華東理工生物化學(xué) chap

生物化學(xué)緒論華東理工大學(xué)生物化學(xué)精品課程組上海市精品課程一、生物化學(xué)的涵義二、生物化學(xué)的研討對(duì)象和研討內(nèi)容三、生物化學(xué)的開展四、生物化學(xué)的成就緒論五、生物化學(xué)與現(xiàn)代工業(yè)六、如何學(xué)好生物化學(xué)？生物化學(xué)是關(guān)于生命的化學(xué)，是運(yùn)用化學(xué)的原理和方法來(lái)研討生命景象，闡明生命景象變化規(guī)律的一門科學(xué)。一、生物化學(xué)的涵義章首器官〔肝臟〕消化系統(tǒng)肝臟竇狀小管肝細(xì)胞細(xì)胞核分子〔DNA〕生物化學(xué)與生命科學(xué)的關(guān)系生命科學(xué)宏觀生命科學(xué)微觀生命科學(xué)生態(tài)學(xué)分子生物學(xué)生物化學(xué)章首是自然界中存在的各種生物體，如動(dòng)物，植物，微生物和病毒等。二、生物化學(xué)的研討對(duì)象和研討內(nèi)容研討對(duì)象：章首研討內(nèi)容：包括生命機(jī)體的化學(xué)組成，重要生物分子的構(gòu)造與功能，新陳代謝及其調(diào)控，以及與生長(zhǎng)、發(fā)育、繁衍和遺傳等相關(guān)的研討課題。三、生物化學(xué)的開展章首1、靜態(tài)生物化學(xué)的開展2、動(dòng)態(tài)生物化學(xué)的開展3、功能生物化學(xué)的開展靜態(tài)生物化學(xué)的開展靜態(tài)生物化學(xué)開展描畫的是有機(jī)生物化學(xué)開展時(shí)期〔1770—1903〕。這個(gè)時(shí)期的生物化學(xué)更多地依靠于有機(jī)化學(xué)，大量任務(wù)是圍繞著生命的存在方式——“蛋白質(zhì)〞進(jìn)展的。1903年，有人首先運(yùn)用“biochemistry〞這個(gè)單詞,它反映了作為獨(dú)立學(xué)科的生物化學(xué)的誕生。章首節(jié)首動(dòng)態(tài)生物化學(xué)的開展動(dòng)態(tài)生物化學(xué)是生理生物化學(xué)的開展時(shí)期〔1903—1950〕。19世紀(jì)中葉，生物學(xué)積累了假設(shè)干有關(guān)血液循環(huán)和消化、吸收的知識(shí)，巴甫洛夫消化生理學(xué)比較完好地建立起來(lái)了。開場(chǎng)探求生理功能的化學(xué)過(guò)程，從而派生出了生理生物化學(xué)。章首節(jié)首功能生物化學(xué)的開展1950年以后,由于各種現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備的發(fā)明和開展，生物化學(xué)進(jìn)入了分子的或綜合生物化學(xué)開展時(shí)期。這期間，生物化學(xué)的進(jìn)展，更集中、更突出地反映在蛋白質(zhì)、酶和核酸等生物大分子研討上，使生命來(lái)源研討進(jìn)入了新的開展時(shí)期。同時(shí)，開場(chǎng)運(yùn)用生物化學(xué)方法改動(dòng)遺傳特性，創(chuàng)建了遺傳工程學(xué)。章首節(jié)首四、生物化學(xué)的成就1953年，DNA雙螺旋構(gòu)造方式1958年，分子遺傳的中心法那么1970年，基因工程方法的建立1981年，發(fā)現(xiàn)有催化功能的RNA〔Ribozyme〕1985年，人類基因組作圖和測(cè)序方案1993年，P53被“Science〞評(píng)為年度分子明星1997年，第一只克隆羊誕生1999年，干細(xì)胞的研討位列當(dāng)年科技艱苦突破首位2000年，人類基因組作圖方案即將完成2002年，RNAi榮登艱苦科技突破榜首2005年，察看進(jìn)化發(fā)生位列科技突破首位章首DNA雙螺旋構(gòu)造方式DNA分子構(gòu)造是由美國(guó)生物學(xué)家沃森〔JamesDeweyWatson,1926—〕和英國(guó)生物物理學(xué)家克里克〔FrancisHarryComptonCrick,1916—〕所確定的。克里克于1949年入劍橋大學(xué)卡文迪什實(shí)驗(yàn)室醫(yī)學(xué)研討組。1951年沃森來(lái)到該研討所，克里克接受了他的觀念：了解DNA三維構(gòu)造即可明了它在遺傳中所起的作用。1953年，他們建立了DNA雙螺旋構(gòu)造方式,并跟知的物理—化學(xué)性質(zhì)相符合。這一發(fā)現(xiàn)成為分子生物學(xué)的里程碑。后來(lái)他們分享了62年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。章首節(jié)首分子遺傳的中心法那么中心法那么(centraldogma)是指遺傳信息的流向所遵照的法那么。Crick提出，在DNA分子可以自我復(fù)制〔replication〕傳給子代的根底上，遺傳信息可以從DNA傳送給RNA〔稱為轉(zhuǎn)錄transcription〕再?gòu)腞NA傳送給蛋白質(zhì)〔稱為翻譯translation〕，這是遺產(chǎn)信息流所遵照的中心法那么。Temin又證明RNA也可以是遺傳信息的攜帶者，即DNA以RNA為模板反向轉(zhuǎn)錄合成，再推進(jìn)RNA的合成及蛋白質(zhì)的合成。章首節(jié)首圖片分子遺傳的中心法那么章首節(jié)首基因工程方法的建立1970年，Temin和Baltimore從雞肉瘤病毒中發(fā)現(xiàn)反轉(zhuǎn)錄酶。Smith和Wilcox在E.coli中發(fā)現(xiàn)芽豆類限制性內(nèi)切酶,由此為基因工程方法的建立打下了根底。章首節(jié)首R(shí)ibozyme章首節(jié)首1978年，Altman在提純RNAaseP時(shí)發(fā)現(xiàn)，此酶由蛋白質(zhì)和一個(gè)RNA片段組成，單獨(dú)的RNA能完成對(duì)前體tRNA的剪切，而單獨(dú)的蛋白質(zhì)卻無(wú)此才干。1981年，Cech在研討四膜蟲前體rRNA的加工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在沒有蛋白質(zhì)存在的情況下，一段RNA序列〔IVS〕能進(jìn)展自動(dòng)剪切，生成L-19IVS。后者在離體條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的提出為處理人類的來(lái)源問(wèn)題提供了一種新的假說(shuō)，為此，Cech與Altman共同獲得了1989年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)?！叭祟惢蚪M作圖和測(cè)序〞方案1985年，美國(guó)科學(xué)家率先提出“人類基因組測(cè)序和作圖〞方案〔簡(jiǎn)稱HGP〕。國(guó)際協(xié)作始于1990年該方案的中心就是測(cè)定人類基因組的全部DNA序列，從整體上破譯人類遺傳信息，以使人類能在分子程度上全面地認(rèn)識(shí)自我。HGP的精神是：全球共有，國(guó)際協(xié)作。即時(shí)公布，免費(fèi)共享。章首節(jié)首P53被“Science〞評(píng)為年度分子明星p53基因是一種腫瘤抑制基因，定位于人類17號(hào)染色體短臂，其編碼的p53磷蛋白具有調(diào)控細(xì)胞增殖功能。大量實(shí)驗(yàn)闡明，人體內(nèi)約50%的腫瘤發(fā)生與p53的缺失，突變有關(guān)，也與p53蛋白與病毒蛋白的結(jié)合，導(dǎo)致p53蛋白失活有關(guān)。03年10月央視國(guó)際報(bào)道了我國(guó)用于惡性腫瘤治療的基因藥物誕生并同意上市。這種由深圳賽百諾基因技術(shù)研制的基因藥物名為重組腺病毒P53抗癌注射液，主要用于治療頭頸部鱗癌和其他惡性腫瘤。

章首節(jié)首

老化：抑制癌癥的代價(jià)？在細(xì)胞程度，p53可以使細(xì)胞停頓分裂最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。在器官程度，p53的過(guò)量會(huì)導(dǎo)致衰老p53蛋白：長(zhǎng)壽的敵人？當(dāng)降低果蠅神經(jīng)細(xì)胞中p53蛋白活性，果蠅壽命明顯延伸p53與細(xì)胞凋亡克隆羊誕生章首節(jié)首1997年2月23日，英國(guó)羅斯林研討所宣布，他們勝利發(fā)明了世界上第一個(gè)克隆羊多莉。它的意義在于，人類已能用高度分化的乳腺細(xì)胞作為核供體，經(jīng)過(guò)無(wú)性繁衍方法，復(fù)制出與核供體完全一致的新個(gè)體。1999年干細(xì)胞的研討任務(wù)位列年度科學(xué)技術(shù)艱苦突破首位干細(xì)胞〔stemcell〕是一類既有自我更新才干，又有多分化潛能的細(xì)胞。干細(xì)胞的研討一方面可以提示許多有關(guān)細(xì)胞生長(zhǎng)和發(fā)育的根底實(shí)際難題；另一方面可望將其用于創(chuàng)傷修復(fù)，神經(jīng)再生和抗衰老等臨床醫(yī)學(xué)研討。

章首節(jié)首上一頁(yè)人類基因組方案即將完成2000年6月26日，參與人類基因組方案的各國(guó)科學(xué)家，同時(shí)向全世界宣布人類基因組“任務(wù)框架圖〞繪制完成。2004年10月21日出版的<自然>雜志公布了人類基因組最準(zhǔn)確的序列〔包含有28.5億個(gè)堿基對(duì)〕，同時(shí)廓清人類基因組只需2到2.5萬(wàn)個(gè)基因〔而不是原來(lái)的10萬(wàn)個(gè)基因〕這篇文章標(biāo)志著人類基因組方案又邁出了里程碑意義的一步。

章首節(jié)首上一頁(yè)下一頁(yè)人類基因組方案的運(yùn)用前景將提示生命世界的一些艱苦奧妙，如生命來(lái)源，生物進(jìn)化等。將運(yùn)用于疾病的診斷和治療，將改動(dòng)21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)。將有利于人類培育優(yōu)良的動(dòng)植物種類。將大大促進(jìn)生命科學(xué)工業(yè)的開展，特別是基因制藥工業(yè)的開展。章首節(jié)首上一頁(yè)精神病基因的發(fā)現(xiàn)研討人員確認(rèn)了添加患上由家族遺傳的精神分裂、抑郁癥和其他精神疾病的基因。發(fā)現(xiàn)了一組添加患上抑郁癥時(shí)機(jī)的基因，但患者在遭到嚴(yán)重壓力下才會(huì)觸發(fā)基因活動(dòng)。這一成果位列2003年艱苦科技突破第二位渣滓DNA人體內(nèi)非編碼ＤＮＡ雖然占人體基因組的９５％，但它卻不像編碼基因那樣控制產(chǎn)生特定的蛋白質(zhì)，所以曾經(jīng)被稱為“渣滓ＤＮＡ〞。英國(guó)科學(xué)家最近研討發(fā)現(xiàn)，這些貌似無(wú)用的ＤＮＡ對(duì)某些疾病的嚴(yán)重程度卻有著很大影響。這些DNA對(duì)于基因在正確的位置和正確的時(shí)間“開啟〞起到關(guān)鍵的協(xié)助這一成果位列04年艱苦科技突破第五位前往2002年RNAi榮登艱苦科技突破榜首R(shí)NA曾被以為是一種缺乏活力的生物分子，但最近一系列發(fā)現(xiàn)闡明，一種小分子RNA參與著多項(xiàng)細(xì)胞控制任務(wù)，可以封鎖基因或改動(dòng)它們的表達(dá)程度。這一景象稱為核糖核酸干擾〔RNAi〕，它是體內(nèi)抵御外在感染的一種重要維護(hù)機(jī)制。小RNA的這種功能有能夠使21世紀(jì)的醫(yī)藥研討產(chǎn)生革命性的變化。章首節(jié)首世界初次RNAi臨床實(shí)驗(yàn)初獲勝利

2006年6月，美國(guó)一項(xiàng)研討顯示，導(dǎo)致老年人失明的最常見病因——老年性黃斑變性〔AMD〕，可以經(jīng)過(guò)siRNA分子來(lái)對(duì)付。這些結(jié)果是由評(píng)價(jià)RNAi(RNA干擾)療法對(duì)人類患者效果的初次臨床實(shí)驗(yàn)獲得。2005年察看進(jìn)化發(fā)生位列科技突破首位自從達(dá)爾文1859年把進(jìn)化實(shí)際初次引入科學(xué)界以來(lái)，該實(shí)際不斷是生物學(xué)的根底，但也遭到其它實(shí)際的挑戰(zhàn)。2005年研討人員在對(duì)1918年大流行的流感病毒基因、黑猩猩基因以及其它物種的基因進(jìn)化研討中發(fā)現(xiàn)，達(dá)爾文的進(jìn)化實(shí)際依然對(duì)當(dāng)代生物學(xué)具有指點(diǎn)意義。并且這些研討成果對(duì)現(xiàn)實(shí)生活具有重要影響。五、生物化學(xué)與現(xiàn)代工業(yè)生物化學(xué)對(duì)現(xiàn)代化工、輕工、食品、醫(yī)藥工業(yè)的浸透1、在傳統(tǒng)食品工業(yè)中的運(yùn)用工業(yè)用酶在食品工業(yè)中的大量運(yùn)用；2、在發(fā)酵工業(yè)中的運(yùn)用各種有機(jī)酸等化工產(chǎn)品的消費(fèi)；各類抗生素的消費(fèi)3、在現(xiàn)代醫(yī)藥行業(yè)中的運(yùn)用用基因工程手段消費(fèi)人胰島素、干擾素等重要藥物華北制藥廠——世界最大的青霉素制造企業(yè)“青霉素發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化技術(shù)研討〞——國(guó)家科技提高二等獎(jiǎng)生物化學(xué)原理青霉素發(fā)酵我校博導(dǎo)——張嗣良教授生物化學(xué)與我校學(xué)科開展六