化学生物学介绍 PPT
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化学生物学
程的化学基础，通过探索干预和调整疾病发生发展的
途径和机理，为新药发现中提供必不可少的理论依据。 ——是采用化学的手段,如运用小分子或人工设计合 成的分子作为配体来直接改变生物分子的功能。在
某种意义上, 使用小分子调节目标蛋白质,这与制药
公司发展新药类似. 化学生物学又被叫做化学遗传学(chemical genetics)
美国已批准上市的基因工程药物（1997.7）
中文名称 胰岛素 商品名称 Humulin Novolin Humalog Protropin Humatrope NutropinAQ IntronA ReferonA Avonix Betaseron Actimmune Alferon-N 英文名缩写 Insulin lispoinsulin rhuGH 开发公司 Lilly Novo Nordisk Lilly Genentech Lilly Genentech Schering Roche Biogen Chiron Genentech Interferon
鼠单克 Panorex 隆抗体
Murine MAB
Glaxo Welcome
1
中国已经批准上市的基因工程药物（1998.5）
药品名缩写 开发生产公司 批准时间 适应症 1989试 1996正 1996正 1996正 1997正 1997正 1997正 1996正 1997正 1997试 1997试 病毒性角膜炎 HBV,HCV HBV,HCV 尖锐湿疣，疱疹等 HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV HBV,HCV
Genentech的骄人业绩
1976 1977 1978 1979 1980 1982 1984 1985 1987 1990 1990 Genentech创立 首次在微生物里生产了人蛋白生长激素抑制素 克隆了人胰岛素基因 克隆了人生长激素素基因 公司上市，募集$ 35million 第一个基因重组药（人胰岛素）上市（转让给 Lilly公司） 第一个VIII因子，转让给Cutter Biological 第一个自己生产的产品（人生长激素） 生产组织纤溶酶原激活剂（tPA） 生产interferon 1 与瑞士Roche医药公司合并（$ 2.1billion）
生物化学(共45张PPT)
（四）、多糖类
1、来源于植物的具有一定生物活性和药理作用的多糖。
黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖、麦麸多糖、黄精多糖、 昆布多糖、菊糖、褐藻多糖、波叶多糖、茶叶多糖、葡萄皮脂多 糖、麦秸半纤维素B、针裂蹄多糖、酸多糖、枸杞多糖、当归多 糖、人参多糖、地衣多糖
和有机溶剂，分子量从几十～几百万。浓碱处理 可是其部分或全部脱掉乙酰基而成为几丁质（ chitosan）,该产品可溶于烯酸。
3、用途
药物辅料：人造皮肤、手术缝合线（不用拆线）
络合回收金属离子（贵重金属离子）
降血脂、消炎、杀菌剂（伤口愈合剂）
食品添加剂（保鲜剂）
同样具有保湿作用、也大量用于化妆品中。
糖类的生物活性及药理作用
三、纤维素
CH2OH
O
CH2OH O
O OH
O OH
OH
OH
α -1,4
OH
OH
O
O CH2OH β -1,4
CH2OH O
OH
OH
淀粉
纤维素
2、纤维素的生物学功能 （1）作为植物、动物或细菌细胞的外壁支撑和保护的
物质，促使细胞保持足够的扩张韧性和刚性。
（2）作为生物圈中维持自然界能量和营养物质稳恒的贮 藏物质。
2、直链淀粉
(1)占天然淀粉量的20％～30％，药物辅料 中的可溶性淀粉（冲剂中一般用）就是这 一种。
（2）MW在50,000左右。
（3）结构：以 代表淀粉， 代表二个D －葡萄糖残基通过α－1,4糖苷键连接，则 直链淀粉的结构为：
3、支链淀粉
（1）占天然淀粉量的70％～80％。 （2）MW＝1百万左右. （3）结构：主链与直链淀粉一样，以通过α－1,4糖苷键
（2）贮能多糖：在体内作为贮能形式存在， 如淀粉和糖原，在需要是可通过生物体内酶 系统的作用，分解释放出单糖以供应能量。
《生物化学》全套PPT课件
现状
生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，与分子生物学、遗传学、细胞生 物学等学科相互渗透，共同揭示生命的奥秘。同时，生物化学在医学、农业、 工业等领域的应用也越来越广泛。
生物化学在医学领域重要性
A
疾病诊断
生物化学方法可用于检测血液中特定生物分子 的含量或结构异常，从而辅助疾病的诊断，如 血糖、血脂检测等。
脂类分类方法
根据化学结构和性质，脂类可分为简单脂质（如脂肪酸、甘油酯等 ）和复合脂质（如磷脂、糖脂等）。
脂类在生物体内的分布
不同生物体内的脂类分布有差异，如动物体内主要储存甘油三酯， 而植物体内则以脂肪酸为主。
甘油三酯分解代谢过程剖析
01
甘油三酯的分解代谢途径
甘油三酯在体内主要通过脂肪酶的催化作用分解为甘油和脂肪酸，进而
药物研发
通过对生物体内代谢途径和药物作用机制 的研究，有助于设计和开发新的药物，提 高治疗效果和降低副作用。
B
C
营养与健康
生物化学在营养学领域的应用有助于了解食 物中营养成分的代谢和利用，为合理膳食和 营养补充提供科学依据。
遗传性疾病研究
生物化学方法可用于研究遗传性疾病的发病 机制和治疗方法，如基因疗法和干细胞疗法 等。
酶活性调节的方式
包括共价修饰、变构调节、酶原激活 和抑制剂作用等。
酶在医学领域应用实例分析
酶与疾病的关系
酶的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如酶缺陷病、代谢 性疾病等。
酶在疾病诊断中的应用
利用酶的特异性催化反应，开发酶学诊断方法，如酶活性测定、同 工酶分析等。
酶在疾病治疗中的应用
通过补充或抑制特定酶的活性，达到治疗疾病的目的，如酶替代疗 法、酶抑制剂疗法等。
进入血液循环被组织细胞摄取利用。
生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，与分子生物学、遗传学、细胞生 物学等学科相互渗透，共同揭示生命的奥秘。同时，生物化学在医学、农业、 工业等领域的应用也越来越广泛。
生物化学在医学领域重要性
A
疾病诊断
生物化学方法可用于检测血液中特定生物分子 的含量或结构异常，从而辅助疾病的诊断，如 血糖、血脂检测等。
脂类分类方法
根据化学结构和性质，脂类可分为简单脂质（如脂肪酸、甘油酯等 ）和复合脂质（如磷脂、糖脂等）。
脂类在生物体内的分布
不同生物体内的脂类分布有差异，如动物体内主要储存甘油三酯， 而植物体内则以脂肪酸为主。
甘油三酯分解代谢过程剖析
01
甘油三酯的分解代谢途径
甘油三酯在体内主要通过脂肪酶的催化作用分解为甘油和脂肪酸，进而
药物研发
通过对生物体内代谢途径和药物作用机制 的研究，有助于设计和开发新的药物，提 高治疗效果和降低副作用。
B
C
营养与健康
生物化学在营养学领域的应用有助于了解食 物中营养成分的代谢和利用，为合理膳食和 营养补充提供科学依据。
遗传性疾病研究
生物化学方法可用于研究遗传性疾病的发病 机制和治疗方法，如基因疗法和干细胞疗法 等。
酶活性调节的方式
包括共价修饰、变构调节、酶原激活 和抑制剂作用等。
酶在医学领域应用实例分析
酶与疾病的关系
酶的异常与多种疾病的发生和发展密切相关，如酶缺陷病、代谢 性疾病等。
酶在疾病诊断中的应用
利用酶的特异性催化反应，开发酶学诊断方法，如酶活性测定、同 工酶分析等。
酶在疾病治疗中的应用
通过补充或抑制特定酶的活性，达到治疗疾病的目的，如酶替代疗 法、酶抑制剂疗法等。
进入血液循环被组织细胞摄取利用。
生物化学教学课件ppt
分子间作用力
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词
2020化学生物学课件PPT
2020化学生物学课件 PPT
化学生物学是研究生物大分子在化学层面上的结构、功能和相互作用的跨学 科领域。本课件将带您深入了解化学生物学的重要概念和应用。
化学生物学定义和概念
化学生物学研究生物大分子（蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类）的化学特 性及其在生物体内的结构和功能，是生物学与化学的交叉学科。
化学生物学在农业和食品加工中的应用
1
农业育种
利用化学生物学的知识，优化作物的
肥料和农药研发2Biblioteka 品质和产量，抗病虫害能力等。
通过了解植物和害虫的生理过程，研
发更加高效、环保的肥料和农药。
3
食品添加剂
应用化学生物学的原理开发安全、功 能性的食品添加剂，改善食品品质。
现代化学生物学的发展趋势
精准医学
基于个体遗传信息，实现个体化预防和治疗。
脂类
脂类在细胞膜的形成、维稳和 信号传导中起关键作用，同时 也是能量储存的重要分子。
生物大分子的合成和分解反应
1
合成
生物大分子的合成是通过聚合反应将
分解
2
单体结合而成，例如蛋白质的合成是 通过核酸指导下的翻译过程完成的。
生物大分子的分解是通过水解反应将
大分子分解为单体，例如蛋白质的降
解是由蛋白酶催化的。
生物大分子的结构和功能
蛋白质
核酸
碳水化合物
蛋白质是生物体内结构最复杂、 功能最多样的生物大分子，扮 演着细胞结构、酶催化、信号 传导等关键角色。
核酸是遗传信息的主要携带者， 包括DNA和RNA，负责存储、 传递和表达遗传信息。
碳水化合物是细胞能量供应和 结构支持的主要来源，也参与 细胞信号传导等重要生物过程。
蛋白质合成
化学生物学是研究生物大分子在化学层面上的结构、功能和相互作用的跨学 科领域。本课件将带您深入了解化学生物学的重要概念和应用。
化学生物学定义和概念
化学生物学研究生物大分子（蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类）的化学特 性及其在生物体内的结构和功能，是生物学与化学的交叉学科。
化学生物学在农业和食品加工中的应用
1
农业育种
利用化学生物学的知识，优化作物的
肥料和农药研发2Biblioteka 品质和产量，抗病虫害能力等。
通过了解植物和害虫的生理过程，研
发更加高效、环保的肥料和农药。
3
食品添加剂
应用化学生物学的原理开发安全、功 能性的食品添加剂，改善食品品质。
现代化学生物学的发展趋势
精准医学
基于个体遗传信息，实现个体化预防和治疗。
脂类
脂类在细胞膜的形成、维稳和 信号传导中起关键作用，同时 也是能量储存的重要分子。
生物大分子的合成和分解反应
1
合成
生物大分子的合成是通过聚合反应将
分解
2
单体结合而成，例如蛋白质的合成是 通过核酸指导下的翻译过程完成的。
生物大分子的分解是通过水解反应将
大分子分解为单体，例如蛋白质的降
解是由蛋白酶催化的。
生物大分子的结构和功能
蛋白质
核酸
碳水化合物
蛋白质是生物体内结构最复杂、 功能最多样的生物大分子，扮 演着细胞结构、酶催化、信号 传导等关键角色。
核酸是遗传信息的主要携带者， 包括DNA和RNA，负责存储、 传递和表达遗传信息。
碳水化合物是细胞能量供应和 结构支持的主要来源，也参与 细胞信号传导等重要生物过程。
蛋白质合成
《化学生物学》课件
化学生物学在生命科学、医学、农业等领域具有广泛的应用价值，对人类健康和生活质量的提高具有重要意义。
总结词
化学生物学在药物研发、疾病诊断和治疗、农业生物技术等方面发挥着重要作用。通过研究化学物质对生物体的影响，可以发现新的药物候选物和治疗策略，提高疾病的诊疗效果和人类的健康水平。同时，化学生物学在农业上也具有广泛应用，如农药的研发和植物生长调节剂的使用等。
化学生物学在环境污染物的生物效应研究中，关注污染物对生物体生理功能的干扰和破坏作用，探究污染物在生物体内的代谢和转化过程。
通过研究环境污染物的生物效应，有助于深入了解环境污染对生态系统和人类健康的危害，为环境污染治理和生态修复提供科学依据。
05
CHAPTER
化学生物学的未来展望
利用化学生物学方法发现和验证药物作用的靶点，为新药研发提供关键信息。
药物作用机制研究
化学生物学可以帮助深入了解药物与靶点的作用机制，预测药物在不同体内的效果和安全性，为新药研发提供理论支持和实践指导。
01
02
化学生物学还可以研究生物体内化学物质的合成、分解、代谢等过程，探究物种多样性的化学基础。
化学生物学在生物进化与物种多样性研究中，通过比较不同物种间化学成分和代谢途径的差异，揭示物种进化的规律和机制。
详细描述
总结词
化学生物学的发展经历了早期的化学与生物学的独立研究、20世纪后期的交叉融合以及现代的多元化和个性化研究三个阶段。
详细描述
化学生物学的发展历程可以追溯到早期的化学和生物学研究。在20世纪后期，随着学科交叉融合的深入，化学生物学逐渐形成了一门独立的学科。进入现代后，化学生物学的研究领域不断扩大，研究方法也日益多元化和个性化，为解决生命科学领域的问题提供了更多可能性。
化学生物学(基础化学研究生命过程)
RNAi（RNA介入）是一个双链RNA，一链具有与目标mRNA相同的序列和强抑制作用。RNAi最早于1995年在Celegans中的反义低聚物实验时被偶然发现。一般发现义和反义混合物较反义本身表现出对为mRNA更强的抑制作 用。进一步的研究证实不足量的双链足以完全抑制，而且表现出对序列的特定倍增。也已知它不但抑制蛋白质合 成，而且mRNA本身的量也在几小时内减少。虽然精确的机理仍然不甚了解，但是对抗病毒或转位子的天然防御机 制是其发生作用的一个模型。由于双链RNA在我们体内不多，一旦被发现就被自我防御机制视为异体，比如 RNaseH。这样的21-23mer的碎片被解链酶分为单链。单链将与mRNA结合，形成更多的双链，这就进入了倍增循 环。
虽然发现能够诱导需要的现象的化合物是最重要的前步骤，对与化合物反应的目标蛋白质的细致检查然后理 解其活性和角色才是真正的辛苦工作。如果需要的现象定义得好，是否存在活性化合物的研究结果可以在短时间 内显示。
在肌基质蛋白的例子中，当细胞结构迅速改变时，预计细胞结构的构建蛋白质受到进攻，可以使用带有荧光 标记的抗体观察细胞图像。然后是染色的肌球蛋白，它是体细胞的重要组成部分。绿色的是肌球蛋白，蓝色的是 核。
CDK的发展以正向法制得的嘌呤被用于在纯净的CDK1和CDK2上筛选酶抑制剂。之所以使用嘌呤是为了让嘌呤类物质 通过辅酶与ATP竞争结合位点。为了加速筛选过程，通过使用放射性标记的ATP和组蛋白在96圆片上使酶活化，然 后测量磷酸基自用硝基纤维素滤纸过滤出的蛋白质转移到组蛋白这过程中的所有的放射性。由olomocine起始 （IC507mM），几步重复之后我们得到约1000倍活化的purvalanol系列化合物。这些化合物同等程度抑制CDK1和 CDK2。这是因为两种酶都是通过非常相似的路线建立起来的，它们的ATP结合位点也相似。
化学生物学-第1章导论精品PPT课件
生物化学的基本内容包括： 发现和阐明构成生命物体的
分子基础生物分子的化学 组成、结构和性质； 生物分子的结构、功能与生 命现象的关系； 生物分子在生物机体中的相 互作用及其变化规律。
3、分子生物学的概念
分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一 门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子 的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为 研究对象，包括对遗传、生殖、生产和发育等生命 基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生 物奠定基础和提供新的手段。
2000年,人类基因组计划完成
化学生物学
❖ 生物有机化学 ❖ 生物无机化学 ❖ 生物物理化学 ❖ 生物分析化学 ❖ 生物高分子化学
三、化学生物学研究的中心任务
1、化学生物学研究一般都是从对生物体的生理或病理 过程具有调控作用的小分子生物活性物质开始，研究其 结构；发现其在生物体中的靶分子，研究这些物质与生 物体靶分子的相互作用，
二、化学生物学的起源ຫໍສະໝຸດ 有机化学无机化学化学
物理化学
分析化学
高分子化学
动物学
生物学
微生物学
化学生物学
化学
植物学
生物化学
生物学
分子生物学
现代生物化学可以说从德国的谢利研究各种动植物组织以及法 国的著名化学家拉瓦锡研究燃烧和呼吸叙述起，那是１８世纪 的下半叶，相当于清乾隆年间，距今２００多年的历史。人们 将这短短的历史划分为三个时期。 静态生物化学时期（1920年以前） 研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。 动态生物化学时期（1950年以前） 这是一个飞速发展的辉煌时期， 随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用，生 物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢途径及动态平衡、能 量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质 合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢 ，都基本搞清。
分子基础生物分子的化学 组成、结构和性质； 生物分子的结构、功能与生 命现象的关系； 生物分子在生物机体中的相 互作用及其变化规律。
3、分子生物学的概念
分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一 门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子 的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为 研究对象，包括对遗传、生殖、生产和发育等生命 基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生 物奠定基础和提供新的手段。
2000年,人类基因组计划完成
化学生物学
❖ 生物有机化学 ❖ 生物无机化学 ❖ 生物物理化学 ❖ 生物分析化学 ❖ 生物高分子化学
三、化学生物学研究的中心任务
1、化学生物学研究一般都是从对生物体的生理或病理 过程具有调控作用的小分子生物活性物质开始，研究其 结构；发现其在生物体中的靶分子，研究这些物质与生 物体靶分子的相互作用，
二、化学生物学的起源ຫໍສະໝຸດ 有机化学无机化学化学
物理化学
分析化学
高分子化学
动物学
生物学
微生物学
化学生物学
化学
植物学
生物化学
生物学
分子生物学
现代生物化学可以说从德国的谢利研究各种动植物组织以及法 国的著名化学家拉瓦锡研究燃烧和呼吸叙述起，那是１８世纪 的下半叶，相当于清乾隆年间，距今２００多年的历史。人们 将这短短的历史划分为三个时期。 静态生物化学时期（1920年以前） 研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。 动态生物化学时期（1950年以前） 这是一个飞速发展的辉煌时期， 随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用，生 物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢途径及动态平衡、能 量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质 合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢 ，都基本搞清。
生物化学绪论ppt课件(完整版)
作是最早的一部生物化学著作。 1864 Ernst Hoppe-Seyler分离血红蛋白并制成结晶。 1865 Johann Gregor Mendel提出“遗传因子”概念。 1868 Friedrick Miescher发现“核素”（核酸早期命名）。 1877 Ernst Hoppe-Seyler创立《生理化学杂志》。
1953 James D. Watson和Francis H. Crick提出 DNA双螺旋结构模型。
Maurice H.F.Wilkins和Rosalind Franklin发现 DNA螺旋结构。
Frederick Sanger完成胰岛素序列分析。
生化发展大事记
1955 Arthur Kornberg发现E. coli DNA聚合酶。 Mahlon Hoagland证明氨基酸参与蛋白质合成前需要 被活化。
➢ “燃烧”学说（Justus Von Liebig，19世纪20年 代） —动物通过呼吸获取空气中的O2，氧化分解摄 取的食物，产生水和CO2，并且释放热量，保持体 温，维持活力。
➢ 物质代谢概念的产生 —比希将食物分为糖、脂和蛋白质三大类主要
成分，并提出物质，生物化学是一门边缘学科，也是 生命科学领域重要的领头学科。
一、概念：
是研究生物体内化学分子与化学反应的 科学，它在分子水平上探讨生命的本质， 即研究生物体的分子结构与功能、物质 代谢与调节、及其遗传信息传递的分子 基础和调控作用的科学。
生化的初级阶段：生物体内的物质，如糖类、
脂类、蛋白质和核酸等等，它们的组成、结构、 性质、功能等
第一章 绪 论
Introduction to Biochemistry
生物：有生命现象 的物体 —— 新陈 代谢，遗传与繁殖
1953 James D. Watson和Francis H. Crick提出 DNA双螺旋结构模型。
Maurice H.F.Wilkins和Rosalind Franklin发现 DNA螺旋结构。
Frederick Sanger完成胰岛素序列分析。
生化发展大事记
1955 Arthur Kornberg发现E. coli DNA聚合酶。 Mahlon Hoagland证明氨基酸参与蛋白质合成前需要 被活化。
➢ “燃烧”学说（Justus Von Liebig，19世纪20年 代） —动物通过呼吸获取空气中的O2，氧化分解摄 取的食物，产生水和CO2，并且释放热量，保持体 温，维持活力。
➢ 物质代谢概念的产生 —比希将食物分为糖、脂和蛋白质三大类主要
成分，并提出物质，生物化学是一门边缘学科，也是 生命科学领域重要的领头学科。
一、概念：
是研究生物体内化学分子与化学反应的 科学，它在分子水平上探讨生命的本质， 即研究生物体的分子结构与功能、物质 代谢与调节、及其遗传信息传递的分子 基础和调控作用的科学。
生化的初级阶段：生物体内的物质，如糖类、
脂类、蛋白质和核酸等等，它们的组成、结构、 性质、功能等
第一章 绪 论
Introduction to Biochemistry
生物：有生命现象 的物体 —— 新陈 代谢，遗传与繁殖
生物化学 绪论(共46张PPT)
What is life science?
生命的基本特征：
5、生物对环境具有适应性
“适者生存”，进化就是生物适 应环境的结果。
生物对环境的变化有着微妙的应 答反应。
生命科学的研究不仅要研究 生物的个体，还要研究其与 环境的互作。
1859年，《物种 起源》引起了广泛
的关注。
生命的基本特征：
细胞是生命的基本组成单位 新陈代谢、生长和运动是生命的本能
的测定--这以后，核酸的研究进展很快，在
核酸一级结构测定和核酸人工合成方面取得 显著成果。
70年代，进入生物工程的研究。
基因工程、蛋白质工程、酶工程、细胞 工程、发酵工程等。
人类基因组计划
1984年开始讨论
1990 启动 2000 序列框架图完成
人类基因组计划实施以来的成就
1995 完成原核生物Hemophilus luenzae的基因组测序 1996 完成啤酒酵母的基因组测序 1997 完成大肠杆菌的基因组测序 2000 人类基因组序列框架（中国完成1%） 2000 拟南芥基因组序列（第一个高等植物） 2002 水稻基因组序列框架图（中国独立完成） 2003 中国家蚕基因组序列框架图
1993年 K.B. 穆利斯（美） 发明“聚合酶链式反应”法 M. 史密斯（加拿大）
开创“寡聚核苷酸基定点诱变”法
诺贝尔奖
诺贝尔化学奖
1997年 P.B.博耶（美）、J.E.沃克尔（英） J.C.斯科（丹麦）
发现人体细胞内负责储藏转移能量的离子传输 酶
2002年 约翰·芬恩（美）、田中耕一（日） 库尔特·维特里希（瑞士）
1953年 美国 Watson和英国
Crick DNA双螺 旋结构
DNA双螺旋结构的提出使生物化学发展到一 个新的阶段——分子生物学阶段
精品课件-生物化学PPT课件
生物化学 的概念
生物化学是阐明生物分子是如何相互作用而形成 复杂而高效的生命现象的科学。
生物化学是一门运用化学的原理和方法研究生命 现象的本质，揭示生命奥秘的科学。
简单地说生物化学就是生命的化学。
生物化学的 研究内容
① 研究构成生物体的分子基础生物分子的 化学组成、结构、性质和功能。
动态生物化学阶段：奠基时期(20世纪初-1950年)
由于分析鉴定技术的进步，尤其是放射性同位素示踪技术的 应用，生物化学进入深入发展时期。 –科学家对生物物质代谢进行了广泛深入的研究，基本阐明:
（1）酶的化学本质 （2）与能量代谢有关的物质代谢途径
机能生物化学阶段：大发展时期（1950- ）
素、辅酶、激素、核苷酸和氨基酸等。 其余都是某些生物小分子的聚合物，分子量很大，一
般在一万以上，有的高达1012，因而称为生物大分子，
如 多糖、脂、核酸和蛋白质。
1、碳架是生物分子结构的基础
• 碳元素一般占细胞干重的50％以 上。
• 碳原子既难得到电子，又难失去 电子，最适于形成共价键。
• 碳原子成键能力很强，且是四面 体构型，因此它自相结合可以形 成结构各异的生物分子骨架（碳 架）。
– 科学家对生物的研究已从整体水平逐步深入到细胞、 亚细胞、分子水平。伴随实验手段、技术（电镜、超 离心、色谱、电泳等）的不断改进，使得对生物大分 子结构及功能的研究也更加深入。
– 50年代以后生物化学迅猛发展，每年的诺贝尔生理 学/医学奖和化学奖的大部分奖项都是与生物化学领 域相关的。
– 美国、法国、德国、英国在近代生物化学发展史贡献 突出。
5、遗传学，研究核酸、蛋白质的生 物合
生物化学的应用
生物化学的原理和技术在生产实践中也得到 广泛的应用。如与农学、某些轻工业(如制药、酿 造、皮革、食品等)、医学都有密切关系，很多问 题都需要从生化的角度、利用生化的方法才能了 解。
生物化学PPT课件
生物化学的应用领域
01
02
03
04
医学研究
生物化学在医学领域中发挥着 重要作用，如疾病诊断、药物
研发和生理机制研究等。
农业生产
通过生物化学手段改良作物品 质、提高产量，以及研发新型
肥料和农药。
环境保护
利用生物化学方法处理环境污 染问题，如水体净化、土壤修
复等。
生物技术产业
生物化学在生物技术产业中具 有广泛应用，如基因工程、蛋
合成生物学
合成生物学是新兴的交叉学科，旨在设计和构建人工生物系统，实现新功能或 优化现有功能。通过合成生物学，科学家可以创建定制化的微生物，用于生产 燃料、药物和其他有用物质。
纳米技术与生物医学应用
纳米药物
纳米药物利用纳米技术将药物包裹在 纳米载体中，以提高药物的靶向性、 稳定性和生物利用度，降低副作用。 纳米药物在癌症治疗、疫苗开发等领 域具有广泛应用前景。
生物合成与分解代谢
生物合成
生物合成是指生物体利用简单无机物和单糖等合成复杂有机 物的过程。生物合成包括脂肪酸、蛋白质、核酸等物质的合 成。这些合成过程需要经过一系列酶促反应的完成。
分解代谢
分解代谢是指生物体将大分子有机物分解成小分子有机物和 无机物的过程。这些分解过程包括糖酵解、柠檬酸循环和氧 化磷酸化等。分解代谢是生物体获取能量和合成物质的重要 途径。
结论总结
根据实验结果和讨论，总结实验的结论，指 出研究的局限性和未来研究方向。
结果讨论
对实验结果进行深入分析和讨论，探讨结果 的合理性和科学性。
结论应用
探讨实验结论在实际生产和科研中的应用价 值和意义。
05
生物化学前沿研究
基因编辑与合成生物学
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体末端以及一些重要的肿瘤基因转录调节 区，具有这种特殊的结构序列. 因为肿瘤基
因表达的端粒维持机制和转录调节已成为 肿瘤药物设计的重要靶点，所以G一四链 体结构可能成为研究抗肿瘤药物的新靶
❖ 化学和物理科学的理论和技术的迅速发展， 为生物化学的研究提供了先进的方法和手 段，使人类有可能对生命现象中的前y沿问 题进行深入的研究。
化学生物学是利用化学的理论、研究方法和手段来探索生 物医学问题的科学。
❖ 生物化学是分子水平上研究生命科学的一 门学科，是生命科学的重要基础学科之一。 生物化学主要是应用化学的理论和方法来 生命现象，阐明生命现象的化学本质。
❖ 生物化学内容包括：发现和阐明构成生命 物体饿分子基础——生物分子的化学组成、 结构和性质；生物分子的结构、功能与生 命现象的关系；生物分子在生物机体中的 相互作用及其变化规律。
❖ 确定了蛋白质是生命的主要基础物质。生命的 许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼 吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系
❖ 确定了生物遗传的物质基础是DNA
当今化学与生物学日益融合渗透，对许多 生命现象的研究已经进入分子水平。
❖ 生命现象基本的化学本质已经开始被揭 示。
❖ 发现和阐明了构成生命现象的共同基础 和原则。
❖ 化学生物学的概念
化学生物学结合传统的天然产物化学、生物有机化学、生物无 机化学、生物化学、药物化学、晶体化学、波谱学和计算机化 学等学科的研究方法，大大拓展了其研究领域。化学生物学作 为新兴的交叉前沿研究领域，所发现和创制的新颖生物活性物 质将为医学和生物科学研究提供重要的研究工具，用来发现和 保证它们在生物体中的靶分子——对生理过程有调控作用的蛋 白质、核酸和糖的复合物等生物大分子，为开发新颖药物、临 床诊断和治疗提供新的途径。有的可能直接作为创制新颖药物 或农药的先导化学物，从而为医药、农业和环境等方面高新技 术的发展提供资源。
❖ 化学生物学的提出
❖ 历史状况
化学家对生命中的化学问题了解不够,大多 数情况:生命学家提出问题,化学家来做。
非共价力 分子识别 分子等
药物设计，超
基因研究 功能关系
❖ 面临挑战： 1.发展生物技术解决资源问题 如:作物杆发酵生产甲醇代替汽油 光合作用合成氢 高能氢 2.生物技术解决环境问题 3.人类健康和生活质量
化学生物学介绍 PPT
背景介绍
化学作为一门古老的科学对人类文明和社会进步贡献良 多，在绵化学 ❖ 中国古代化学发展 ❖ 四大发明 ❖ 化学在现代社会的地位
❖ 生物学，又称生命科学或是生物科学，是研究生 命物质结构、功能、发展规律及与环境之间相互 关系的科学。生物学这名词最早由法国博物学家 拉马克于1802年提出。
❖ 国外许多著名化学家在展望21世纪化学学科发展 时认为，研究解决生命现象中的化学问题，是化 学学科未来发展的主要动力，并提出了《化学生 物学》新的概念。Doyle和Coray提到“生物学 家致力于阐明自然（生命）的过程，而化学家则 习惯于如何去调控这一过程”。或许可以说成： 生物学家注意认识世界，而化学家则想改造世界。
组成了生物化学，分子生物学。本来学科的分分 合合是一个自然的现象，而现在看来又到了合的 时机。
❖ 在20世纪就已经在研究生命过程中发挥巨 大作用的化学学科的几个分支----生物有机 化学、生物无机化学、生物分析化学、结 构生物化学及研究内容不断深化的天然产 物化学，在新的世纪里被赋予新的内容合 活力。
DNA双螺旋结构模型,特点是两条碱基互补的DNA链,按碱基 配对原则,沿一条共同的轴平行盘绕,形成双螺旋结构。
❖ 三螺旋结构 ❖ 四螺旋结构
最常见的DNA是由两条互补链通过碱基配对
的方式所形成的双链螺旋结构。然而，某 些含有大量鸟嘌吟碱基重复序列的 DNA可 以形成四链螺旋结构，因此称为 G四链螺 旋 (或G一四链体)。人们发现在端粒染色
❖ 现代生物化学的发展深刻地影响着医药 科学和农业科学的发展。
大家学习辛苦了，还是要坚持 继续保持安静
❖ 沃森 Watson, James Dewey 美国生物学 家 克里克 Crick, Francis Harry Compton 英国生物物理学家
生命科学新的里程碑:DNA双螺旋 结构发现
❖ 生物化学中提出的化学问题和物理问题， 吸引了越来越多的化学家和物理学家的参 与。生物无机化学、生物有机化学、生物 电化学和生物物理学等交叉学科的产生和 发展，表明生命科学已经成为现代自然科 学发展的重要动力之一。同时，生物化学 的理论和技术，也对其它相关科学，特别 是化学的发展有着重要影响。
化学与生命科学的联系越来越密切，并先后分流
❖ 生物学是自然科学的一个门类。研究生物的结构、 功能、发生和发展的规律。以及生物与周围环境 的关系等的科学。生物学源自博物学，经历了实 验生物学、分子生物学而进入了系统生物学时期。
❖ 分子生物学的发展大致可分为三个阶段。一、准 备和酝酿阶段 19世纪后期到20世纪50年代初， 是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这 一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突 破：
❖ 分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的 的一门新兴边缘学科，。它以核酸和蛋白质等 生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息 传递过程中的作用为研究对象，包括对遗传、 生殖、生长和发育等生命本质特征的分子机理 的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础 和提供新的手段。
近年来出现了一批新兴的学术产物，以反映这一新领 域的发展。就在Harvard大学将化学系改名为化学生物 学系的同一年，一种刊名为Chemistry & Biology的新 刊物诞生了，这是化学生物学领域的第一个专门刊物， 这个刊物在倡导化学生物学研究和介绍这一领域的研 究成果方面发挥了重要的作用。另一种化学生物学的 专门刊物Current Opinion in Chemical Biology 出现在 两年后，刊物的两位主编-Scripps 研究所的生物学家 Donald Hilve 和剑桥大学的化学家Steven Vley在发刊 词中指出：尽管过去存在文化差异，化学家和生物学 家正日益寻求共同的基础来理解、模拟和控制自然界。
因表达的端粒维持机制和转录调节已成为 肿瘤药物设计的重要靶点，所以G一四链 体结构可能成为研究抗肿瘤药物的新靶
❖ 化学和物理科学的理论和技术的迅速发展， 为生物化学的研究提供了先进的方法和手 段，使人类有可能对生命现象中的前y沿问 题进行深入的研究。
化学生物学是利用化学的理论、研究方法和手段来探索生 物医学问题的科学。
❖ 生物化学是分子水平上研究生命科学的一 门学科，是生命科学的重要基础学科之一。 生物化学主要是应用化学的理论和方法来 生命现象，阐明生命现象的化学本质。
❖ 生物化学内容包括：发现和阐明构成生命 物体饿分子基础——生物分子的化学组成、 结构和性质；生物分子的结构、功能与生 命现象的关系；生物分子在生物机体中的 相互作用及其变化规律。
❖ 确定了蛋白质是生命的主要基础物质。生命的 许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼 吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系
❖ 确定了生物遗传的物质基础是DNA
当今化学与生物学日益融合渗透，对许多 生命现象的研究已经进入分子水平。
❖ 生命现象基本的化学本质已经开始被揭 示。
❖ 发现和阐明了构成生命现象的共同基础 和原则。
❖ 化学生物学的概念
化学生物学结合传统的天然产物化学、生物有机化学、生物无 机化学、生物化学、药物化学、晶体化学、波谱学和计算机化 学等学科的研究方法，大大拓展了其研究领域。化学生物学作 为新兴的交叉前沿研究领域，所发现和创制的新颖生物活性物 质将为医学和生物科学研究提供重要的研究工具，用来发现和 保证它们在生物体中的靶分子——对生理过程有调控作用的蛋 白质、核酸和糖的复合物等生物大分子，为开发新颖药物、临 床诊断和治疗提供新的途径。有的可能直接作为创制新颖药物 或农药的先导化学物，从而为医药、农业和环境等方面高新技 术的发展提供资源。
❖ 化学生物学的提出
❖ 历史状况
化学家对生命中的化学问题了解不够,大多 数情况:生命学家提出问题,化学家来做。
非共价力 分子识别 分子等
药物设计，超
基因研究 功能关系
❖ 面临挑战： 1.发展生物技术解决资源问题 如:作物杆发酵生产甲醇代替汽油 光合作用合成氢 高能氢 2.生物技术解决环境问题 3.人类健康和生活质量
化学生物学介绍 PPT
背景介绍
化学作为一门古老的科学对人类文明和社会进步贡献良 多，在绵化学 ❖ 中国古代化学发展 ❖ 四大发明 ❖ 化学在现代社会的地位
❖ 生物学，又称生命科学或是生物科学，是研究生 命物质结构、功能、发展规律及与环境之间相互 关系的科学。生物学这名词最早由法国博物学家 拉马克于1802年提出。
❖ 国外许多著名化学家在展望21世纪化学学科发展 时认为，研究解决生命现象中的化学问题，是化 学学科未来发展的主要动力，并提出了《化学生 物学》新的概念。Doyle和Coray提到“生物学 家致力于阐明自然（生命）的过程，而化学家则 习惯于如何去调控这一过程”。或许可以说成： 生物学家注意认识世界，而化学家则想改造世界。
组成了生物化学，分子生物学。本来学科的分分 合合是一个自然的现象，而现在看来又到了合的 时机。
❖ 在20世纪就已经在研究生命过程中发挥巨 大作用的化学学科的几个分支----生物有机 化学、生物无机化学、生物分析化学、结 构生物化学及研究内容不断深化的天然产 物化学，在新的世纪里被赋予新的内容合 活力。
DNA双螺旋结构模型,特点是两条碱基互补的DNA链,按碱基 配对原则,沿一条共同的轴平行盘绕,形成双螺旋结构。
❖ 三螺旋结构 ❖ 四螺旋结构
最常见的DNA是由两条互补链通过碱基配对
的方式所形成的双链螺旋结构。然而，某 些含有大量鸟嘌吟碱基重复序列的 DNA可 以形成四链螺旋结构，因此称为 G四链螺 旋 (或G一四链体)。人们发现在端粒染色
❖ 现代生物化学的发展深刻地影响着医药 科学和农业科学的发展。
大家学习辛苦了，还是要坚持 继续保持安静
❖ 沃森 Watson, James Dewey 美国生物学 家 克里克 Crick, Francis Harry Compton 英国生物物理学家
生命科学新的里程碑:DNA双螺旋 结构发现
❖ 生物化学中提出的化学问题和物理问题， 吸引了越来越多的化学家和物理学家的参 与。生物无机化学、生物有机化学、生物 电化学和生物物理学等交叉学科的产生和 发展，表明生命科学已经成为现代自然科 学发展的重要动力之一。同时，生物化学 的理论和技术，也对其它相关科学，特别 是化学的发展有着重要影响。
化学与生命科学的联系越来越密切，并先后分流
❖ 生物学是自然科学的一个门类。研究生物的结构、 功能、发生和发展的规律。以及生物与周围环境 的关系等的科学。生物学源自博物学，经历了实 验生物学、分子生物学而进入了系统生物学时期。
❖ 分子生物学的发展大致可分为三个阶段。一、准 备和酝酿阶段 19世纪后期到20世纪50年代初， 是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。在这 一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突 破：
❖ 分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的 的一门新兴边缘学科，。它以核酸和蛋白质等 生物大分子的结构及其在遗传信息和细胞信息 传递过程中的作用为研究对象，包括对遗传、 生殖、生长和发育等生命本质特征的分子机理 的阐明，从而为利用和改造生物奠定理论基础 和提供新的手段。
近年来出现了一批新兴的学术产物，以反映这一新领 域的发展。就在Harvard大学将化学系改名为化学生物 学系的同一年，一种刊名为Chemistry & Biology的新 刊物诞生了，这是化学生物学领域的第一个专门刊物， 这个刊物在倡导化学生物学研究和介绍这一领域的研 究成果方面发挥了重要的作用。另一种化学生物学的 专门刊物Current Opinion in Chemical Biology 出现在 两年后，刊物的两位主编-Scripps 研究所的生物学家 Donald Hilve 和剑桥大学的化学家Steven Vley在发刊 词中指出：尽管过去存在文化差异，化学家和生物学 家正日益寻求共同的基础来理解、模拟和控制自然界。