生物單分子是指一些與生命有著密切關係的有機低相對分子量化合物，是構成生物高分子的基本成分。
基本介紹
- 中文名：生物單分子
- 科學領域：生命科學
- 涉及領域：生物、醫學、農學
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研究簡介
生物單分子是指一些與生命有著密切關係的有機低相對分子量化合物，包括胺基酸、脂肪酸、糖、嘌呤、嘧啶、單核苷酸、卟啉、ATP等高能化合物。它們是構成生物高分子的基本成分。就是一些相對低分子量的有機物，屬於分子生物學研究範疇。原理可以說就是通過一些生物單分子的構造來闡述高級複雜的生命現象。具體方法就是通過一些先進的技術手段（比如掃描隧道顯微鏡，電子顯微鏡等）從分子水平上研究生命的一些基本生命現象的物質基礎和基本方式。
行為研究
生物單分子行為研究是指在單分子水平上對生物分子行為（包括構象變化、相互識別、相互作用等）的實時動態檢測以及在此基礎上的操縱、調控等，是分子生物學的自然延伸和必然趨勢。由於單個生物分子的尺寸一般都在納米量級，需要套用和發展納米科學技術並用一些新的技術方法和概念加以研究；同時物質在納米尺度時常具有既不同於巨觀，也不同於微觀的所謂介觀性質，在生命科學領域有著廣泛的套用前景，因此進行生物單分子研究有兩個關鍵問題：
第一是選擇有必要用單分子方法研究並能取得生物與醫學中具有突破性成果和具有重大研究意義的研究課題，如蛋白質錯誤摺疊問題、特異性分子識別問題和超靈敏檢測等；
第二是必須有相應的技術、方法支撐，如掃描探針顯微鏡技術、近場光學技術、光鑷技術、量子點技術等。生物單分子研究不僅可以推動物理、化學、數學等基礎科學研究在細胞層次展開，有人甚至認為它可以促成生命科學革命性的發展。生物單分子研究將會為人類了解生物體系的複雜性和多變性開闢一條新的途徑，有力地推動生命科學的發展並將廣泛套用於生物、醫學、農學等領域，已成為21世紀生命科學領域的一個重點研究方向。
科學目標
生物單分子研究是以生命科學問題為核心、多學科、多角度交叉合作的研究項目。既需要生命科學從單分子水平提出急待解決的、具有重要科學意義的科學問題，也需要物理、化學、數學等基礎科學發展適應單分子水平研究的理論與技術，並套用於生命科學中單分子行為研究。項目圍繞生命科學中的具有重大意義的基礎問題進行探索，同時結合當代前沿的納米科學技術，在促進生物單分子研究的同時，拉動相關學科特別是基礎學科的發展。本項目以生命科學中幾個重要科學問題為主要對象，以生物單分子研究中新技術、新方法為基礎，採用新的數學和物理模型，既注重研究問題的生命科學意義和價值，又強調新理論、新技術、新方法的源頭性創新，鼓勵跨學科、跨單位的合作研究。
研究內容
1.單分子水平的蛋白質錯誤摺疊與異常生命現象：在單分子水平揭示蛋白質錯誤摺疊機制、錯誤摺疊的蛋白質行為、調節因素、與細胞的相互作用及神經毒性機理。
2.單分子水平的生物信號轉導：揭示活細胞內分子－分子間生物信號傳導的動力學機制及生物學效應。
3.免疫調節中及其它配體－受體特異性分子識別的單分子機制：在成像基礎上，從單分子水平揭示免疫調節中及其它配體－受體特異性分子識別機制及其生物學意義。
4.生物單分子成像、檢測、操縱的新技術和新手段：發展適於活細胞研究的生物單分子成像、檢測和操縱的新技術、新方法、新手段，並與適合的生物體系研究相結合
生物單分子技術
單分子技術是指在單分子水平上對生物分子的行為（包括構象變化、相互作用、相互識別等）的實時、動態檢測以及在此基礎上的操縱、調控等，是分子生物物理學的自然延伸和必然趨勢。生命單元的基本功能主要取決於單個大分子，單分子操縱方法在研究單個生物分子的性質上有著獨特的優勢。與測量分子集合體整體性質的傳統方法(如光散射，光偏振，粘滯性等)相比，單分子技術具有直接，準確，實時等優點。
