生物化學研究生物體中新陳代謝過程

生物化學研究生物體中新陳代謝過程第1頁/共21頁一、生物化學研究對象及內(nèi)容

生物化學:運用化學的原理及方法研究生命活動化學變化的學科。研究對象：有生命的生物體（動、植、微）主要任務(wù):

闡述構(gòu)成生物體基本物質(zhì)(糖、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等)的結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及其在生命活動中的變化規(guī)律。第2頁/共21頁1、研究生物體內(nèi)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)

除了水和無機鹽，活細胞主要由各種有機物構(gòu)成：

1）生物大分子：蛋白質(zhì)(protein)、核酸(nucleicacid)、多糖(carbohydrate)、脂肪(lipids)

及其復合物

第3頁/共21頁2）小分子有機物：維生素(vitamin)、激素(hormones)、氨基酸(amino)、核苷酸(nucleotide)、脂肪酸(fattyacid)第4頁/共21頁2、研究生物體中新陳代謝過程

合成代謝（同化作用）：生物小分子合成為生物大分子，需要能量；

分解代謝（異化作用）：生物大分子分解為生物小分子，放出能量。物質(zhì)代謝與能量代謝相伴相隨第5頁/共21頁3、研究遺傳信息的表達

4、

研究物質(zhì)代謝的調(diào)控第6頁/共21頁二、生物化學發(fā)展簡史及現(xiàn)狀

1、生物化學的發(fā)展大體可分為三個階段：

第一階段：從19世紀末—20世紀30年代（靜態(tài)描述性階段）對生物體各組成進行分離、純化、結(jié)構(gòu)測定合成及理化性狀的研究第7頁/共21頁第一階段a)E.fischer測定很多糖和氨基酸的結(jié)構(gòu)，提出蛋白質(zhì)由肽鍵連接；b)J.BSumner于1926年首次從刀豆中分離并制成脲酶結(jié)晶，證明它是蛋白質(zhì)；c)食物分析和營養(yǎng)研究發(fā)現(xiàn)維生素和激素第8頁/共21頁第二階段：1930-1950年研究生物體內(nèi)代謝途徑

動態(tài)生化階段

新技術(shù)：同位素標記、電鏡、X一衍射、層析、電泳、超離心等第9頁/共21頁主要成就：糖酵解和三羧酸循環(huán)途徑(EMP-TCA)脂肪酸分解途徑(β-氧化)；氨基酸、嘌呤、嘧啶及脂肪酸等生物合成途徑等。第10頁/共21頁第三階段

20世紀50年代初至80年代，主要特點是研究生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能。

蛋白質(zhì)方面：1953年Sanger首次測定牛胰島素的化學結(jié)構(gòu)（一級結(jié)構(gòu)）；60年代測定了肌紅蛋白、血紅蛋白的立體結(jié)構(gòu)（peruty）。第11頁/共21頁核酸方面：1953年Watson和Crick提出了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)；1958年Crick提出了中心法則；1961—1965年，Nirenbery破譯全部遺傳密碼；第12頁/共21頁其它:Monod提出酶與蛋白質(zhì)的變構(gòu)效應(yīng)；Mitchell創(chuàng)立了化學滲透學說；Jacob提出了操縱子模型等。第13頁/共21頁2、我國生物化學的主要成就

吳憲等人在蛋白質(zhì)變性理論、免疫化學、血糖測定上有突出成就。

1965年上海生化所、上海有機所、北大聯(lián)合首次分成了具有生物活性結(jié)晶牛胰島素。

1972年用χ—衍射研究了豬胰島素的三維結(jié)構(gòu)、分辨率1.8A。

第14頁/共21頁1981年首次合成工具有天然活性的酵母丙氨酸t(yī)RNA分子（1972年美國科學家人工合成DNA）。1990年11月，白春禮(掃描隧道顯微鏡),變性噬菌體脫氧核糖核酸的一種新結(jié)構(gòu)——三鏈辮狀結(jié)構(gòu)、從而突破了DNA只有雙螺旋的學說。第15頁/共21頁三、近代生物化學的發(fā)展趨勢

1、蛋白質(zhì)領(lǐng)域：

1）確定蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)與功能

2）肽鏈的折疊

3）生物活性肽的研究

4）蛋白質(zhì)與核酸的相互作用

5）肽工程與蛋白質(zhì)工程

6）蛋白質(zhì)組學研究第16頁/共21頁2、酶學領(lǐng)域

1）酶的結(jié)構(gòu)和功能研究依舊受到關(guān)注2）固相化酶和生物傳感器第17頁/共21頁3、核酸領(lǐng)域

1）RNA的研究又趨活躍，新的發(fā)現(xiàn)層出不窮2）研究的主要材料已從80年代前的原核生物轉(zhuǎn)向真核生物。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的重視。4）核酸測序的突破使得越來越多物種的基因組得以測序第18頁/共21頁3、糖復合物與生物