华东理工生物化学 chap

生物化学绪论华东理工大学生物化学精品课程组上海市精品课程一、生物化学的涵义二、生物化学的研讨对象和研讨内容三、生物化学的开展四、生物化学的成就绪论五、生物化学与现代工业六、如何学好生物化学？生物化学是关于生命的化学，是运用化学的原理和方法来研讨生命景象，阐明生命景象变化规律的一门科学。一、生物化学的涵义章首器官〔肝脏〕消化系统肝脏窦状小管肝细胞细胞核分子〔DNA〕生物化学与生命科学的关系生命科学宏观生命科学微观生命科学生态学分子生物学生物化学章首是自然界中存在的各种生物体，如动物，植物，微生物和病毒等。二、生物化学的研讨对象和研讨内容研讨对象：章首研讨内容：包括生命机体的化学组成，重要生物分子的构造与功能，新陈代谢及其调控，以及与生长、发育、繁衍和遗传等相关的研讨课题。三、生物化学的开展章首1、静态生物化学的开展2、动态生物化学的开展3、功能生物化学的开展静态生物化学的开展静态生物化学开展描画的是有机生物化学开展时期〔1770—1903〕。这个时期的生物化学更多地依靠于有机化学，大量任务是围绕着生命的存在方式——“蛋白质〞进展的。1903年，有人首先运用“biochemistry〞这个单词,它反映了作为独立学科的生物化学的诞生。章首节首动态生物化学的开展动态生物化学是生理生物化学的开展时期〔1903—1950〕。19世纪中叶，生物学积累了假设干有关血液循环和消化、吸收的知识，巴甫洛夫消化生理学比较完好地建立起来了。开场探求生理功能的化学过程，从而派生出了生理生物化学。章首节首功能生物化学的开展1950年以后,由于各种现代化技术和设备的发明和开展，生物化学进入了分子的或综合生物化学开展时期。这期间，生物化学的进展，更集中、更突出地反映在蛋白质、酶和核酸等生物大分子研讨上，使生命来源研讨进入了新的开展时期。同时，开场运用生物化学方法改动遗传特性，创建了遗传工程学。章首节首四、生物化学的成就1953年，DNA双螺旋构造方式1958年，分子遗传的中心法那么1970年，基因工程方法的建立1981年，发现有催化功能的RNA〔Ribozyme〕1985年，人类基因组作图和测序方案1993年，P53被“Science〞评为年度分子明星1997年，第一只克隆羊诞生1999年，干细胞的研讨位列当年科技艰苦突破首位2000年，人类基因组作图方案即将完成2002年，RNAi荣登艰苦科技突破榜首2005年，察看进化发生位列科技突破首位章首DNA双螺旋构造方式DNA分子构造是由美国生物学家沃森〔JamesDeweyWatson,1926—〕和英国生物物理学家克里克〔FrancisHarryComptonCrick,1916—〕所确定的。克里克于1949年入剑桥大学卡文迪什实验室医学研讨组。1951年沃森来到该研讨所，克里克接受了他的观念：了解DNA三维构造即可明了它在遗传中所起的作用。1953年，他们建立了DNA双螺旋构造方式,并跟知的物理—化学性质相符合。这一发现成为分子生物学的里程碑。后来他们分享了62年的诺贝尔生理医学奖。章首节首分子遗传的中心法那么中心法那么(centraldogma)是指遗传信息的流向所遵照的法那么。Crick提出，在DNA分子可以自我复制〔replication〕传给子代的根底上，遗传信息可以从DNA传送给RNA〔称为转录transcription〕再从RNA传送给蛋白质〔称为翻译translation〕，这是遗产信息流所遵照的中心法那么。Temin又证明RNA也可以是遗传信息的携带者，即DNA以RNA为模板反向转录合成，再推进RNA的合成及蛋白质的合成。章首节首图片分子遗传的中心法那么章首节首基因工程方法的建立1970年，Temin和Baltimore从鸡肉瘤病毒中发现反转录酶。Smith和Wilcox在E.coli中发现芽豆类限制性内切酶,由此为基因工程方法的建立打下了根底。章首节首Ribozyme章首节首1978年，Altman在提纯RNAaseP时发现，此酶由蛋白质和一个RNA片段组成，单独的RNA能完成对前体tRNA的剪切，而单独的蛋白质却无此才干。1981年，Cech在研讨四膜虫前体rRNA的加工过程中发现，在没有蛋白质存在的情况下，一段RNA序列〔IVS〕能进展自动剪切，生成L-19IVS。后者在离体条件下能催化五聚胞嘧啶核苷酸的合成。由此提出了具有催化功能的核酸〔Ribozyme〕的概念。Ribozyme的提出为处理人类的来源问题提供了一种新的假说，为此，Cech与Altman共同获得了1989年化学诺贝尔奖。“人类基因组作图和测序〞方案1985年，美国科学家率先提出“人类基因组测序和作图〞方案〔简称HGP〕。国际协作始于1990年该方案的中心就是测定人类基因组的全部DNA序列，从整体上破译人类遗传信息，以使人类能在分子程度上全面地认识自我。HGP的精神是：全球共有，国际协作。即时公布，免费共享。章首节首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，其编码的p53磷蛋白具有调控细胞增殖功能。大量实验阐明，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。03年10月央视国际报道了我国用于恶性肿瘤治疗的基因药物诞生并同意上市。这种由深圳赛百诺基因技术研制的基因药物名为重组腺病毒P53抗癌注射液，主要用于治疗头颈部鳞癌和其他恶性肿瘤。

章首节首

老化：抑制癌症的代价？在细胞程度，p53可以使细胞停顿分裂最终导致细胞死亡。在器官程度，p53的过量会导致衰老p53蛋白：长寿的敌人？当降低果蝇神经细胞中p53蛋白活性，果蝇寿命明显延伸p53与细胞凋亡克隆羊诞生章首节首1997年2月23日，英国罗斯林研讨所宣布，他们胜利发明了世界上第一个克隆羊多莉。它的意义在于，人类已能用高度分化的乳腺细胞作为核供体，经过无性繁衍方法，复制出与核供体完全一致的新个体。1999年干细胞的研讨任务位列年度科学技术艰苦突破首位干细胞〔stemcell〕是一类既有自我更新才干，又有多分化潜能的细胞。干细胞的研讨一方面可以提示许多有关细胞生长和发育的根底实际难题；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讨。

章首节首上一页人类基因组方案即将完成2000年6月26日，参与人类基因组方案的各国科学家，同时向全世界宣布人类基因组“任务框架图〞绘制完成。2004年10月21日出版的<自然>杂志公布了人类基因组最准确的序列〔包含有28.5亿个碱基对〕，同时廓清人类基因组只需2到2.5万个基因〔而不是原来的10万个基因〕这篇文章标志着人类基因组方案又迈出了里程碑意义的一步。

章首节首上一页下一页人类基因组方案的运用前景将提示生命世界的一些艰苦奥妙，如生命来源，生物进化等。将运用于疾病的诊断和治疗，将改动21世纪的医学。将有利于人类培育优良的动植物种类。将大大促进生命科学工业的开展，特别是基因制药工业的开展。章首节首上一页精神病基因的发现研讨人员确认了添加患上由家族遗传的精神分裂、抑郁症和其他精神疾病的基因。发现了一组添加患上抑郁症时机的基因，但患者在遭到严重压力下才会触发基因活动。这一成果位列2003年艰苦科技突破第二位渣滓DNA人体内非编码ＤＮＡ虽然占人体基因组的９５％，但它却不像编码基因那样控制产生特定的蛋白质，所以曾经被称为“渣滓ＤＮＡ〞。英国科学家最近研讨发现，这些貌似无用的ＤＮＡ对某些疾病的严重程度却有着很大影响。这些DNA对于基因在正确的位置和正确的时间“开启〞起到关键的协助这一成果位列04年艰苦科技突破第五位前往2002年RNAi荣登艰苦科技突破榜首RNA曾被以为是一种缺乏活力的生物分子，但最近一系列发现阐明，一种小分子RNA参与着多项细胞控制任务，可以封锁基因或改动它们的表达程度。这一景象称为核糖核酸干扰〔RNAi〕，它是体内抵御外在感染的一种重要维护机制。小RNA的这种功能有能够使21世纪的医药研讨产生革命性的变化。章首节首世界初次RNAi临床实验初获胜利

2006年6月，美国一项研讨显示，导致老年人失明的最常见病因——老年性黄斑变性〔AMD〕，可以经过siRNA分子来对付。这些结果是由评价RNAi(RNA干扰)疗法对人类患者效果的初次临床实验获得。2005年察看进化发生位列科技突破首位自从达尔文1859年把进化实际初次引入科学界以来，该实际不断是生物学的根底，但也遭到其它实际的挑战。2005年研讨人员在对1918年大流行的流感病毒基因、黑猩猩基因以及其它物种的基因进化研讨中发现，达尔文的进化实际依然对当代生物学具有指点意义。并且这些研讨成果对现实生活具有重要影响。五、生物化学与现代工业生物化学对现代化工、轻工、食品、医药工业的浸透1、在传统食品工业中的运用工业用酶在食品工业中的大量运用；2、在发酵工业中的运用各种有机酸等化工产品的消费；各类抗生素的消费3、在现代医药行业中的运用用基因工程手段消费人胰岛素、干扰素等重要药物华北制药厂——世界最大的青霉素制造企业“青霉素发酵过程优化技术研讨〞——国家科技提高二等奖生物化学原理青霉素发酵我校博导——张嗣良教授生物化学与我校学科开展六