1_概述

主讲：河北科技大学 生工学院 艾鹏飞 副教授,Biochemistry lecture notes,生物化学 张洪渊等主编， 化学工业出版社，2006年,使用教材,授课时间-44学时 (一教211) 实验时间-16学时 (生工楼 310）,基础课或专业基础课,Reference,Contact： 生工楼 427 Tel：88632198;E-mail: ,Internet Resource,/ / / http:/www.nobel.se/,什么是生物化学,化学,生物学,生物化学,是在分子水平上研究生命科学的一门学科。生命的化学。,课程特点及学习方法,课程考核方式,平时成绩（10）： 出勤率、习题、小测验 实验成绩（20）： 实验过程表现、实验报告 期末考试成绩（70）,第一章 绪论 (Introduction),生物化学的涵义 生物化学的研究内容 生物体的化学组成 生物化学与其他生命科学的关系 生物化学与现代工业 生物化学的发展与趋势,一、生物化学的涵义,它是研究生物体的化学及其化学变化规律的科学。 研究角度（分支学科） 普通生化：动物生化、植物生化和微生物生化 应用生化：工业生化、农业生化、医学生化和食品生化等。 生命科学领域：免疫生物化学、进化生物化学（或比较生物化学）和分化生物化学等。,二、生物化学的研究内容,1.静态生物化学或有机生物化学（17701903） 2.动态生物化学（19031950） 3.功能（机能）生物化学（1950年以后） 4.生物化学技术,三、生物体的化学组成,（一）物质组成 1.水 2.无机盐 3.生物分子,(二）元素组成(地球上有92种天然元素） 1.C,H,O,N，最基本的元素，占99%以上。 2.S,P,Cl,Ca,K,Na,Mg.基本的元素. 3.Fe,Cu,Co,Mn,Zn.主要少量元素。 4.Al,As,B,Br,Cr,F,Ga,I,Mo,Se,Si,V.属微量元素。,生物分子与生物大分子,包括：蛋白质、糖类、核酸、脂类、维生素、激素、辅酶、核苷酸、氨基酸等。,都是有机化合物，约占生物体质量的1/3以上。,是生物体和生命现象的结构基础和功能基础。,许多重要的生物分子是聚合物。,生物大分子的基本特征,由构件分子（结构简单的小分子）聚合而成。 都具有非常复杂的结构：一级结构、立体结构。 生物分子的手性：D、L构型。 生物分子之间的相互作用和识别特性,生物小分子和生物大分子的关系,（由小分子到大分子）,小分子 大分子 复合大分子 单糖 多糖 糖蛋白 氨基酸 蛋白质 糖脂 核苷酸 核酸 脂蛋白 脂类,四、生物化学与其它学科的关系,五、生物化学与现代工业,生物制药工业、抗菌素制造工业、酿造工业、皮革工业、食品工业和发酵工业等都要应用生物化学的理论、技术和方法。 酶工程与自动化,六、生物化学发展与前景展望,1.早期的生物化学：十八世纪（起源） 2.现代生物化学阶段：十九世纪（发展） 3.生物化学研究中心：二十世纪（学科）,生物化学研究方法的改进与多学科合作研究,向微量、快速、精确、简便和自动化方向发展。 物理、化学、遗传、仪器等专家的合作研究。 如蛋白质X-射线晶体衍射测定蛋白质结构，DNA测序等。,4.近代生物化学研究的重大成就？,(1)DNA双螺旋结构模型（1953年）,分子生物学 (Molecular biology),从分子水平研究作为生命活动主要物质基础的生物大分子（核酸和蛋白质）结构与功能，从而阐明生命现象本质的科学。,(2)分子遗传的中心法则(1958年),(3) Genomic Project,作物基因组计划 家畜基因组计划 微生物基因组计划 “人类基因组作图和测序”计划（简称HGP,1985年）,(4)克隆羊诞生,1997年2月23日，英国罗斯林研究所宣布，他们成功创造了世界上第一个克隆羊-多莉。,(5)2002年 RNAi荣登重大科技 突破榜首,一种称作小RNA的RNA分子参与着多项细胞控制工作，能够关闭基因或改变它们的表达水平。这一现象称为核糖核酸介入（RNAi）。它是体内抵御外在感染的一种重要保护机制。小RNA的这种功能有可能使21世纪的医药研究产生革命性的变化。,(6)1999年干细胞的研究工作位列 年度科学技术重大突破首位,干细胞（stem cell）是一类既有自我更新能力，又有多分化潜能的细胞。干细胞的研究一方面可以揭示许多有关细胞生长和发育的基础理论难题；另一方面可望将其用于创伤修复，神经再生和抗衰老等临床医学研究。,（7） P53被“Science”评为年度 分子明星,p53基因是一种肿瘤抑制基因，定位于人类17号染色体短臂，编码p53磷蛋白；p53磷蛋白的正常功能是调控细胞增殖，在白血病、骨肉瘤、肺癌和结直肠癌中有p53蛋白的突变和缺失。大量实验表明，人体内约50%的肿瘤发生与P53的缺失，突变有关，也与P53蛋白与病毒蛋白的结合，导致P53蛋白失活有关。,我国科学家对生物化学的贡献,吴宪教授在世界上首先提出蛋白质变性理论。 生物物理所的邹承鲁、梁栋才院士与上海生化所的王应莱、曹天钦等院士、北京大学化学系的刑其毅、有机化学所的汪猷等教授1965年率先用化学方法合成了牛结晶胰岛素。 1983年又采用有机合成和酶促合成相结合的方法，完成酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成。,多学科合作深入发展,蛋白质结构解析国际蛋白质数据库（美国70年代中期设立） 生物工程与生物技术（20世纪70年初）：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程、抗体工程、糖链工程。 基因组与蛋白质组研究 转基因生物反应器 动物克隆技术、植物基因工程、重组DNA技术 基因芯片技术 PCR技术 核酸分子杂交技术.,5. 21世纪的生物化学发展趋势,生物大分子结构与功能的关系首要任务 生物膜的结构与功能重大领域 机体自身调控的分子机理核心内容 生化技术的创新与