【關鍵詞】 計算機模型；生物學反應；自由基
0引言
建立生物學反應的計算機模型是很有意義的. 例如，國外一個研究小組建立了一個包括近8000化學訊號的介質網路和細胞凋亡模型，就被美國《科學》雜誌評為2005年十大科學突破之一. 近兩年來,我們也在建立一個能根據細胞或機體的反應而創作和顯示各種生物學反應的反應機制圖的計算機模型. 我們在研究中感到, 建立僅能創作和顯示一種生物學反應的反應機制圖的計算機模型並不難,而要建立能創作和顯示各種生物學反應的反應機制圖的計算機模型則困難較大.在這方面有兩大難題必須解決;但是,通過反覆研究,我們已找出瞭解決這兩大難題的方法.
1兩大難題及其解決方法
其一，將各種生物學反應的資料儲存在同一資料庫後,計算機雖能創作出很多反應機制圖,但多數都是不符合實際的,或只能顯示輸入的原圖,而不能進行創作. 例如，當我們將細胞的增殖與分化，凋亡與壞死，血管的擴張與收縮，機體的免疫與炎症等反應的資料都儲存到同一個資料庫，在達到329個數據時，如果要查閱內皮生長因子（EGF）對內皮細胞（EC）的作用及其機制,在鍵入“EGF”和“EC”作為關鍵詞, 並鍵入“(contin )”表示“要求顯示各種可能的反應結果”，計算機就立即創作出202個反應機制圖. 但是,其中絕大多數都是不符合實際的；如關於EGF對EC的作用的反應結果有些竟是細胞凋亡，抑止呼吸，產生細胞因子，產生抗體，吞噬殺菌等等. 分析這些反應機制圖可以看出，產生這種現象的主要原因,是由於細胞增殖及其他許多生物學反應都涉及superoxide自由基的作用;計算機在創作這些反應機制圖的過程中,常常是在到達選用superoxide自由基的`步驟時就步入歧途.
在研究自由基在生物學反應中作用的基礎上，我們曾提出一個新學說［1］，這個學說認為,生物學反應常涉及兩類介質(specific and general mediators)的作用，specific enzymes, transcription factors, cytokines and eicosanoids 等生物活性分子系生物學反應的specific mediator; 它們在體內常僅作用於特定的分子,二者之間只有具備鑰匙和鎖樣的結構關係,才能反應,因此不需要外在因子來約束它們的反應,而super oxide和nitric oxide等自由基則系生物學反應的general mediator,它們都具有直接或通過生成OH等強氧化劑的途徑而修飾各種生物分子的能力,因此它們在體內的作用不僅決定於其本身的結構而且還要受其他一些外在因子的約束,以免有關的反應出現紊亂現象. 按照這個學說,我們在構建資料庫時，對這兩類介質就應給以不同的處理,如為了使計算機能正確地選定這些介質;對specific mediator只要標明其名稱就可以了;對general mediator,除要標明其名稱外,還要說明約束其反應的因子,否則就會創作出很多不符合實際的反應機制圖［2-5］.
當我們建立