绪论-ji.ppt

1、生物化学，教师：吴英飞联系电话子邮件：教材和参考书，教材：张丽平，杨建雄。生物化学简名教程(第4版)高等教育出版社，2009。主要参考书：(1) (2)王景岩等编生化学课程。高等教育出版社，2008年。(3)宁正祥食品生化(第二版)。华南理工大学，2006年。(4)郑集，陈均辉，一般生物化学(第4版)高等教育出版社，2007年。绪论、生物化学(Biochemistry)的定义是用生命的化学研究微生物、植物、动物、人体等的化学组成和生命过程的化学变化，利用糖、脂肪、蛋白质、核酸、酶、维生素、激素、化学的原理和方法探讨生命的科学。那是化学生物学物理之间的边缘学科。生物化学

2、的简单历史，静态生物化学动态生物化学功能生物化学在18世纪中叶至20世纪初完成了对多种生物化学构成的分析研究，发现构成生物体的基本物质是糖类、脂质、蛋白质、核酸、体内生物化学反应具有催化作用的酶、激素、维生素。静态生化、德国化学家Liebig将食品成分分为糖类、脂质和蛋白质三类。Seyler分离并结晶血红蛋白，形成了顺式磷脂，Fischer在1890年首先提出了酶的特异性和酶的“锁-键”学说，说明了酶的作用机制。1926年，Sumner首次从刀豆中获得脲酶结晶。1930年发现了维生素和激素。动态生化，20世纪3050年代确定了生物体内主要物质的代斯途径(包括合成和分解)。糖酵解作用的研究史，1

3、897年，Buchner兄弟发现糖转化为乙醇不需要活细胞。Embden和Meyerhof也称为Embden-Meyerhof路径，因为通过对糖的无氧分解进行深入研究，基本了解了无氧分解路径。1896年，德国学者Buchner开创了研究“新陈代谢”的方法。Krebs于1932年建立了以太合成的色氨酸循环，1937年提出了各种化学物质的中心环三羧酸循环的基本代斯途径。1940年德国科学家Embden和Meyerhof等提出了糖酵解代谢途径。20世纪50年代以后，生物能源学成立了。研究功能生化(或分子生化)、生物大分子(核酸和蛋白质)结构和功能的关系。分子水平研究生物体的细胞结构、细胞、组织、器官的

4、结构和功能。20世纪50年代，Pauling和Corey提出了蛋白质的螺旋结构(-helix)。Sanger于1953年发表了胰岛素分子中的51个氨基酸序列，1980年设计了测定DNA内核苷酸排列顺序的方法。1953年，Watson和Crick提出的脱氧核糖核酸(DNA)双螺旋结构模型。2000年人类基因被解密(6月发表“基因组”工作草图)，2001年2月15日英国杂志nater发表了关于“基因组”研究结果的报告。基因组，所有生命活动都是由细胞或组织的基因组表达产物(protein)的特定群体进行的。被称为“蛋白质组”或“后基因组”。蛋白质组，人体有4050亿个细胞组，细胞组沿着空间坐标和时间

5、坐标有序发生和发展，构成生命现象。负责如此复杂生命活动的识别只有核酸链，多肽链，信息量是数百千倍的糖链才能做到。“糖生物学”正在崛起。生物化学的研究内容，生物分子，代谢和生物能源，基因信息的传递和调节，代谢和生物能源，生命活动中的主要物质和能量代斯途径，以及各种重要物质代谢的联系和调节规律。基因信息传递和调控，DNA复制，RNA转录，蛋白质生物合成等基因信息传递过程的机制和基因表达的调控。，镰刀型细胞贫血症治疗SARS特效药程序性细胞死亡基因转化作物，应用研究实例，真核转录的分子基础，镰刀型细胞贫血症治疗，通过逆转录病毒载体将修改后的bA球蛋白基因插入镰刀型细胞贫血患者的骨髓干细胞中，99%的

6、红细胞表达了正确的基因。SARS特效药(20课题：SARS疾病特效性小分子干涉早前核糖核酸(siRNA)研究负责人：中国工程院种南山生物技术专家李健康教授女美生物医药专家教养博士，SARS特效药，方法：为SARS冠状病毒基因组设计小干涉核酸药物。利用中国医学科学院动物建立的恒河猴SARS冠状病毒感染和实验模型进行了抗病毒感染实验。SARS特效药，原理：使特定病毒的特定基因“沉默”，失去功能，或分解RNA病毒的基因组，使分解的片段成为新的力量，消灭其他病毒。2005-8-27的结果，科学家们共选择了20只恒河猴进行实验。接受药物治疗的猴病毒的克隆量减少到了75，病原体肺的损伤明显减少，随着剂量的

7、增加，疗效进一步改善，没有副作用。感染前接受小干扰核酸药物的猴子，发病症状最轻，体温上升和肺损伤病变明显减少。SARS特效药，资料来源：南方城市报2005-8-29 4-6年后，我们只要从鼻孔喷出喷雾之类的药物，就能预防或治疗令世界害怕的SARS。程序性细胞死亡，2002年诺贝尔生理学或医学奖分别授予英国科学家悉尼布雷内、美国科学家罗伯特霍维茨和英国科学家约翰苏斯顿。表彰他们在长期发育和“程序细胞死亡”过程中发现的基因规则。研究资料：科学家选择了线虫。线虫只有一毫米长，细胞数不多，功能不复杂，身体透明，易于用显微镜观察。程序性细胞死亡，布雷内早在20世纪60年代初期就正确选择线虫作为研究对象。

8、通过这种选择，基因分析可以与细胞的分裂、分化、器官发育联系起来，通过显微镜可以追踪这一系列过程。程序性细胞死亡，霍茨在线虫中发现了控制细胞死亡的核心基因，并描述了这个基因的特征。他揭示了这些基因在细胞死亡过程中是如何相互作用的，相应的基因也证明了在人体中存在。Surston描述了线虫组织在发展过程中细胞分裂和分化的具体情况。他还确认了在细胞死亡过程中起控制作用的基因的初始变化。程序细胞死亡，这三位获奖者的成果为其他科学家研究“程序细胞死亡”提供了重要基础。科学家们发现控制“程序性细胞死亡”的基因有两种。一种是抑制细胞死亡，另一种是促进或促进细胞死亡。如果能发现所有调节基因，分析其功能，开发能发

9、挥或抑制这些基因功能的药物，就能加速癌细胞自杀，达到治疗癌症的目的。程序细胞死亡，转基因作物，每年我国本土生产的大豆不到1500万吨，2010年从美国和阿根廷等国家进口大豆共5000多万吨，进口大豆占我国大豆总消费的80%左右。其中，美国大豆占进口量的50%以上，其馀是阿根廷和巴西。美国100%的转基因，阿根廷98%，巴西至少10%。这表明市场上流通的豆类约70%是用转基因作物制造的。真核战士的分子基础，2006年诺贝尔化学奖鼓励美国科学家罗杰科恩伯格在“真核战士的分子基础”研究领域的贡献。科恩伯格是第一位成功捕捉脱氧核糖核酸(DNA)复制过程的科学家。，真核战士的分子基础，罗杰康伯格从20世纪70年代开始将x射线衍射技术与放射磁现象技术相结合，密切研究真核细胞的转录过程，最终制作了详细的水晶机照片