造新的思路方法，从而把我国生物无机化学的研究推到一个更新的境界和更高的水平。与会者围绕在以上基础上如何实现无机化学与生命科学进一步结合和渗透、如何调整和提高看问题的角度和高度、如何利用生物学概念、思路和方法以及如何发挥化学的特点和专长等问题进行了热烈的讨论。与会者对我国生物无机化学总体发展动向作了分析，认为在今后的五年内应重视以下方面的研究。　　1．无机物（包括金属离子、配合物、非金属小分子、无机物微粒等，以下均此）与生物大分子的相互作用和引起的结构功能变化研究这方面的研究是生物无机化学研究的基础，应该结合实际问题做深入研究。如研究有选择性调控生物大分子功能的无机物与生物大分子的作用及其作用机理；金属离子与某些蛋白质作用中的结合识别、分子折叠和选择性聚集；设计合成对应大分子的探针、选择性切割剂等。　　2．金属蛋白和金属酶（包括含硒蛋白）的结构、功能和蛋白设计。包括：金属酶和金属蛋白的基因表达；通过基因表达合成新的金属酶；金属离子在蛋白质与DNA、蛋白质与蛋白质相互识别、构象变化和缔合中的作用等。　　3．细胞层次的无机化学研究。选择与病理毒理药理过程有关的细胞过程和无机物（包括致病因子、毒物和药物），对它们的相互作用的化学机理进行研究，阐明细胞对不同无机物应答的化学规律，如无机物与细胞相互作用时，细胞化学组成、结构、功能方面的变化和无机物结构变化机理；与无机物结构的关系；无机物与细胞相互作用中的细胞化学计量关系；金属离子介入细胞信号系统的规律；无机物和自由基对细胞增殖、分化和凋亡级联过程中的作用位点、干预方式、作用机理与无机物性质的关系；无机物对某些相关基因组和蛋白组的影响；在上述基础上，研究用无机物定向控制细胞增殖、分化的途径等。发展新的适合的研究方法也是目前这一领域研究工作的重要方面。　　4．无机化合物在重大疾病防治和作用机理的研究。包括：通过细胞层次的ADME/Tox/Pk系统研究金属离子和配合物在人体内的吸收、转化、分布、排出和毒性与组成、结构和性质的关系；研究干预和调整细胞病理过为基础的针对性预防无机药物的作用机理（如过度积累的金属的螯合排出、抑制活性氧生成转化、阻断或调整病理信号转导过程、生物脱矿的阻断等）；在治疗用药方面要注意扩展研究的疾病谱和靶分子。鼓励研究无机物的新靶点和新作用机理。探索通过表达蛋白寻找新线索和新靶点，探索新药理作用；研究结构与作用机理和功能的关系逐步开展无机药物的计算机辅助设计。在无机药物研究方面应该逐步采用现代新药研究体系，摆脱缺少设计思想、简单模仿（已知活性化合物）、只有药物筛选而没有机理研究的旧的研究模式。　　与会者认为正处在一个新的复兴时代，在国际上已成为生物无机化学主要研究领域之一。此外，无机药物化学研究也是当今中医药现代化紧迫任务的十分重要的部分。在此研究领域，应当建立至少一个重大研究计划，在各个层次上把我国生物无机化学研究工作者组织起来，选择金属离子作用明确的疾病进行目标明确的研究，从而建立创新的无机药物设计思想并以此整合力量、推动我国生物无机化学研究的发展。　　5．无机仿生材料和固体生物无机化学。生物矿化始终是生物无机化学研究中的一个重要领域，今后应加强在细胞和基因水平的研究工作，实现无机材料生物合成的新途径。此外，由于纳米科学合纳米药物的兴起，（纳米）固体生物无机化学将是未来生物无机化学研究的一个崭新领域；这一领域期待着研究者的探索和发现。　　6．创造新的研究方法学。包括实验方法和理论分析、计算机模拟、设计和预测等。除积极引进已有的方法外，应注意创造适合我们研究的新方法，注意积极引进现有分子生物学方法和与方法学研究专业工作者的合作。，例如如何实时定位跟踪测定无机物与生物大分子或与细胞相互作用时的变化过程、如何测定生物体系中极微量游离金属离子和他们在生物大分子间分布、如何测定亚细胞化学结构和他们的动态变化、如何从金属离子对基因组和蛋白组以及相关蛋白的影响入手追踪金属离子的影响方式等。　　除了上述建议的方面外，与会者指出生物无机化学研究的领域是开放的。应当突破传统的学科界限，主动出击和生命科学等其它学科渗透和结合；鼓励创新思维和发现新的突破点和学科增长点；鼓励与生物化学、分子生物学、药物化学、细胞生物学、分析科学、信息科学等学科交叉和合作。　　会议还认为，为了发扬我国生物无机化学的特点及优势，还应根据上述方向紧密结合我国实际，进一步发展应用生物无机化学研究，加快基础研究成果的转化工作。与会者一致认为生物无机化学是化学生物学的重要组成部分。倡议我国生物无机化学工作者积极参与今年即将在北京召开的第一届中国化学生物学年会；并努力工作，为将在我国香港举办的2004年 “第八届国际应用生物无机化学会议”作好准备。　　会议感谢国家自然科学基金委及中国科学院化学部等对我国生物无机化学研究已有的支持和帮助，希望基金委和中科院化学部对上述生物无机化学的主要方向继续给予大力支持，并列入“十五”期间的重大及重点研究计划。　　本次会议承蒙北京大学化学生物学系，中国科学院长春应用化学研究所及深圳中科院院士活动基地等单位的承办与组织，特此表示感谢。化学科学部陈荣 2002年3月11日