2018“分子生物物理”课程建设中的探索

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　　 .Eth198 { display:none; } 分子生物物理课程建设中的探索
学科交叉是当前极富活力的领域，分子生物学与物理学的交叉分子生物物理学日益受到人们的关注。[1]分子生物物理学是以生物大分子，即主要以核酸和蛋白质及其复合体作为研究对象，力求在分子水平上用物理学的概念、理论与技术来研究生命物质与生命过程。它是结构生物学、分子医学和药学专业的重要基础课程。生物医药是北京工业大学生命科学与生物工程学院科研发展的重要方向之一，开设分子生物物理学课程十分必要。但如何结合学院特色进行该课程的建设，是一个值得思考的问题。先进适合的教学内容建设和恰当的教学方法运用无疑是至关重要的，本文就课程建设中如何把握好这两方面的问题，培养研究生的动手能力，激发他们的创新精神方面，浅谈一些心得和体会，与大家交流。  简历大全 http://www..com/html/jianli/
　　一、结合学院特色，设计先进的教学内容
　　恰当先进的教学内容对学生完善的知识框架的构筑，对创新思维的形成具有重要意义。围绕国内外前沿，结合学院特色，笔者希望建设一门具有基础性、宽广性、系统性、实践性和综合性的分子生物物理课程。具体内容包括以下几个方面。
　　1.蛋白质和核酸的基础知识
　　蛋白质和核酸是分子生物物理研究的主要对象，是不可忽略的基础知识部分。主要教学内容涵盖：蛋白质和核酸的基本组成、结构层次、分类，维系蛋白质和核酸结构稳定的作用力及其本质，模拟生物大分子的数学物理模型及力场等。
　　这部分内容中的大部分，生物背景的学生在其本科阶段的生物化学和分子生物学中有所接触，但内容不够深入，学生对此领域的知识没有形成一定的体系。而非生物学科（如数学、物理、化学和计算机）来源的研究生则对这个领域基本没有了解。因此，课程将全面系统地介绍这部分基础知识，快速补齐部分学生的知识缺口。  作文 http://www..com/zuowen/
　　此外，将大胆创新，结合国内外最新科研成果和学院的研究课题，系统深入地讲解这部分内容。让学生通过对具体实例和贴近自身研究对象的学习，来理解基本知识，并在今后的工作中灵活应用。如在讲述蛋白质的1-4级结构和结构-功能关系时，将以学院重点课题所涉及的艾滋病病毒整合酶、蛋白酶和gp41蛋白以及某些耐高温蛋白、信号转导蛋白和离子通道蛋白为例，让学生理解各种作用力对分子结构稳定性的影响，对其生物功能发挥的作用；还将介绍如何计算分子内部作用力的大小，如何用统计物理和生物信息学的方法预测这些作用力。抽象的概念和理论，因为有了具体的实例分析，会变得具体、形象和生动，有利于学生的理解，同时有助于他们在具体研究工作中应用这方面的知识。
　　2.蛋白质-配体相互作用与识别
　　蛋白质-配体相互作用在分子识别和信号传导中起着重要作用，其研究对计算机辅助药物设计和筛选具有重要意义。该部分内容与学院几个重大科研方向密切相关，因此是课程的教学重点。主要内容包括：分子间相互作用的热力学和动力学过程、分子对接方法、分子柔性的处理和打分函数的研究等。
　　课程除了讲述以上内容外，还将紧密结合学院病毒药理研究室和笔者所在的分子设计与生物信息研究室的主要研究方向，重点讲述分子对接在药物筛选中的应用。学院已获批的国家973、863等多个抗艾滋病药物研发项目，国际科技合作环境污染物监测项目，都为这部分内容提供了丰富的教学案例和素材，可调动学生学习的积极性，同时配合上机操作，对提高学生理论联系实际、创新思维及动手能力具有重要意义。  总结大全 http:///hTml/zongjie/
　　另外，紧跟科技前沿，还将引入国际CAPRI（Critical Assessment of Prediction of Interactions）复合物结构预测实验内容。讲授历届实验中国外和我们科研小组的最新工作，同时在课余指导学生参加实验，这将是课程的一大突出特色。CAPRI实验是欧洲生物信息学中心举办的，自2001年启动到现在已进行了27届比赛。课题组作为中国高校的首个代表共参加了26届，并应邀参加了在法国、意大利、加拿大和西班牙举办的1-4届CAPRI研讨会。相信这一内容的引入不仅可以大大激发学生学习的兴趣，而且可提高其创新思维和迎接挑战的能力。
　　3.蛋白质和核酸空间结构预测及功能性运动
　　蛋白质和核酸对生命活动的维持至关重要，其空间结构和动力学性质决定了它的生物学功能。因此蛋白质和核酸如何形成天然结构，即折叠问题，以及功能性运动问题是分子生物物理中十分重要的内容。其研究对蛋白质工程设计人类需要的生物分子具有重要的科学和实际意义。教学内容包括：蛋白质和核酸折叠的理论基础、折叠模型及方法、折叠的研究热点及有待解决的问题、弹性网络模型、蛋白质和核酸功能性运动及变构研究等。
　　这部分内容将结合笔者所在研究室的工作来进行。该研究室一直在从事生物分子折叠、空间结构预测及功能性运动方面的研究工作，获得1项国家自然科学基金重大项目子课题、4项国家自然科学基金项目和2项教育部博士点基金项目的资助。曾在国际知名刊物发表相关论文多篇，受到国际同行的认可。另外本研究室还建立了与中国科学院生物物理研究所的合作关系。这些都为这部分内容的建立奠定了良好的基础。