1-生物化学绪论

Biochemistry

主讲：朱梅生物化学第1章绪论一、什么是生物化学生物化学------生命的化学是研究生物体分子组成和生命过程中生物化学变化规律的科学。既研究生物体的化学组成；生物分子结构、性质与功能；物质代谢过程与调节控制；遗传信息传递的分子基础和调控作用的科学。它在分子水平上探讨生命的本质。二、当代生物化学研究的主要内容1.生物体的化学组成（1）组成生物体的化学组分;

无机物：水、无机盐等生物大分子：蛋白质、核酸、糖类、脂类有机小分子：如维生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解产物

根据现代生物化学及分子生物学研究还原论的观点，要想了解细胞及亚细胞的结构和功能，必先了解构成细胞及亚细胞的生物分子的结构和功能。研究生物分子的结构和功能之间的关系，代表了现代生物化学与分子生物学发展的方向。

（2）生物大分子的结构与功能2.物质代谢及其调控生物体与其外环境之间的物质交换过程就称为物质代谢或新陈代谢。物质代谢的基本过程：消化、吸收→中间代谢→排泄。※中间代谢过程：细胞内进行的，最为复杂的化学变化过程，它包括合成代谢，分解代谢，物质互变，代谢调控，能量代谢几方面的内容。

3.遗传信息的贮存、传递与表达

涉及复制、转录、翻译及基因表达调控等的各个过程，与遗传、变异、生长、分化等关系密切。

三、生物化学发展简史1.19世纪末以前---生物化学的初级阶段主要研究生物体的化学组成,如糖类、脂类、蛋白质和核酸等，它们的组成、结构、性质、功能等重要贡献有：系统研究了糖、脂和氨基酸的性质，并发现了重要的遗传物质——核酸。2.20世纪初～20世纪50年代---生物化学的发展阶段

研究生物分子在体内的一些代谢变化（如合成、分解及其过程中发生的能量变化)1932年英国科学家Krebs尿素合成的鸟氨酸循环；1937年英国科学家Krebs三羧酸循环(诺贝尔奖，1953)1940年德国科学家Embden、Meyerhof和Parnas

糖酵解代谢途径；脂肪酸的β-氧化等等此阶段对各种化学物质的代谢途径

有了一定的了解3.从1953年～至今---分子生物学阶段物质代谢研究进一步发展，焦点是蛋白质与核酸。标志：1953年，Watson和Crick提出DNA的双螺旋结构模型。Watson和Crick遗传中心法则的提出，遗传密码的破译70年代,DNA重组技术80年代,核酶的发现；PCR技术90年代,克隆技术2003年4月，人类基因组计划完成后基因组计划等人类基因组计划的内容人类基因组计划就是分析测定人类基因组的核苷酸序列。主要内容包括绘制人类基因组的四张图：遗传图、物理图、序列图和转录图。我国在生化方面取得的重要成就：◆1965年结晶牛胰岛素人工合成，是世界上公认的第一个具有全部生物活性的蛋白质人工合成。◆猪胰岛素X射线晶体0.25nm及0.18nm的分析研究，表明我国生物大分子的X射线晶体结构分子跨入了世界先进行列。◆1981年又首先人工合成了具有生物活性的酵母tRNAAla。生化发展大事记1820JustusvonLiebig提出“燃烧”学说。1828Friedrick

Wöhler通过氰氢铵加热获得尿素。1833Anselme

Payen和Jean-FrançoisPersoz从麦芽中分离出淀粉酶。1840Liebig出版OrganicChemistryinItsApplicationtoAgricultureandPhysiology一书。这本著作可以看作是最早的一部生物化学著作。生化发展大事记1864ErnstHoppe-Seyler分离血红蛋白并制成结晶。1865JohannGregorMendel提出“遗传因子”概念。1868Friedrick

Miescher发现“核素”（核酸早期命名）。1877ErnstHoppe-Seyler创立《生理化学杂志》。生化发展大事记1878WilhelmKühne引入“酶”的概念。1894EmilFischer提出的酶催化作用的“锁-匙”学说。1897EduardBuchner和HansBuchner证明酵母提取液可催化发酵。1926JamesBSumner制备了脲酶结晶，证明酶是蛋白质。生化发展大事记1930JohnH.Northrop制备了胃蛋白酶、胰蛋白酶结晶。1931我国生物化学家吴宪提出蛋白质变性学说。1932HansA.Krebs和KurtHenseleit发现尿素循环。1937HansA.Krebs揭示三羧酸循环机制。1939CyrusH.Fiske、Yellapragada

Subbarow和KarlLohman分别发现ATP。1941FritzLipmann提出ATP循环学说。

GeorgeBeadle和EdwardTatum提出“一个基因一个酶”的假说。1944OswaldT.Avery、ColinM.Macleod、MaclynMcCarty完成细菌转化实验。1948EugeneKennedy、AlbertLehniger证明氧化磷酸化在线粒体进行。生化发展大事记1951LinusPauling和RobertB.Corey发现蛋白质分子的α-螺旋。

StanfordMoore和WilliamStein发明蛋白质层析分离技术。

McClintock发现“跳跃基因”。

E.Chargaff提出DNA碱基组成的Chargaff法则。1953JamesD.Watson和FrancisH.Crick提出DNA双螺旋结构模型。

MauriceH.F.Wilkins和RosalindFranklin发现DNA螺旋结构。

FrederickSanger完成胰岛素序列分析。生化发展大事记1955ArthurKornberg发现E.coliDNA聚合酶。

MahlonHoagland证明氨基酸参与蛋白质合成前需要被活化。1957PaulZamecnik、MaryStephenson发现氨基酸活化需要tRNA参与。生化发展大事记1958M.Meselson和F.W.Stahl证明DNA半保留复制。1960S.B.Weiss、A.Stevens和J.A.Hurwitz三个研究组分别发现RNA聚合酶。1961FrancisJacob和JacquesMonod提出操纵子理论。

SynneyBrenner和Crick证明遗传密码由3个连续碱基组成。

MarshallNirencerg等揭示UUU、CCC密码。生化发展大事记1963Jacob、Monod和Jean-PierreChangeaux提出别构调节概念。1966H.GobindKhorana演绎出其他密码子。1967B.M.Olivera、B.Weiss和S.B.Zimmerman等分别发现DNA连接酶。生化发展大事记1968M.Meselson、R.Yuan发现第一个限制性内切核酸酶。1973PaulBerg、HerbertBoyer和StanleyCohen完成无性繁殖——DNA“克隆”。1975FrederickSanger发明“加减法”DNA测序。

D.Pribnow报告T7启动子。1977Sanger提出“双脱氧终止法”改进DNA测序技术。

A.M.Maxam和W.Gilbert发明DNA化学裂解测序。

A.J.JeffereysR.A.Flavell报告真核mRNA剪接。1978HaroldVarmus和J.MichaelBishop发现癌基因。1980J.W.Gordon、F.H.Ruddle等报告转基因小鼠，同年，转基因鱼成功。1982ThomasCech发现催化活性RNA。1984J.G.Izant、H.Weintraub报告反义RNA技术。生化发展大事记生化发展大事记1985KaryMullis发明聚合酶链式反应（PCR）。

R.E.Hammer等显微注射制备转基因羊。1988S.L.Mansour、M.R.Capecchi等报告基因敲除。1990人类基因组计划（HumanGenomeProject，HGP）开始启动。1997IanWilmut等通过体细胞核转移克隆绵羊Dolly。生化发展大事记1998A.Fire等报告RNA干扰（RNAi）。1999Dunham领导的国际基因组公布22号染色体全序列。2000德国、日本等国际基因组公布21号染色体全序列。

NCHGR和塞莱拉（Celera）公司联合宣布人类基因组序列草图。四、学习生物化学的意义使生