化学生物学专业硕士研究生课程

1、化学生物学专业硕士研究生课程教学大纲课程名称：化学生物学导论课程编号：0703202X01总学时数：80学分：4开课学期：1考试方式：笔试课程说明：化学生物学的研究领域涉及生命科学、化学和医学的多个分支学科。传统 的天然产物化学、有机化学、无机化学、分析化学、生物化学、物理化学、药物 化学、结构化学、波谱学和计算机化学等学科构成化学生物学的化学根底 , 同时 借鉴分子生物学、分子免疫学以及基因工程、蛋白质工程和生物医学工程等学科 的原理、方法及技术。它以研究生命及其调控为目标 , 在分子水平上探索生命现 象的本质和维护生命功能 , 即通过研究生物活性分子的结构、功能和作用 , 进而 利用化学的

2、理论 、方法、手段和策略来解决和探索生命及生物医学问题 ; 同时, 也 借助生物学原理、方法和技术解决化学问题。化学生物学与生理学、细胞学、遗 传学、生物化学、分子生物学和生物医学等有着广泛的联系与交叉。教学内容、要求及学时分配：第一章 绪论 学时 21.1 化学生物学的任务与作用1.2 化学生物学的开展简史1.3 化学生物学与其他相关学科的关系1.4 当今化学生物学研究的重要方面1. 化学遗传学2. 调控过程中分子间相互作用与分子识别的根底研究3. 分子进化及其系统工程的研究1.5 生物技术1 生物技术开展简况2. 生物技术开展的几个重要方面3. 生学信息学4. 基因药物与基因疫苗5. 转基

3、因动物和转基因植物6. 生物技术与化学工业本章要求： 了解化学生物学的开展简史， 化学生物学的研究领域涉， 化学生物学 的任务与作用，化学生物学与其他相关学科的关系以及当今化学生物学研究的重 要方面。第二章 蛋白质 学时 82.1 蛋白质的组成1. 蛋白质的元素组成2. 蛋白质的根本单位 氨基酸3. 氨基酸的性质2.2 多肽1. 多肽的结构2. 肽键3. 多肽的性质4. 天然存在的重要多肽5. 多肽的化学合成2.3 蛋白质的结构1. 蛋白质的一级结构2. 蛋白质的二级结构3. 蛋白质的三级结构4. 蛋白质的四级结构2.4 蛋白质的分类1. 依据蛋白质的组成分类2. 依据蛋白质的外形分类3. 依

4、据蛋白质的功能分类本章要求 了解蛋白质的根本组成以及在生命体内发生重要作用， 了解氨基酸的 光学火星以及理解和两性性质； 熟悉多肽的结构特点及多肽的性质； 掌握多肽的 化学合成并以及在肽键合成时氨基酸的常用的保护方法； 熟悉蛋白质的结构及分 类特点。第三章 酶 学时 83.1 酶是生物催化剂1. 酶的概念2. 酶催化作用特性3.2 酶的分类、组成、结构特点和作用机制1. 酶的分类2. 酶的组成和结构特点3. 酶的催化作用特性4. 与酶的催化特性有关的因素3.3 酶的非蛋白组分 辅酶和金属离子1. 辅酶的结构特点与功能的关系：2. 辅酶在酶促反响中的特点：3. 酶分子中的金属离子3.4. 酶的催

5、化作用机制1. 催化作用2. 催化机制类3.5. 酶的作用与生物化学分子的设计1. 酶的结构及其作用机制是设计生物活性分子的根底2. 具有抗B 内酰胺水解酶的青霉素3. 治疗帕金森氏的B -酪氨酸酶4. 具有抗癌和抗病毒作用的核苷磷酸化酶5. 具有抗癌活性的生物复原烷基化剂6. 降高血压新药 血管紧张肽转换酶抑制剂3.6. 抗体酶和杂化酶1. 抗体酶及其制备2. 杂化酶3.7. 酶模型1. 环糊精酶模型2. 杯芳烃酶模型3. 冠状化合物酶模型4. 环蕃酶模型5. 卟啉酶模型本章要求 了解酶是活细胞产生的一类具有催化功能的生物分子， 了解酶催化作 用的特点， 以及各类酶的催化作用； 掌握熟悉每促

6、反映的速度极受控因素； 建立 抗体酶及杂化酶的概念并对目前新型酶模型有一定的了解， 通过一些酶合成的医 药实例了解酶的作用与生物化学分子的设计过程。第四章 核酸 学时 104.1 核酸和生命遗传的化学本质1. 遗传物质是什么？2. 遗传信息是如何传递的？3. 遗传信息与蛋白质的氨基酸顺序有什么关系？4.2核酸DNA和RNA的结构1. 核酸的根本单位2 多聚核苷酸3. DNA 的结构4.3 嘌呤碱基和嘧啶碱基的性质和重要反响1. 碱基环的芳香性和互变异构2. 碱基的碱性3. 嘌呤和嘧啶碱基的化学反响4.4 核酸的性质1. 核酸的离解性质2. 核酸的水解4.5 核酸碱基顺序分析中的化学反响1. M

7、axam-Gilbert 碱基顺序分析法2 . San ge碱基顺序分析法3. RNA 的碱基顺序分析法4.6 核苷酸1. ATP和 GTP guanosine triphosphase2. cAMP 和 cGMP4.7 多聚核苷酸的生物合成1. DNA的生物合成2. RNA 的生物合成4.8 多聚核苷酸的化学合成1. 保护基2. 磷酸酯键的形成3. DNA 的固相合成法4.9 核酸和蛋白质的合成1. 氨基酸的活化2. 蛋白质的合成4.10 核酸化学中的几种新技术1. DNA重组技术和基因工程2. PCR技术3. 基因定点突变技术4. 定向分子进化4.11肽核酸PNA化学1. 药物开发中的 P

8、NA 技术2. PNA 作为抗菌剂3. PNA 在癌症基因治疗中的应用4. PNA 药物的前景 本章要求 ： 认识核酸对生命延续、生物物种遗传、生长发育、细胞份哈等方面 所起的重要作用；了解核酸的根本组成和特征以及核酸的性质；对核酸的水解、 核酸的变性、复性与杂交有初步的认识；了解核酸的催化性质， 、反映类型及催 化剂制；认识脱氧核酶的意义和作用。第五章 聚糖 学时 85.1 糖类物质的多样性5.2 多糖的结构及其主要类型1. 同聚多糖2. 糖胺聚糖和蛋白聚糖3. 细菌多糖5.3 糖蛋白1. 糖蛋白的结构2. 糖蛋白中糖链局部的功能5.4 糖酯的结构与功能1. 鞘糖纸的结构2. 甘油糖酯的合成

9、5.5 糖蛋白的生物合成1. 糖链合成的特点2. N-糖链的合成3. 0-糖链的合成4. 蛋白糖基化和去糖基化的化学调控本章要求 ：认识研究聚糖物质对生命活动本质的重要性；了解糖种类的多样性 及衍生物的多样性 熟悉糖蛋白的根本结构及糖链局部的功能；了解糖酯的结构 和功能、糖蛋白的合成过程中一些根本的操作要点。第六章 相互作用与分子识别 学时 66.1 生物分子之间的分子识别1. 分子识别的物理根底2. 分子识别过程的动力学3. 分子识别的特性性6.2 分子识别的化学根底1. 共价键结合2. 非共价键的相互作用6.3 分子识别中的立体化学因素1. 几何异构2. 光学异构3. 构象异构6.4 超分

10、子化学与分子识别1. 环糊精及其衍生物与分子识别2. 杯芳烃与分子识别3. 分子印记聚合物与分子识别本章要求 ： 熟悉分子识别机制、各种分子识别模型、分子识别与药物分子的 选择性关系； 掌握分子是别的化学根底以及识别中的立体化学因素； 了解一些典 型的大环化合物的识别作用。第七章 化学物质与蛋白质的相互作用 学时 67.1 化学物质对蛋白质的沉淀作用1. 沉淀作用的类型2. 沉淀剂的类型7.2 化学物质对蛋白质的稳定作用1. 蛋白质不可逆失活的化学因素2. 蛋白质的稳定7.3 化学物质对蛋白质侧链基团的共价修饰作用1. 生物体内蛋白质加合物的形成2. 特定的氨基酸残基侧链基团的修饰3. 亲和性

11、标记7.4 蛋白质光谱探针1. 蛋白质吸收探针2. 蛋白质荧光探针3. 蛋白质光散射探针本章要求 ：了解并掌握化学物质与蛋白质的相互作用 第八章 化学物质与酶的相互作用 学时 88.1 酶和酶促有机化学反响1. 酶催化的水解反响2. 酶催化的氧化复原反响3. 酶催化的碳碳键形成反响4. 酶催化的加成反响5. 酶催化的卤化反响和脱卤素反响8.2 有机介质中的酶促有机化学反响1. 有机溶剂中酶的结构与性质2. 酶促反响的有机溶剂体系3. 有机介质中酶催化的各类反响4. 光学活性化合物的制备本章要求 ： 熟悉酶和酶促有机化学反响中酶催化的水解反响、氧化复原反响、 碳碳键形成反响、 加成反响以及酶催化

12、的卤化反响和脱卤素反响； 对有机介质 中的酶促有机化学反响的条件如： 有机溶剂中酶的结构与性质、 酶促反响的有机 溶剂体系、 有机介质中酶催化的各类反响、 光学活性化合物的制备等有比拟全面 地了解。第九章 化学物质与核酸的相互作用 学时 89.1 化学物质的致突变作用1. 基因突变的类型2. 化学诱变剂及其作用原理3. 化学诱变的应用4. 化学致癌物质及其作用机理9.2 小分子药物与DNA勺相互作用1. 共价结合2. 非共价结合3. 剪切作用9.3小分子化合物与R NA的相互作用1. RNA药靶的优越性2. 作用于RNA的小分子药物9.4 核酸的小分子探针1 .分光光度法2. 荧光法3. 共振

13、瑞利散射法本章要求： 认识基因突变的类型、 化学诱变剂及其作用原理、 化学诱变的应用及 化学致癌物质及其作用机理；了解小分子药物与DNA的相互作用，包括共价结合、 非共价结合、剪切作用等。熟悉小分子化合物与RNA勺相互作用以及核酸小分子 探针的具体方法。第十章 无机物质与生物分子的相互作用 学时 8 10.1 生物体中的化学元素1. 生物体中化学元素的分类和主要功能2. 金属离子与生物分子配合物10.2 无机物质与酶的相互作用1. 金属离子与酶蛋白作用的方式2. 无机物质对酶的激活作用3. 无机物质对酶的抑制作用4. 金属配合物对酶的抑制作用10.3 无机物质与核酸的相互作用1. 共价配位作用2. 静电作用3. 嵌插作用4. 断裂作用 本章要求 ：了解生物体中化学元素的分类和主要功能，金属离子与生物分子配 合物的根本类型和作用； 了解金属离子与酶蛋白作用的方式、 无机物质对酶的激 活作用、无机物质对酶的抑制作用、 金属配合物对酶的抑制作用以及无机物质与 核酸的相互作用。第十一章 生物氧化 学时 811.1 生物能及其存在形式1. 生物能和 ATP2. 生物体系中的高能磷酸酯类化合物11.2 线粒体呼吸1. 线粒体呼吸链的组成2. 氧化复原电势与自由能的变化3. 线粒体呼吸链的电子传递11.3 氧化磷酸化1. ATP 复合体2. ATP 合成反响3. 电子传递反响与 ATP 合