生物化学课件：生物化学绪论--研究生生化

1、生物化学Biochemistry,基础医学院 医学生物化学与分子生物学研究所,生物化学绪论Introduction to Biochemistry,生命的定义,生命的根本特性究竟是什么？19世纪下半叶，恩格斯对生命下了一个定义：“生命是蛋白体的存在方式，这个存在方式的基本因素在于和它周围的外部自然界的不断地新陈代谢，而且这种新陈代谢一停止，生命就随之停止，结果便是蛋白质的分解” 。恩格斯的生命定义在一定程度上揭示了生命的物质基础。,生物化学的定义,研究生物体的 和生命过程中的 的科学，即生命的化学。,化组成学,化学变化规律,研究方法： 加之近年 的介入，使之与众多学科有着广泛的 联系和交叉。,

2、化学、物理学、数学原理和方法,生理学、细胞生物学、遗传学、免疫学等的理论和技术,生物信息学,Definition of Biochemistry Biochemistry: Understanding biological forms and functions in chemical terms,Biochemistry aims to understand how the lifeless molecules interact to make the complexity and efficiency of the life phenomena and to explain the div

3、erse forms of life in unifying chemical terms. It brought the occurrence of the molecular revolution of biology in the 20th century and has thus become the common language of biological sciences.,分子生物学：,将研究核酸、蛋白质等生物大分子结构、功能及基因结构 、表达与调控的内容称为分子生物学（molecular biology).,从广义上理解，分子生物学是生物化学的重要组成部分， 也被视为生物化学

4、的发展和延续。,生物化学已成为生命科学的重要学科之一，是生命科学领域的前沿学科，对医学的发展起重要的促进作用。,生物化学发展简史,生物化学的起始研究可追溯至18世纪，至20世纪初期 形成一门独立的学科蓬勃发展起来，近50年来有许多重大 进展和突破，已成为生命科学领域重要的前沿学科之一。,1 静态生物化学时期（生无化学初期阶段，叙述生物化学阶段， 18世纪中19世纪末） 2 动态生物化学时期（20世纪前半叶） 3 机能生物化学及分子生物学时期（20世纪50年代以后）,静态生物化学（20世纪之前）,弗雷德里希米歇尔(1853-1927) Friedrich Miescher,霍佩-赛勒(1825-

5、1895) FelixHoppe-Seyler 德国,1877提出生物化学这个名词,分离出nuclein(脱氧核糖核蛋白),1897年发现引起发酵的物质是酶，从而把酵母细胞的生命活力与酶的化学作用联系起来，建立了酶化学。,静态生物化学（20世纪之前）,Eduard Buchner(毕希纳) 德国生物化学家 (1860-1917),The Nobel Prize in Chemistry 1907,发现无细胞发酵现象,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1922,Otto Meyerhof 迈耶霍夫 (1884-19

6、51),G.Embden，O.Meyerhof和J.K.Parnas阐明了糖酵解，又称这途径为Embden-Meyerhof-Parnas途径，简称EMP途径,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Chemistry 1946,J B Sumner (萨姆纳) (18871955)美国生物化学家,1926年首次得到脲酶结晶,显微镜下的胰蛋白酶,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Chemistry 1946,J Northrop(诺思罗普) (18911987) 美国生物化学家,1929年分离和提纯了胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋

7、白酶等，和萨姆纳证明了酶是一种具有催化作用的蛋白质。,动态生物化学(20世纪初中叶),1930年发现了哺乳动物体内尿素合成的途径. 1937年又提出了三羧酸循环理论.并解释了机体内所需能量的产生过程和糖、脂肪、 蛋白质的相互联系及相互转变机理。,Hans Krebs （19001981） 德裔英国生物化学家,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953,动态生物化学(20世纪初中叶),The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1953,Fritz Lipmann (18991986) 德裔美国生物化学家,

8、1945年发现并分离出辅酶A，证明其对生理代谢的重要性,The Nobel Prize in Chemistry 1958,The Nobel Prize in Chemistry 1980,Paul Berg (1926-),Walter Gilbert (1932-),Frederick Sanger (1918-),40年代测定出牛胰岛素分子中全部氨基酸的排列顺序，并证明了其内部氨基酸的结合方式,设计出一种 测定脱氧核糖核酸(DNA)内核苷酸排列顺序的方法,动态生物化学(20世纪初中叶),Frederick Sanger,Linus Pauling 量子化学家 （1901-1994）,动

9、态生物化学(20世纪初中叶),40年代中期以后提出纤维状蛋白质的螺旋结构，及蛋白质是具有多肽链结构的物质，打开了通往蛋白质与DNA分子奥秘的大门。,两次荣获诺贝尔奖金（1954年化学奖， 1962年和平奖）,功能生物化学（20世纪中叶以后）,F H C Crick (1916-2004),James D Watson (1928 - ),1958年提出了“中心法则”，为分子生物学奠定了基础。,1953年提出DNA双螺旋结构，标志着遗传学完成了由“经典”向“分子”时代的过渡。,The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962,Maurice Wilki

10、ns (1916- 2004）,功能生物化学（20世纪中叶以后）,Marshall W. Nirenberg (1927-),The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1968,第一次用实验解答了遗产密码，并证明了本丙氨酸的密码子是UUU.,Robert W. Holley (1922-1993),H. Gobind Khorana (1922-),阐明遗传密码及其在蛋白质合成中的作用,1965年9月17日，中国首次人工合成胰岛素。这也是世界上第一个蛋白质的全合成。,功能生物化学（20世纪中叶以后）,Thomas R. Cech (1947-),功能生

11、物化学（20世纪中叶以后）,发现RNA的生物催化作用而获奖.,Sidney Altman (1939-),1978年和1981年奥尔特曼与切赫分别发现了核糖核酸(RNA)自身具有的生物催化作用,这项研究不仅为探索RNA的复制能力提供了线索，而且说明了最早的生命物质是同时具有生物催化功能和遗传功能的RNA，打破了蛋白质是生物起源的定论。,The Nobel Prize in Chemistry 1989,穆利斯(1945) Kary B. Mullis 美国生物化学家,科学家已经成功地用PCR方法对一个2000万年前被埋在琥珀中的昆虫的遗传物质进行了扩增。,功能生物化学（20世纪中叶以后）,建立

12、了“聚合酶链反应”(PCR)方法，是分子生物学里程碑式的发明，由此获得1993年诺贝尔化学奖。,功能生物化学（20世纪中叶以后）,1997. 2 苏格兰 Wilmut 绵羊“多利”的克隆 为发育生物学研究开拓了更广阔的空间,功能生物化学（20世纪中叶以后）,美、英、日、德、法、中六国参与的国际人类基因组计划(2003年完成),History of Biochemistry,First to reveal the chemical composition of living organisms. Then to identify the types of molecules found in l

13、iving organisms. Then to understand how the biomolecules make life to be life. It brought the occurrence of the molecular revolution of biology in the 20th century and has thus become the common language of biological sciences.,Then to understand how the biomolecules make life to be life.,Biopolymer Structure 便于完全自动化操作，适合大面积