生化聯(lián)系與調(diào)控

生化聯(lián)系與調(diào)控目錄CONTENTS生物大分子結(jié)構(gòu)與功能生物小分子代謝與調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控與蛋白質(zhì)組學(xué)細(xì)胞信號傳導(dǎo)與受體介導(dǎo)作用生物大分子相互作用與藥物設(shè)計(jì)疾病發(fā)生發(fā)展過程中生化聯(lián)系與調(diào)控01生物大分子結(jié)構(gòu)與功能CHAPTER一級結(jié)構(gòu)二級結(jié)構(gòu)三級結(jié)構(gòu)四級結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能01020304蛋白質(zhì)中氨基酸的線性排列順序，包括氨基酸的種類、數(shù)量和連接方式。蛋白質(zhì)中局部主鏈的空間結(jié)構(gòu)，如α-螺旋和β-折疊等。整條肽鏈中全部氨基酸殘基的相對空間位置，即整條肽鏈每一原子的相對空間位置。由兩個或兩個以上具有三級結(jié)構(gòu)的亞基通過非共價鍵締合而成的蛋白質(zhì)大分子的結(jié)構(gòu)。由兩條反向平行的多核苷酸鏈圍繞同一中心軸盤繞而成的雙鏈結(jié)構(gòu)，通過堿基互補(bǔ)配對原則保持穩(wěn)定。DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)RNA通常呈單鏈結(jié)構(gòu)，通過堿基配對形成局部雙鏈結(jié)構(gòu)。RNA單鏈結(jié)構(gòu)儲存和傳遞遺傳信息，控制蛋白質(zhì)的合成，參與基因表達(dá)調(diào)控等。核酸的功能核酸結(jié)構(gòu)與功能單糖雙糖多糖糖類的功能糖類結(jié)構(gòu)與功能不能被水解成更小分子的糖，如葡萄糖、果糖等。由多個單糖分子組成的糖，如淀粉、纖維素等。由兩個單糖分子組成的糖，如蔗糖、麥芽糖等。提供能量，參與細(xì)胞識別、信號傳導(dǎo)等生物過程，構(gòu)成細(xì)胞壁、細(xì)胞膜等重要結(jié)構(gòu)。02生物小分子代謝與調(diào)控CHAPTER葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)中分解為丙酮酸，產(chǎn)生ATP。糖酵解糖異生糖原合成與分解血糖調(diào)節(jié)非糖物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟堑倪^程，主要在肝臟和腎臟中進(jìn)行。糖原是多糖的一種，主要儲存在肝臟和肌肉中，可通過磷酸化酶等酶的作用進(jìn)行合成與分解。通過胰島素和胰高血糖素等激素的調(diào)節(jié)，維持血糖濃度的相對穩(wěn)定。糖類代謝及調(diào)控機(jī)制脂肪酸的合成與分解脂肪酸是脂類的主要組成部分，可通過乙酰CoA等原料在細(xì)胞內(nèi)合成，也可通過β-氧化等途徑分解產(chǎn)生能量。膽固醇的代謝膽固醇是體內(nèi)重要的脂類成分，可通過膽固醇的合成、酯化、排泄等途徑進(jìn)行代謝。甘油三酯的代謝甘油三酯是體內(nèi)脂類儲存的主要形式，可通過脂肪動員、甘油磷酸化等途徑進(jìn)行代謝。脂蛋白的代謝脂蛋白是脂類與蛋白質(zhì)結(jié)合形成的復(fù)合物，可通過脂蛋白的合成、分解等途徑進(jìn)行代謝。脂類代謝及調(diào)控機(jī)制氮代謝及調(diào)控機(jī)制蛋白質(zhì)的合成與分解蛋白質(zhì)是生命活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，可通過氨基酸的活化、肽鏈的合成等步驟在細(xì)胞內(nèi)合成，也可通過蛋白酶的作用分解為氨基酸。氨基酸的代謝氨基酸是蛋白質(zhì)的組成單元，可通過轉(zhuǎn)氨基作用、脫氨基作用等途徑進(jìn)行代謝，產(chǎn)生相應(yīng)的酮酸或醛酸以及氨。尿素的合成與排泄氨在體內(nèi)是有毒物質(zhì)，可通過鳥氨酸循環(huán)等途徑合成尿素，進(jìn)而通過腎臟排泄出體外。氮平衡調(diào)節(jié)通過飲食攝入和體內(nèi)代謝產(chǎn)生的氮量之間的平衡調(diào)節(jié)，維持體內(nèi)氮的正常水平。03基因表達(dá)調(diào)控與蛋白質(zhì)組學(xué)CHAPTER通過與DNA結(jié)合，激活或抑制特定基因的轉(zhuǎn)錄。轉(zhuǎn)錄因子表觀遺傳學(xué)修飾非編碼RNA通過DNA甲基化、組蛋白修飾等方式，影響基因的表達(dá)。如microRNA和lncRNA等，通過與mRNA結(jié)合或影響轉(zhuǎn)錄因子等方式，調(diào)控基因表達(dá)。030201基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制123通過選擇性剪接產(chǎn)生不同的mRNA異構(gòu)體，影響蛋白質(zhì)的功能和特性。RNA剪接通過改變RNA序列，影響蛋白質(zhì)的編碼和功能。RNA編輯通過影響RNA的穩(wěn)定性，調(diào)控基因的表達(dá)水平。RNA穩(wěn)定性轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控機(jī)制如凝膠電泳、液相色譜等，用于分離和純化蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)分離技術(shù)如質(zhì)譜、蛋白質(zhì)芯片等，用于鑒定蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)鑒定技術(shù)如酵母雙雜交、蛋白質(zhì)親和層析等，用于研究蛋白質(zhì)之間的相互作用和調(diào)控關(guān)系。蛋白質(zhì)相互作用研究如酶活性測定、細(xì)胞生物學(xué)方法等，用于研究蛋白質(zhì)的功能和調(diào)控機(jī)制。蛋白質(zhì)功能研究蛋白質(zhì)組學(xué)研究方法04細(xì)胞信號傳導(dǎo)與受體介導(dǎo)作用CHAPTER03信號通路的級聯(lián)放大信號分子通過激活一系列酶或蛋白，實(shí)現(xiàn)信號的逐級放大和傳遞。01膜受體信號傳導(dǎo)通過膜受體識別胞外信號分子，引發(fā)構(gòu)象變化并激活下游信號通路。02胞內(nèi)受體信號傳導(dǎo)胞內(nèi)受體直接結(jié)合信號分子，通過構(gòu)象變化或與其他蛋白相互作用傳遞信號。細(xì)胞信號傳導(dǎo)途徑和機(jī)制胞質(zhì)分裂與內(nèi)吞泡形成有被小泡與質(zhì)膜融合后，通過胞質(zhì)分裂將內(nèi)吞物質(zhì)送入細(xì)胞內(nèi)部。內(nèi)吞泡的轉(zhuǎn)運(yùn)與降解內(nèi)吞泡在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)至特定部位，如溶酶體或蛋白酶體進(jìn)行降解。網(wǎng)格蛋白依賴的內(nèi)吞網(wǎng)格蛋白在質(zhì)膜內(nèi)側(cè)形成有被小窩，包裹物質(zhì)并脫離質(zhì)膜形成有被小泡。受體介導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)吞作用細(xì)胞自噬和凋亡過程自噬和凋亡在某些情況下存在相互調(diào)控關(guān)系，共同維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)和機(jī)體健康。自噬與凋亡的關(guān)聯(lián)細(xì)胞通過形成自噬小體包裹胞內(nèi)物質(zhì)，并與溶酶體融合進(jìn)行降解，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞自我更新和維持穩(wěn)態(tài)。細(xì)胞自噬細(xì)胞在特定條件下啟動凋亡程序，通過一系列生化反應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞收縮、核碎裂和DNA降解，最終形成凋亡小體被吞噬細(xì)胞清除。細(xì)胞凋亡05生物大分子相互作用與藥物設(shè)計(jì)CHAPTER通過特定的結(jié)構(gòu)域或基序?qū)崿F(xiàn)，如抗原-抗體、酶-底物等。蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用通過特定的DNA結(jié)合蛋白實(shí)現(xiàn)，如轉(zhuǎn)錄因子、組蛋白等。蛋白質(zhì)-DNA相互作用通過RNA結(jié)合蛋白實(shí)現(xiàn)，參與RNA的剪接、轉(zhuǎn)運(yùn)和翻譯等過程。蛋白質(zhì)-RNA相互作用生物大分子相互作用原理利用已知結(jié)構(gòu)的同源蛋白質(zhì)進(jìn)行建模，預(yù)測目標(biāo)蛋白質(zhì)的三維結(jié)構(gòu)。同源建模通過計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，將藥物分子與靶標(biāo)蛋白質(zhì)進(jìn)行對接，預(yù)測其結(jié)合模式和親和力。分子對接利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，從大量化合物庫中篩選出與靶標(biāo)蛋白質(zhì)有潛在結(jié)合能力的候選藥物。虛擬篩選基于結(jié)構(gòu)藥物設(shè)計(jì)方法細(xì)胞和動物模型實(shí)驗(yàn)利用細(xì)胞和動物模型，驗(yàn)證藥物靶點(diǎn)的有效性和安全性。臨床試驗(yàn)通過多中心、隨機(jī)、雙盲等臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)，進(jìn)一步驗(yàn)證藥物的有效性和安全性?；蚪M學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)通過高通量測序和質(zhì)譜等技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點(diǎn)。藥物靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和驗(yàn)證方法06疾病發(fā)生發(fā)展過程中生化聯(lián)系與調(diào)控CHAPTER原癌基因與抑癌基因失衡原癌基因激活或抑癌基因失活導(dǎo)致細(xì)胞增殖失控。細(xì)胞周期調(diào)控異常細(xì)胞周期檢查點(diǎn)失效，導(dǎo)致DNA損傷細(xì)胞進(jìn)入分裂期。細(xì)胞凋亡受阻凋亡相關(guān)基因表達(dá)異常，使受損細(xì)胞無法正常凋亡。癌癥發(fā)生發(fā)展過程中生化聯(lián)系與調(diào)控特定蛋白質(zhì)在神經(jīng)元內(nèi)異常聚集，形成毒性顆粒，損害神經(jīng)元功能。蛋白質(zhì)異常聚集活性氧自由基產(chǎn)生與清除失衡，導(dǎo)致神經(jīng)元氧化損傷。氧化應(yīng)激神經(jīng)遞質(zhì)合成、釋放、重?cái)z取等環(huán)節(jié)紊亂，影響突觸傳遞功能。神經(jīng)遞質(zhì)