生物化學生物化學研究對象及內(nèi)容

1、一、生物化學研究對象及內(nèi)容 n 生物化學生物化學: n 運用化學的原理及方法研究生命活動化學變化的學科。運用化學的原理及方法研究生命活動化學變化的學科。 n 研究對象：有生命的生物體（動、植、微）研究對象：有生命的生物體（動、植、微） n 主要任務主要任務: 闡述構成生物體基本物質闡述構成生物體基本物質( (糖、脂肪、蛋白質、核酸糖、脂肪、蛋白質、核酸 等等) )的結構、組成、性質及其在生命活動中的變化規(guī)律。的結構、組成、性質及其在生命活動中的變化規(guī)律。 http:/qq個性頭像 1、研究生物體內(nèi)物質的組成、結構、性質 n 除了水和無機鹽，活細胞主要由各種有機物構除了水和無機鹽，活細胞主要由各

2、種有機物構 成：成： 1 1）生物大分子：）生物大分子： 蛋白質蛋白質( (proteinprotein) )、 核酸核酸 ( (nucleic acidnucleic acid) )、 多糖多糖( (carbohydratecarbohydrate) )、 脂肪脂肪( (lipidslipids) ) 及其復合物及其復合物 2 2）小分子有機物：）小分子有機物： 維生素維生素(vitamin)(vitamin)、 激素激素(hormones)(hormones)、 氨基酸氨基酸(amino)(amino)、 核苷酸核苷酸(nucleotide)(nucleotide)、 脂肪酸脂肪酸(fat

3、ty acid)(fatty acid) 2 2、研究生物體中新陳代謝過程 n 合成代謝合成代謝（同化作用）：生物小分子合成為生物大分子，（同化作用）：生物小分子合成為生物大分子，需要需要 能量能量； n 分解代謝分解代謝（異化作用）：生物大分子分解為生物小分子，（異化作用）：生物大分子分解為生物小分子，放放 出能量。出能量。 n 物質代謝與能量代謝相伴相隨物質代謝與能量代謝相伴相隨 3、研究遺傳信息的表達 4 4、 研究物質代謝的調(diào)控 二、生物化學發(fā)展簡史及現(xiàn)狀 n 1 1、生物化學的發(fā)展大體可分為三個階段：生物化學的發(fā)展大體可分為三個階段： 第一階段：從第一階段：從1919世紀末世紀末20

4、20世紀世紀3030年代（靜態(tài)年代（靜態(tài) 描述性階段）描述性階段） 對生物體各組成進行分離、純化、結構測定合對生物體各組成進行分離、純化、結構測定合 成及理化性狀的研究成及理化性狀的研究 第一階段 n a)E.fischera)E.fischer測定很多糖和氨基酸的結構，提出蛋白質由肽鍵連測定很多糖和氨基酸的結構，提出蛋白質由肽鍵連 接；接； n b)J.B Sumnerb)J.B Sumner于于19261926年首次從刀豆中分離并制成脲酶結晶，證明年首次從刀豆中分離并制成脲酶結晶，證明 它是蛋白質；它是蛋白質； n c)c)食物分析和營養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)維生素和激素食物分析和營養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)維生素和激

5、素 第二階段：1930-19501930-1950年研究生物體內(nèi)代謝 途徑 動態(tài)生化階段 新技術： 同位素標記、電鏡、X X一衍射、層析、 電泳、超離心等 主要成就： n糖酵解和三羧酸循環(huán)途徑糖酵解和三羧酸循環(huán)途徑(EMP-TCA)(EMP-TCA) n脂肪酸分解途徑脂肪酸分解途徑(-(-氧化氧化) )； n氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等生物合氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等生物合 成途徑等。成途徑等。 第三階段 2020世紀5050年代初至8080年代，主要 特點是研究生物大分子的結構和功能。 蛋白質方面： 19531953年SangerSanger首次測定牛胰島素的化學結構 （一級結構）； 60

6、60年代測定了肌紅蛋白、血紅蛋白的立體結構 （perutyperuty）。 n 核酸方面：核酸方面： n 19531953年年WatsonWatson和和CrickCrick提出了提出了DNADNA雙螺旋結構；雙螺旋結構；19581958年年CrickCrick提出提出 了中心法則；了中心法則； n 1961196119651965年，年，NirenberyNirenbery破譯全部遺傳密碼；破譯全部遺傳密碼； n 其它其它: : n MonodMonod提出酶與蛋白質的變構效應；提出酶與蛋白質的變構效應；MitchellMitchell創(chuàng)立了化學滲透學創(chuàng)立了化學滲透學 說；說； n Jaco

7、bJacob提出了操縱子模型等提出了操縱子模型等。 2、我國生物化學的主要成就 吳憲吳憲等人在蛋白質變性理論、免疫化學、血糖測等人在蛋白質變性理論、免疫化學、血糖測 定上有突出成就。定上有突出成就。 19651965年上海生化所、上海有機所、北大聯(lián)合首次年上海生化所、上海有機所、北大聯(lián)合首次 分成了具有分成了具有生物活性結晶牛胰島素生物活性結晶牛胰島素。 19721972年用年用衍射研究了豬胰島素的三維結構、衍射研究了豬胰島素的三維結構、 分辨率分辨率1.8A1.8A。 19811981年首次合成工具有天然活性的年首次合成工具有天然活性的酵母丙氨酸酵母丙氨酸t(yī)RNAtRNA 分子分子（1972

8、1972年美國科學家人工合成年美國科學家人工合成DNADNA）。）。 19901990年年1111月，白春禮月，白春禮( (掃描隧道顯微鏡掃描隧道顯微鏡),),變性噬菌變性噬菌 體脫氧核糖核酸的一種新結構體脫氧核糖核酸的一種新結構三鏈辮狀結構三鏈辮狀結構、 從而突破了從而突破了DNADNA只有雙螺旋的學說。只有雙螺旋的學說。 三、近代生物化學的發(fā)展趨勢 n 1 1、蛋白質領域：、蛋白質領域： n 1 1）確定蛋白質的三維結構與功能）確定蛋白質的三維結構與功能 n 2 2）肽鏈的折疊）肽鏈的折疊 n 3 3）生物活性肽的研究）生物活性肽的研究 n 4 4）蛋白質與核酸的相互作用）蛋白質與核酸的相

9、互作用 n 5 5）肽工程與蛋白質工程）肽工程與蛋白質工程 n 6 6）蛋白質組學研究）蛋白質組學研究 2 2、酶學領域 n1 1）酶的結構和功能研究依舊受到關）酶的結構和功能研究依舊受到關 注注 n2 2）固相化酶和生物傳感器）固相化酶和生物傳感器 3、核酸領域 n 1 1）RNARNA的研究又趨活躍，新的發(fā)現(xiàn)層出不窮的研究又趨活躍，新的發(fā)現(xiàn)層出不窮 n 2 2）研究的主要材料已從）研究的主要材料已從8080年代前的原核生物轉向真核生物。年代前的原核生物轉向真核生物。 n 3 3）核酸與核酸、核酸與其他生物大分子的相互作用越來越引起人們）核酸與核酸、核酸與其他生物大分子的相互作用越來越引起人

10、們 的重視。的重視。 n 4 4）核酸測序的突破使得越來越多物種的基因組得以測序）核酸測序的突破使得越來越多物種的基因組得以測序 n 3、糖復合物與生物膜糖復合物與生物膜 n 4 4、激素、生長因子及、激素、生長因子及癌基因的研究也得到發(fā)展。癌基因的研究也得到發(fā)展。 關于蛋白質了解多少？ 功能、組成、結構、性質、分 析？ 2 2）小分子有機物：）小分子有機物： 維生素維生素(vitamin)(vitamin)、 激素激素(hormones)(hormones)、 氨基酸氨基酸(amino)(amino)、 核苷酸核苷酸(nucleotide)(nucleotide)、 脂肪酸脂肪酸(fatty acid)(fatty acid) 19811981年首次合成工具有天然活性的年首次合成工具有天然活性的酵母丙氨酸酵母丙氨酸t(yī)RNAtRNA 分子分子（19721972年美國科學家人工合成年美國科學家人工合成DNADNA）。）。 19901990年年1111月，白春禮月，白春禮( (掃描隧道顯微鏡掃描隧道