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1 化学物理通讯化学物理通讯 Vol 5 3 2004 年 3 月 总第 48 期 目 录 专专 题题 论论 坛坛 MAPK 级联途径在植物信号传导中的研究进展 陈娅斐 冯斌 赵小明 白雪芳 杜昱光 1 创创 建建 世世 界界 一一 流流 研研 究究 所所 我所科技论文我所科技论文 2003 年度我所科技论文统计结果及分析 科技论文编辑部 11 世界著名研究机构介绍世界著名研究机构介绍 俄罗斯科学院谢苗诺夫化学物理研究所简介 国际科学和技术中心的科研项目 陶龙骧 16 国国 外外 科科 技技 信信 息息 有机化学有机化学 21 一举形成两个碳 碳键和四个立构中心 教育教育 22 光与分子 从少年时代到获诺贝尔奖 日本国立大学法人化改革 环境保护环境保护 28 在常规的种子中发现转基因 DNA 投投 稿稿 论论 文文 摘摘 要要 29 39 直接甲醇燃料电池阳极催化层离子电阻的测定和优化 整体柱高效液相色谱法测定尿中修饰核苷的方法研究 亲水性高分子稳定的纳米铂催化丙酮酸乙酯不对称氢化 易分离的 高效的纳米铂催化剂 沸石的硅铝比和水处理对液相法合成乙苯的影响 2 煤层甲烷部分氧化与 CO2 H2O 重整联合制合成气研究 离子迁移谱研究进展 PEMFC 直通道流场几何结构对电池性能的影响 MAPK 级联途径在植物信号传导中的研究进展 PEMFC 流场优化与双极板的加工方法 质子交换膜燃料电池及电池组模型分析 脂肪酸代谢与植物防御反应 多硫化钠 溴化钠氧化还原液流电池的初步研究 溶胶 凝胶法和共沉淀法制备的 K Mn Fe 复合氧化物催化剂在 CO 加氢反应中 的对比研究 多孔碳电极用于多硫化钠 溴化钠储能电池 逆流式微通道换热器传热特性分析 Preparation and Time Resolved Fluoroimmunoassay Application of New Europium Fluorescent Nanoparticles Study of Sintered Stainless Steel Fiber Felt as Gas Diffusion Backing in Air Breathing DMFC A Novel Process for Converting Coalmine Drained Methane Gas to Syngas over Nickel Magnesia Solid Solution Catalysts Ni Promoted Ligand Free Palladium Catalyzed Suzuki Coupling Reaction Effect of Acid Strength Distribution on Conversion of FCC Gasoline over a ZSM 5 Zeolite Catalyst Genotyping the 6A G Functional Polymorphism in the Core Promoter Region of Angiotensinogen Gene by Microfabricated Electrophoretic Devices Novel Fluorescent Europium Chelate Doped Silica Nanoparticles Preparation Characterization and Time Resolved Fluorometric Application Fully Developed Laminar Flow and Heat Transfer in Smooth Trapezoidal Micro Channel 研研 究究 生生 论论 文文 摘摘 要要 博士研究生论文摘要博士研究生论文摘要 40 硒催化 CO H2O 还原芳香硝基化合物反应的研究 高碳烃氧化裂解制低碳烯烃的研究 碳纳米管负载钌催化剂上氨合成及氨分解的 TAP 研究 用于 lipoplex 形态研究的流体粘度分析法的建立与应用 科科 技技 文文 献献 检检 索索 方方 法法 与与 技技 巧巧 Internet 上的化学资源 姚荣余 44 专题论坛专题论坛 MAPK 级联途径在植物信号传导中的研究进展级联途径在植物信号传导中的研究进展 陈娅斐 冯斌 赵小明 白雪芳 杜昱光 引言引言 蛋白质激酶是一类可以使特定的蛋白质侧链中的丝氨酸 苏氨酸或酪氨酸残基共价磷 酸化的酶 蛋白质磷酸化可以控制酶的活性及其与其它分子的相互作用 促分裂原活化蛋 白质激酶 mitogen activated protein kinase 简称 MAPK 是丝 苏氨酸蛋白质激酶的一个大 家族 包含 11 个保守的亚结构域 现已广泛地发现于真核生物 从酵母 哺乳动物到人及 植物 中 真核生物中的 MAPK 在将外源刺激信号转入胞内应答受体 感应器的下游的过程 中起着枢纽的作用 在植物中 MAPK 级联途径与不同的生物及非生物胁迫反应 激素反 应 细胞分化和发育过程有关 MAPK 级联途径在酵母和动物中的研究起步比较早 植物方面的研究从上个世纪九十 年代才发展起来 但已经取得了相当大的进步 本文将就 MAPK 级联途径的最新进展和 研究方法做一综述 MAPK 级联途径的基本组成级联途径的基本组成 真核生物 无论是酵母还是动物 植物 中与 MAPK 级联途径有关的激酶均为丝 苏氨酸 磷酸酶 其基本组成为三级激酶模式 即上游的促分裂原活化蛋白质激酶激酶激酶 简称 MAPKKK 如哺乳动物中的 Raf 和 Mos 蛋白质家族 通过将促分裂原活化蛋白质激酶激酶 MAPKK 中保守区域中丝 苏氨酸残基磷酸化而激活 MAPKK 再由 MAPKK 通过磷酸化 MAPK 第 和第 亚结构域之间的丝 苏氨酸和酪氨酸残基激活 MAPK 每种 MAPKK 只 可以磷酸化其特异的 MAPK 功能上不能取代同类其他的 MAPKK 一套特异的功能上相 连的三级激酶形成一个 MAPK 通路的基本模块 MAPK 的活性调节是可逆的 MAPK 磷 酸酶 MKP MAPK phosphatase 可以通过对 MAPK 的去磷酸化而使其失活 MAPK 既可 1 以作为信号传导的一个环节继续磷酸化下游的成分 如 MAPKAPK 又可以进入细胞核激活 转录因子进而调节基因表达 MAPK 是该级联途径中最后一个激酶 包括一个三肽基序 TxY 即 ATP 磷酸化位点 也 叫活性片段 此基序位于激酶催化结构域的第 和第 亚结构域之间的活化环 T loop 中 MAPKK 可通过保守的 S T X3 5 S T S 代表丝氨酸 T 代表苏氨酸 模块上的两个丝 苏氨酸 残基磷酸化而被活化 在酵母和哺乳动物中 中间 x x 代表氨基酸 的个数为 3 而在植物 中为 5 植物中已经发现的 MAPKKK 有 CTR1 EDR1 NPK1 ANP 和 MEKK1 4 其中 CTR1 和 EDR1 与动物中 Raf 家族相关 MAPKKK 自身可通过中介桥梁因子 intermediate bridging factors 或者互联 MAPKKKK 通过生理反应或 和受体自身的磷酸化而活化 G 蛋白质 如 Ras 家族或异三聚体复合物 也可以作为感受胞外刺激的膜受体和胞内 MAPK 通路的偶联剂 此级联途径的每一级都包括多个成员 此种多样性决定于信号传导 的特异性 在同一细胞中存在着多条 MAPK 通路 每条通路中的三级激酶与不同的上游 受体和下游目标物连接 纵横交错 形成错综复杂的信号传导网络 MAPK 的分类的分类 哺乳动物 MAPK 的分类 哺乳动物中的蛋白质激酶分为两大家族 一族可磷酸化丝氨酸和 或苏氨酸 另一族可 磷酸化酪氨酸 这些激酶在整个动物界中表现出高度的进化保守性 行使着很多重要的功 能 其中 丝 苏氨酸促分裂原活化激酶 MAPK 可以被许多刺激物所活化 根据生理遗传 特性和氨基酸保守的 TxY 基序序列比较 MAPK 可分为四类 胞外信号调节激酶 ERK extracellular signal regulated kinase 其中 x 为 E 谷氨酸 jun 氨基末端激酶 JNK c jun N terminal kinase 或称为胁迫激活蛋白质激酶 SAPK stress activated protein kinase 其中x为P 脯氨酸 p38 其中x为G 甘氨酸 BMK1 big mitogen activated kinase 1 或称 ERK5 植物 MAPK 的分类 在植物中 拟南芥基因组全序列测定发现存在 21 种 MAPK 10 种 MAPKK 60 种 2 MAPKKK Kazuya I 等 2002 将以上发现的激酶与已经鉴定的其他植物 如 苜蓿 烟草 水稻 大麦等 中的 MAPK 相关激酶放在一起 制订了一套分类命名法 目前已从高等植 物中分离出 50 余种 MAPK 基因 根据其中保守的 TxY 基序内氨基酸序列比较 将其分成 TEY 和 TDY 两个亚型 其中前者又包括 A B C 三个组 后者为 D 组 A 组的 MAPK 参与多种生物和非生物胁迫以及激素反应 如 AtSIPK 可被损伤 盐 渗透压和病原物衍 生的激发子所诱导 B 组的 MAPK 研究的较少 但已证明了它们参与环境胁迫反应和细胞 分裂 如拟南芥的 AtMPK4 可参加生物和非生物胁迫应答 关于 C 组和 D 组的信息很有 限 仅在微型分析中检测到控制 24 小时生理节律的 AtMPK7 表达 根据 MAPKK 氨基酸 线性排列顺序比较 这 10 种 MAPKK 可以分在四个组 A B C D 中 其数量约为 MAPK 的一半 所以不同的信号传导通路之间的 交谈 crosstalk 可能会集中在这个水平 MAPKKK 的成员较多 共分成三组 A B C A 组含有典型的 MAPKKK 如 MEKK1 STE11 BCK1 激酶结构域 B 组和 C 组的氨基酸序列与 RAF 激酶有关 Claudia J 等的综述中列表详细总结了 MAPK 级联途径中一些有代表性的激酶的生物功能 在此不 再赘述 Kazuya I 等提出的分类命名法给其他物种中与 MAPK 有关的各种分子的分类和命名 提供了基础 即可以通过参考拟南芥中激酶序列来推测相关植物中类似分子的作用 为进 一步的研究提供指导 MAPK 级联反应的激发子级联反应的激发子 由于植物的固定性 它们必须通过调整自身的代谢功能来适应逆境 MAPK 级联途 径的激活与微生物病原体感染 损伤 低温 干旱 过高或过低的渗透压 盐 碰触 活 性氧等刺激性处理有关 以上因素都可以称为激发子 elicitors 其中微生物产生的病原体 激发子可分为种族特异性的和非种族特异性的两种 非种族特异性激发子包括入侵微生物 自身的各种化合物 如真菌细胞壁碎片 细菌鞭毛蛋白质 寡糖 脂类 肽类和蛋白质等 以上激发子已知的受体均位于质膜上 种族特异性激发子多是由病原体无毒基因 avirulence Avr 编码的蛋白质产物 受体为 cf 9 这些产物或者被分泌入胞间空隙 或者 3 通过第 类型分泌系统直接注入细胞 以下举两例最近鉴定得到的激发子 Harpin harpin 是由一群植物病原菌欧氏杆菌属 假单胞杆菌属等的第 类型途 径分泌的效应蛋白质组成的 harpin 可以控制病原菌对感病植物的致病性和在非宿主植物 和宿主植物抗性品种的过敏反应 HR hypersensitive reaction 研究发现有些效应蛋白质可 以与植物胞内蛋白质相互作用 从而活化植物体内的防御系统 Justin Lee 等在豆类中发现 halo blight 病原菌丁香假单胞菌 Pseudomonas Syringae pv phaselicola 产生的 harpin harpin Psph 可结合于质膜上 这种结合具有特异性 可逆性和饱和性 它可以引起 48kDa 水杨酸 响应的 salicylic acid responsive MAPK SIPK 的活化和病程相关蛋白质 HIN1 的转录积累 他们发现包括 SIPK 在内的 MAPK 活性对于 harpin Psph引发的 HIN1 表达是必须的 鞭毛蛋白质 flagellin 除了对于特殊病原物的识别系统外 植物也发展出能识别 相对于普遍微生物类群特征的微生物成分识别系统 不同的微生物结构可以作为激发子而 起作用 对于一部分普遍的激发子 已经鉴定出其存在于细胞质膜上的特定结合位点 特 异的 高亲和性的结合位点的鉴定和表征为理解植物识别这些微生物诱导物的过程提供了 重要信息 Felix 等已经鉴定出含有 22 个氨基酸残基的鞭毛蛋白质 flg22 在不同的植物细 胞中都可作为抗性相关反应的激发子 Boller 等 2001 发现经过 flg22 处理后 拟南芥中相 关识别蛋白质激酶 FLG2 为编码富含亮氨酸重复结构 LRR leucine rich repeat 的丝 苏氨 酸激酶 并且发现与激酶相关的蛋白质磷酸化功能 KAPP 和 FLS2 的磷酸化对于鞭毛蛋白 质受体复合物正确的结合和信号传递是必要的 植物识别到激发子之后 就开始启动一系列信号传导事件 比如 Ca2 等离子的内流 活性氧生成 激酶活化以及转录水平的一系列变化 这些防卫机制在感知刺激几分钟之内 就发生作用 随后 在数小时内 病程相关 PR 蛋白 如 1 3 葡聚糖酶和几丁质酶等 及 植保素的合成 细胞壁加固有关化合物 如富含羟脯氨酸的糖蛋白 木质素等 的合成都会 发生 同时 第二信使分子如乙烯 茉莉酸 水杨酸生成 这些抗性反应或是杀死病原物 或将其控制在一定范围内 研究表明 不同的激发子可以引起共同的 MAPK 应答 Susan R 等 2003 研究了秘鲁 4 番茄 Lycopersicon peruvianum 悬浮细胞在多肽信号分子系统素 systemin 寡糖诱导子 ologosaccharide elicitors 紫外线 B 的作用下 诱导出了三个 MAPK 类似物 LeMAPK1 3 其中 LeMAPK1 2 可以被以上三种激发子独立诱导 但是 LeMAPK3 只能被紫外线 B 诱导 激发子受体的鉴定是此类研究中一项巨大的挑战 目前只鉴定出了少数特异性识别受 体 生物化学研究已经得到一些结合蛋白质的激发子的特征 结合蛋白质可能是识别复合 体的一部分 病原识别中最为可能的受体种类是跨膜的受体样蛋白质激酶 receptor like protein kinases RLKs MAPK 级联途径特异性的几种可能的机理级联途径特异性的几种可能的机理 为实现正常的信号功能 MAPK 级联途径应该以高效性和高忠实性来进行信号传递 然而 这种特异性的机理一直未被充分阐明 最近有研究揭示两种可能的机制调节了信号 传递 即锚定反应和搭架 scaffolding 过程 锚定反应 docking interaction 在酵母和哺乳动物中 此方面的成果较为完整 MAPK 与其相应的 MAPKK 底物和 磷酸酶共同构成一个复合体 这个复合体的形成称为锚定反应 以下是一些对酶的晶体结 构和序列分析得到的结果 这些结构为推测 MAPK 级联途径的作用机理提供了证据 在 与 MAPK 相互作用的分子 如 MAPKK MKP 和 MAPKAPK 的一级结构上发现了保守的 MAPK 锚定模体 docking motif 其特点是 它是由疏水性氨基酸围绕的一个带正电的氨 基酸簇形成的 但不在其催化反应结构域 在 MAPK 调节的转录因子 如 Elk1 Sap1 Mef2 中存在一个类似的区域称为 D 结构域 MAPK 中锚定位点称为通用锚定结构域 common docking domain CD domain 它定位于 MAPK 一级结构的 C 末端 由一簇带负电的氨基 酸残基组成 由于此位点在与激发子 抑制子 下游底物的锚定反应中共用 故得名 由 于与 MAPK 相互作用分子上的锚定模体带正电 而 MAPK 中的通用锚定结构域带负电 所以推测锚定反应实质为静电相互作用 通用锚定结构域与附近的 ED 位点及其临近氨基 酸一起叫做锚定沟 MAPK 与其他分子相互作用的特异性不只是与通用锚定结构域有关 可能是由这个锚定沟决定的 使 MAPK 发生去磷酸化而失活的 MAPK 磷酸酶 MKP 存在 5 一个锚定表面与 MAPK 的锚定沟相对应 在 MAPK 底物 主要是指转录因子如 Elk 1 和 Sap 1 上存在着另一个保守模体 FXFP F 指苯丙氨酸 X 指任意氨基酸 P 指脯氨酸 此 模块的特点是苯丙氨酸被一个氨基酸 X 所分隔 后面是一个脯氨酸 在植物中 Liu 等 2003 研究表明 烟草中伤诱导的蛋白激酶 wound induced protein kinase WIPK 的活化过程中 WIPK 的 C 末端结构域包括它与 NtMEK2 作用的通用锚定结 构域 并且此结构域对于 NtMEK2 和 WIPK 的活化是起关键作用的 搭架 scaffolding 过程 Xu 等 1995 观察到即使在细胞中过表达 MEKK1 使之组成性的活化 它也只能磷酸化 并激活 MEKs 而不能将信号传导至下游的 ERK 根据类似的结果人们猜测在信号传导过程 中 一定有某种机制在调节酶 底物的亲和性方面起作用 作者认为所谓支架蛋白质或者 接头蛋白质 adaptor 它们是一类与酶 底物作用但不直接参加磷酸化反应的第三方分 子 可以使酶 底物复合物的形成更加便利 在酵母中 蛋白质 STE5 通过将信息素应答的 上游激发子和 MAPK 级联的三组分组织成为一种特殊的模式 起到了支架的作用 这种模 式调节了两种不同信号途径的特异性 通过哺乳动物中对支架蛋白质的类似物的研究 Whitmarsh 等 1995 发现了 JIP1 它协调了 JNK1 2 MKK7 和一个 MAPKKK MLK1 使其成 为一个特殊的信号盒 几乎与此同时 Schaeffer 等 1995 发现了哺乳动物中与 JIP 无关 的一种支架蛋白质 MP1 它与 ERK1 和 MEK1 相互作用来使 ERK1 的活性潜能发挥出来 目前 植物在此方面的研究很少 MAPK 的研究方法的研究方法 近年来在蛋白质激酶的研究过程中 研究者们逐渐发展出一些比较成熟的方法 现总 结如下 用 MBP 测定 MAPK 活性 近年来 多数测定动物或植物中 MAPK 活性的方法都以 MBP 作为底物 并且以 MBP 作底物已经成为 MAPK 的特征之一 MBP 即髓磷脂碱性蛋白质 myelin basic protein 它 们是一族携带正电荷 能促进髓鞘形成和折叠的蛋白质 Miyamoto 等早在 1975 年就发现 6 MBP 存在于鼠脑中 可以被磷蛋白磷酸酶 phosphoprotein phosphatases 作为磷酸化底物 Shanker 等 1987 在从鼠脑胚胎细胞中分离得到的髓磷脂样膜组分中发现 若存在内源或外 源性的 MBP 则一种蛋白质激酶可使之磷酸化 MBP 是几种蛋白质激酶 蛋白质激酶 C 蛋白质激酶 A 钙 钙调蛋白质依赖的蛋白质激酶 MAPK 等 的最适底物 用MBP为底物的在胶酶活性分析 in gel MAPk activity assay 的实验策略如下 将MBP 与放射性标记的 32P ATP 加入 MAPK 或蛋白质提取物 中 然后用 SDS loading buffer 中止反应 接着将反应体系进行 SDS 聚丙烯酰胺凝胶电泳分析 再用放射自显影技术定量 磷酸化的 MBP 基于类似的原理 可以测定 MEK 的自磷酸化和磷酸化活性 激酶抑制剂 inhibitors MAPK 级联途径的研究方法之一是使用其抑制剂进行分析 植物中应用较多的阻断剂 是 PD98059 和 U0126 通常证明某种代谢通路或中间产物是否与 MAPK 级联途径相关的 方法是用特异性的抑制剂与MAPK或MEK等发生作用 再检测其他代谢产物受到的影响 可作为复杂信号传导网络信号之间相关性的证据 在动物中 当前此方面的研究热点是 p38 MEK1 2 蛋白质激酶的小分子抑制剂特性 在动物疾病模型中 其中的一些抑制剂已经显示出效果 并且已经发展到对于炎症和癌症 的临床试验阶段 已经鉴定出具有药效作用的对抗 ERK1 2 p38 亚族中四个类似物中之二 JNK 亚族中的三个类似物和 ERK5 的抑制剂 研究发现多数蛋白质酶抑制剂与 ATP 有竞争 性 人们相信它们与 ATP 结合位点有相互作用 但有研究表明 MEK1 2 的抑制剂不与底物 ATP 发生竞争 这表明抑制机制并不依赖激酶的单一特征 即它们把 ATP 作为磷酰基提供 者 因为蛋白质激酶的种类繁多 其抑制剂的特异性成为该领域研究的一个热点 抑制剂 结合结构分析设计阻断剂的新方法的发展表明 其特异性将通过模型化和以结构为基础的 设计得到提高 吡啶异咪哒唑类 pyridinyl imidazole 化合物 比如 VK19911 SB203580 SB216995 SB218665 和 SB220025 SB Smithkline Beecham SB 类化合物与 p38 低活性 形式的开放区域结构互补 并结合于其活性位点的伸展口袋 extended pocket 上 SB 类化 7 合物是 p38 的高活性和选择性抑制剂 但对于与之紧密相关的 ERK2 或其他丝 苏氨酸激酶 无此作用 相对关闭的 ERK2 结合区域只能容得下较小的分子 olomoucine 一种较好的 ERK2 抑制剂 MEK1 2 的第一个合成的抑制剂是 PD98059 它是在有 ERK 活性的抑制剂的体外筛选 中被鉴定出的 不久 第二个阻断剂 U0126 被发现于细胞中佛波酯诱导的活性蛋白质 1 AP 1 的活性筛选中 这两个抑制剂都与 ATP 无竞争性 他们似乎结合于 MEK1 上相似 的位点 因为标记的 U0126 和 PD98059 对结合位点有竞争 但目前对于如何真正基于此 种类型的抑制剂的设计策略还知之甚少 所以大量化合物的高通量筛选仍是最有希望的方 法之一 免疫沉淀法 大分子蛋白质是一种完全抗原 具有免疫原性和特异反应性 即它不仅能免疫机体并 促使机体产生抗体 还能与抗体产生特异性结合 抗原 抗体反应可能是生物体中已知的最 特异的反应 在确定 MAPK 级联途径中有关激酶的种类时 特别是在其余相似的激酶进 行区分时 免疫沉淀法是一种微量 灵敏 特异性强的检测方法 得到了广泛的应用 MAPK 特异性抗体是通过识别双磷酸化的苏氨酸 谷氨酸 酪氨酸三肽模体pTEpY 而发 生免疫结合的 并且 使用某种 MAPK 的一段特异性序列制备的单一特异性抗血清 mono specific antiserum 还可以直接鉴定这种特定的 MAPK Zhang 等 1998 证明了 WIPK 和 SIPK 对各自的抗体 Ab p44N 和 Ab p48N 有高度的免疫特异性 并且证明了水渗入和损 伤诱导的蛋白质激酶是 SIPK 而非 WIPK 酵母双杂交 酵母双杂交体系 yeast two hybrid system 也叫相互作用陷阱 interaction trap 是 90 年代初期发展起来的一种敏感的体内鉴定基因的方法 它可以用来分离能与一种靶蛋白质 target protein 相互作用的蛋白质的编码基因 其基本原理是 由于许多真核生物的转录激 活因子是由两个结构上可以分开 功能上相互独立的结构域组成 所以 若先将两个结构 域分开 再采用 重组技术 将靶蛋白质的 cDNA 序列 也叫 诱饵 和待筛选的 cDNA 8 序列库分别与转录激活因子的两个结构域的对应基因相连 当靶蛋白质和能与其发生相互 作用的蛋白质质在体内靠近时 转录激活因子的两个结构域就可以重新组装成具有功能的 激活因子而激活下游启动自调节的报告基因的表达 在 MAPK 级联途径的研究中 人们常用这种方法来分离能与一种激酶相互作用的蛋 白质质或其他因子 比如 Yang 等 2001 在烟草中用 SIPK 为靶蛋白质找到了与之发生特 异性相互作用的上游激酶 SIPKK Haejeong Moon 等 2003 在拟南芥中用酵母双杂交及其 它方法找到了与两个 MAPK AtMPK3 和 AtMPK6 发生特异性相互作用的上游激酶 AtNDPK2 从而第一次发现了其在 H2O2介导的 MAPK 信号通路中发挥了调节作用 基因突变 在有关基因的结构和功能的分析中 突变是一种最基本的手段 近年来 在 MAPK 相关的基因功能研究中 应用较多的是点突变 基因敲除等 突变体的构建是基因功能研 究中的一个难点 现举几例 Yang 等在烟草中把一种 MAPKK NtMEK2 上保守的 S TxxxxxS T 模体中 S T 用谷氨 酸 E 或天冬氨酸 D 代替时 突变体表现出组成性的活性 比野生型的 NtMEK2 的活性有 很大提高 在酵母和动物中也有类似的结果 而当将烟草中的 MAPK SIPK 或 WIPK 催 化中心上的赖氨酸用精氨酸取代后 它们就失去了自磷酸化活性 线虫 C elegans 的 p38 类似基因 pmk 1 3 作敲除实验时发现 突变体未见生长缺陷或 对几种已知胁迫的过敏反应 但是 pmk 2 却使突变体在幼虫期就停止生长并死亡 对拟南芥基因 mpk4 敲除突变的逆向遗传分析表明它在调节系统获得性抗性 systematic acquired resistance SAR 上的重要性 包括积累水杨酸的能力 RNA 干涉 RNA interference RNAi RNAi 是近年来发展起来的一项基因工程技术 它是指用双链 RNA 诱发内源的同源基 因沉默 gene silencing 它是在转录后水平上对特定序列的封闭 可用于动植物基因功能 的研究 现已成为敲除生物体内特定基因制止其表达的有力工具 Xiong 等 2003 从水稻中分离和表征了胁迫应答的一个 MAPK OsMAPK5 它是一个 单拷贝基因 但是可以至少产生两个差异剪切的转录产物 此基因可以被脱落酸和各种生 9 物 病原菌侵染 和非生物 损伤 干旱 盐和寒冷 胁迫所诱导 有趣的是 在构建的两种转 基因水稻植株中 OsMAPK5的抑制型 双链RNA干涉 植株表现出病程相关蛋白质 PR PR1 和 PR10 的组成型表达 同时对真菌和细菌病原抵抗能力增加 但是 同样的双链 RNA 干 涉系对于干旱 盐 和寒冷的耐受能力却大幅度减小 而过表达 overexpression 该基因的 转基因植株却表现出 OsMAPK5 酶活性增加 同时增强了对干旱 盐和寒冷的耐受力 这 表明了该基因可以正向调节对于干旱 盐和寒冷的耐受力 但负向调节 PR 基因的表达和 抗病能力 网络模式法 最近 Alexander W 等 2003 通过研究相互作用的蛋白质质之间的组织关系和蛋白质复 合体形成的模式网络来建立分子网络模式 MAPK 及其支架蛋白质和各种调节子 效应子 形成的信号放大模式是他们研究的较早的例子 他们发展并评价了使用酵母信号蛋白质网 络模式的网络集簇方法 这种方法通过使用功能性富集的高通量数据组 data sets 来起作 用 酵母 mfMAPK 模式的庞大复杂的结构进一步说明生物可以通过熟悉的复制和分化过 程以及增长和连接模式来进化 展望展望 过去的十几年中 MAPK 在植物的信号传导领域的研究发展迅速 由于酵母和哺乳动 物方面的研究更加成熟 所以这为植物领域的研究提供了很多有价值的方法和思路 尽管 现有的生物化学 遗传学和分析化学的方法已经有很大发展 但由于信号传导网络错综复 杂 很多情况下得到的都是间接证据 所以发展更为有效的研究方法来鉴定响应特定刺激 的蛋白质及其对应基因成为本领域中一大挑战 10 创建世界一流研究所创建世界一流研究所 我所科技论文 我所科技论文 2003 年度我所科技论文统计结果及分析 2003 年度我所科技论文统计结果及分析 2003 年度我所科技论文统计工作现已完成 论文数据以我所 论文发表统计系 统 和 国际会议论文统计系统 为基础 并使用国际普遍采用的网络检索工具 科学引文索引 扩大版 SCI E 工程索引 EI 和 科学会议录索引 ISTP 进行补充和认定 概 要概 要 2003年在作者机构中含有我所中 英文名称的学术期刊论文 有ISSN号 474 篇 公开出版的会议论文 有 ISBN 号 15 篇 共计 489 篇 比 2002 年增加 34 篇 增加率为 7 5 有国际会议论文 墙报 口头报告 特邀报告 81 篇 出版专著 3 部 译著 1 部 反映基础研究状况的 SCI E 收录的我所论文为 327 篇 比 2002 年增加 17 篇 增长率为 5 5 反映工程科学研究状况的 EI 收录的我所论文为 107 篇 比 2002 年增加 22 篇 增长率为 25 9 反映参加国际会议情况的 ISTP 收录的我所国际会议论文为 30 篇 比 2002 年增加 19 篇 增长率为 173 2003 年我所发表的论文中 所内题目组合作产生的论文 35 篇 占论文的 7 5 2003 年发表我所论文的期刊有 192 种 其中国外期刊 92 种 国内期刊 100 种 比 2002 年增加 23 种 分类统计结果 分类统计结果 11 各题目组论文发表状况 各题目组论文发表状况 题目组 题目组 论文数量 论文数量 题目组 题目组 论文数量 论文数量 题目组 题目组 论文数量 论文数量 101 4 503 30 1105 2 102 12 504 13 1501 7 103 11 701 1 1502 1 105 27 705 8 1503 6 201 1 801 10 1504 24 202 4 802 5 1802 8 203 17 803 10 1804 15 204 8 804 16 1805 16 205 10 805 9 1806 3 206 12 901 2 1807 9 208 1 902 9 1808 21 301 7 903 2 1809 22 302 2 905 2 1810 37 305 13 1101 29 1812 14 501 10 1102 12 1816 4 502 26 1104 1 膜中心 9 注 数据中的论文指有正式出版号 ISSN ISBN 的学术论文 合作发表的论文 分别计入相应的题目组 文摘集 无正式出版号的国际会议论文未计入 个人发表论文 5 篇或 5 篇以上的作者 第一作者 个人发表论文 5 篇或 5 篇以上的作者 第一作者 作者作者 题目组题目组 数量数量 篇篇 作者作者 题目组题目组 数量数量 篇篇 陈令新 105 组 9 周卫江 305 组 6 马继平 105 组 7 黄汉民 206 组 5 杨丙成 105 组 7 吴思忠 203 组 5 刘北平 1504 6 赵春霞 1808 5 在 SCI 1 区期刊上发表的论文 在 SCI 1 区期刊上发表的论文 论论 文文 题题 目 目 作作 者 者 期期 刊刊 名名 称 称 影响 因子 影响 因子 类类 别 别 Structural Characteristics and Redox Behaviors of Ce1 xCuxOy Solid Solutions 单文娟 申文杰 李灿 Chemistry of Materials 3 967 工程 Synthesis of Carbon Nanotube Bundles with Mesoporous Structure by a Self Assembly Solvothermal Route 胡刚 程谟杰 马丁 包信和 Chemistry of Materials 3 967 工程 Deposition of Sol Gel Derived Membranes on Al2O3 Hollow Fibers by a Vacuum Assisted Dip Coating Process 潘秀莲 N Stroh H Brunner 熊国兴 盛 世善 Journal of Membrane Science 1 965 工程 12 Nafion PTFE Composite Membranes for 刘富强 衣宝廉 邢丹 Fuel Cell Applications 敏 于景荣 张华民 Journal of Membrane Science 1 965 工程 Structure and Oxygen Permeability of a 王海辉 杨维慎 丛铀 Dual Phase Membrane Membrane Science 朱雪峰 林跃生 Journal of 1 965 工程 Highly Enantioselective Iridium Catalyzed Hydrogenation of Heteroaromatic Compounds Quinolines 王文波 卢胜梅 杨鹏 宇 韩秀文 周永贵 Journal of The American Chemical Society 6 201 化学 Autler Townes Splitting in the Multiphoton Resonance Ionization Spectrum of Molecules Produced by Ultrashort Laser Pulses 孙志刚 楼南泉 Physical Review Letters 7 323 物理 Interference of Quantized Transition State Pathways in the H D2 D HD Chemical Reaction 戴东旭 Chia C Wang Steven A Harich 王秀 岩 杨学明 Sheng Der Chao Rex T Skodje Science 26 682 综合 发表我所论文最多的 4 种国外期刊 发表我所论文最多的 4 种国外期刊 期期 刊刊 名名 称 称 刊刊 登登 数数 量量 篇篇 Journal of Chemical Physics 10 Journal of Separation Science 9 Chemical Physics Letters 8 Tetrahedron Asymmetry 8 发表我所论文最多的 3 种国内期刊 发表我所论文最多的 3 种国内期刊 期刊名称 期刊名称 刊登数量刊登数量 篇篇 催化学报 30 色谱 26 分析化学 16 对统计结果的分析对统计结果的分析 科技论文是基础科学研究和应用研究成果的重要表现形式 它从一个侧面反映 了科学研究工作的创新性和发展性 科技论文的统计有助于我们了解和把握我所科 研工作的现状与发展规律 纵观 2003 年我所科技论文的各项统计结果 可以看到经过 2002 年的自身调整 论文数量又有新的提高 其中增长幅度较大的是工程技术类 EI 论文和国际会议 13 ISTP 论文 个人发表论文 5 篇或 5 篇以上的作者人数也从 4 人 2002 年 增加到 8 人 2003 年 在发表高水平论文方面 局部有新突破 戴东旭研究员等人的论文发 表在 Science 杂志上 在读博士孙志刚和楼南泉院士所写的论文发表在 Physical Review Letters 上 这也是我所首次以第一产权单位 第一作者在该刊发表论文 在看到进步的同时 我们还需要保持冷静 认真分析科技论文发表上的不足 一个比较明显的现象就是我所在高水平期刊上发表论文的数量不多 发表我所论文 的 SCI 1 区期刊种类和篇数也从 2002 年的 8 种 15 篇下降到 2003 年的 5 种 8 篇 象 Advanced Materials Journal of Materials Chemistry Angewandte Chemie Chemistry A European Journal 在 2003 年均无我所论文发表 国内论文仍以发表在我 所主办的两种刊物 催化学报 和 色谱 为首 占到国内论文总数的 22 科技论文的发表受诸多因素影响 除了选题正确 有先进的实验条件和严谨的 科学态度作保障外 还有以下几点应予以重视 一 文献信息的搜集准备文献信息的搜集准备 无论是课题的选择还是论文的撰写 刚开始都需要 查阅大量的文献 了解所研究领域的现状 如果能充分利用信息资源 无疑对后面 的工作将起到事半功倍的效果 除了一些象 Elsevier ACS RSC John Wiley 这样 重要的电子期刊全文数据库外 我所读者还可以充分利用 ISI 的 Web of Science Current Contents Connect 数据库 通过前者不仅可以及时掌握全世界最新的研究动 态 还可以通过引用被引用的检索机制 迅速追溯研究的起源 历史和发展 后者 则以 7 600 多种期刊 2 000 多种书籍和会议录 以及 3 500 多个学术网站及评述 每日更新 形成了一个功能强大的网上动态学术信息数据库 提供文献快讯 二 投稿期刊的选择投稿期刊的选择 将质量比较高的论文投到影响因子高的期刊发表 争取 产生更大的影响 为了方便作者了解不同期刊的投稿要求 图书档案信息中心的主 页专门设立一个栏目 期刊投稿指南 将一些期刊的投稿要求汇总 供作者查询 我所读者还可以使用 ISI 的 Journal Citation Reports 数据库 了解期刊的详细 出版信息 期刊间的引用被引用情况 某种学术期刊在某一研究领域中的影响力 还可以通过各种期刊 5 年影响因子变化趋势图 观察其影响力变化情况 供作者寻 14 找最适合同时又最具影响力的期刊 确定投稿方向参考 三 英文科技论文写作英文科技论文写作 由于语言原因 英文科技论文写作对于一般作者有相 当难度 提高英语写作能力和表达技巧是需要解决的关键问题之一 根据我所的现 状 借鉴高校和科学院一些研究所的做法 可以考虑聘请经验丰富的所内外专家学 者 定期举办论文写作课程或讲座 结合论文实例讲解如何改进科技论文的写作 如何使用准确 精炼 有效的科技英语 以提高科技人员英文科技论文的写作水平 增加我所在高水平学术刊物上发表论文的数量和质量 四 学术批评和交流 学术批评和交流 科技工作者之间的公开 坦诚 实事求是包括批评性的 学术交流是非常重要的 它能启发思路 拓展视野 使参加者受到启迪 产生新思 想 体现了科技创新的精神 目前这种提供批评交流机会和氛围的活动还是较少 国际刊物审稿人的审稿意见也是一种学术交流 当投稿被拒时 应该认真研究审稿 意见 分析原因 找出存在的问题 回到实验室做更深入的工作 提高工作水平 补充数据 修改稿件以达到高质量期刊的要求 那种匆忙修修补补 或直接改投另 一种期刊的做法是不可取的 目前对研究生毕业时发表论文的数量要求和时间限制 使上述想法的实现有一定困难 科技论文作为科研成果的表现方式之一 反映了一个单位的科研工作业绩 体 现了它的科研实力 一流的研究所要能够在高水平学术期刊上发表一流的文章 要 做好这项工作 需要全所上下的共同努力 科技论文编辑部 15 世界著名研究机构介绍世界著名研究机构介绍 俄罗斯科学院谢苗诺夫化学物理研究所简介 俄罗斯科学院谢苗诺夫化学物理研究所简介 国际科学和技术中心的科研项目国际科学和技术中心的科研项目 光电化学转化器光电化学转化器 光能转化为电能和化学能的新工艺 高光学活性以及好的化学和光学稳定性的特效四 吡咯化合物 卟吩 钛菁 这些化合物分子中的电子密度分布的量子力学计算 建立基于 有机半导体和四吡咯化合物的太阳能脉冲转化器 Leading Institute 谢苗诺夫化学物理研究所 以下简称为化物所 Supporting Institutes VNIITF Snezhinsk Chelyabinsk reg 俄罗斯 Collaborators Johannes Kepler Universitat Linz Linzer Institut for Organische Solarzellen Linz 奥 地利 Universidad Autonoma de Madrid Department of Organic Chemistry Madrid 西班 牙 固载化卟啉用于癌症的光学方法治疗固载化卟啉用于癌症的光学方法治疗 新型卟啉光敏化剂 卟啉固载于聚合物载体上和特制的聚合物膜上 负载卟啉的聚合 物膜在储存和应用中稳定性好 用于身体表面恶性肿瘤和一些身体内部肿瘤的光学方法治 疗 Leading Institute 化物所 Supporting Institutes Material Radiological Scientific Center Obninsk Kaluga reg 俄罗斯 Karpov Institute of Physical Chemistry Moscow 俄罗斯 NIIIT Moscow 俄罗斯 Collaborators 16 Boston University Center for Polymer Studies Boston MA 美国 Department of the Navy Naval Undersea Warfare Center Division Newport RI 美 国 网状聚合物材料网状聚合物材料 多组分低聚体的交联聚合物 动力学因素在网状聚合物生成过程的作用 物理和化学 过程对生成聚合物的结构和性质的影响 纤维复合材料和填充聚合物生成的规律性 Leading Institute 化物所 Collaborators Dupont de Nemours Bad Homburg 德国 Dupont de Nemours Mechelen 比利时 Institut f r Polymerforschung Dresden 德国 Universite Claude Bernard Lyon 法国 Institut National des Sciences Appliquees Villeurbanne 法国 Georgia Institute of Technology Atlanta GA 美国 Michigan State University Advanced Materials Engineering Experimental Station Midland MI 美国 新型功能性聚合物新型功能性聚合物 结构均一的聚氮杂卟吩 PA 以及丙炔酸酯和炔丙酸酯 PPo 和 PPg 网状聚合物的制备 新型的功能性材料 高敏感性的化学传感器 Leading Institute 化物所 Supporting Institutes Institute of Organic Chemistry Moscow 俄罗斯 Joint Stock 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