药物研究的生物化学基础
高中化学学史归纳整理版
高中化学学史归纳整理版一、古代化学的发展古代化学的起源可以追溯到古希腊、古罗马和古中国。
在古希腊，德谟克利特提出了物质是由无数微小不可分割的原子组成的理论，这被认为是原子理论的雏形。
古罗马时期的化学主要是研究金属的提炼和合金的制备，这为后来研究金属反应和金属离子提供了基础。
而古中国的化学则注重于药物和爆炸物的制备。
《周髀算经》是我国古代一本重要的数学和化学著作，其中涉及到了锻炼合金、调和药剂等实验。
二、近代化学的发展近代化学的发展可以追溯到17世纪的科学革命。
安托万·拉瓦锡提出了反应比例定律和氧的概念，这是化学定量分析方法的重要基础。
而还有其他一些杰出的科学家如达尔顿、贝尔塔隆、阿沙尔·博嘉顿等也做出了重要贡献。
19世纪初，约翰·道尔顿提出了原子理论，他认为物质由原子组成，不同元素的原子有不同的质量。
这一理论进一步巩固了原子学说的地位。
接下来，化学反应的化学方程式和电化学的发展也为化学的定量研究提供了更多的工具。
20世纪初，化学进入了一个全新的发展阶段。
玻尔提出了氢原子结构的理论，标志着原子结构研究的新进展。
除此之外，量子力学的发展和希尔伯特的基本原理也为原子结构提供了深刻理论基础。
这些发现和理论的推动，使得化学从实验为主向理论和实验相结合的方向发展。
三、现代化学的发展现代化学的发展主要包括了分析化学、有机化学、无机化学、物理化学和生物化学等多个分支领域。
这些分支不断推动着化学的发展。
分析化学主要研究物质的组成和结构，通过各种分析方法和技术来确定物质的组成以及测量物质性质。
有机化学主要研究有机化合物的合成、结构和性质。
这是化学中最广泛的分支领域之一，也是药物研究和生物化学的基础。
无机化学主要研究无机化合物、无机元素和无机反应。
无机化学的研究不仅有助于理解无机物质的性质和结构，还在材料科学、能源和环境方面具有重要的应用价值。
物理化学是化学与物理学的交叉领域，研究化学反应的动力学、热力学和量子化学等方面。
生物化学与医药的关系
生物化学与医药的关系生物化学是研究生物分子的化学结构、生物分子间反应的机制、生物分子在生物体内的代谢和调节等方面的科学。
它是生物学、化学、物理、数学等多学科的交叉学科。
医药学则是研究疾病的发生、发展及治疗的科学，它需要了解人体生理、生物化学、生物病理学等多个学科的知识。
生物化学和医药之间有着深刻的关系，下面将从以下几个方面进行综述。
1.生物化学与药物研发生物化学是研究药物作用机制的重要基础。
药物是通过与生物分子发生相互作用来改变生化反应来达到治疗目的的。
通过生物化学手段，可以深入理解药物的药效、药代动力学以及不良反应等。
药物的有效性、毒性、安全性、药代动力学等特性需要通过生物化学技术来分析评价。
因此，生物化学的精确分析、化合物的合成、生化通路的解析、酶的作用机制解析等都被广泛应用于药物研发过程中。
2.生物化学与疾病研究疾病是人类健康的主要威胁之一，疾病的病理生理基础可以通过生物化学手段进行深入探索和研究。
例如，疾病的遗传因素与蛋白质结构的变化之间的联系，通过生物化学技术研究合成的药物对蛋白质的作用机制，这些都可以为疾病的治疗提供有效的方法和技术支持。
由此，生物化学技术在疾病的关键分子机制研究中发挥着重要作用。
3.生物化学与临床诊断临床诊断是医学领域中非常重要的环节。
很多情况下，通过检测生物分子的变化来诊断疾病，例如测量血糖、蛋白质、代谢产物、药物代谢物等。
这些技术需要生物化学的基本理论知识以及现代检测技术。
如著名的酶联免疫吸附检测技术，ELISA 技术等。
因此，生物化学技术在临床诊断中也扮演着不可或缺的角色。
4.生物化学与治疗药物个体化治疗药物个体化是近年来药物研究的热点。
药物代谢的异质性、药物的安全性、剂量调整等问题都与生物化学相关。
个体化治疗需要充分了解个体生化反应的变化，以便调整剂量，避免不良反应等问题。
应用生物化学技术对药物代谢、效力、不良反应等方面开展深入研究，可以为治疗药物的个性化治疗提供丰富的理论和技术支持。
生物化学绪论药学方向
2020/3/26
Eduard Buchner(毕希纳) 德国生物化学家
(1860-1917)
发现无细胞发酵现象 The Nobel Prize in Chemistry 1907
2020/3/26
第二阶段 动态生物化学(20世纪初~中叶)
G.Embden，O.Meyerhof和 J.K.Parnas阐明了糖酵解，又称这 途径为Embden-Meyerhof-Parnas 途径，简称EMP途径
2020/3/26
内容提纲
绪论
• 1.生物化学的涵义 ⑴生物体的化学组成 ⑵物质代谢及其调节 ⑶遗传信息传递及其调控
• 2.生物化学的发展简史 • 3.生物化学与药学科学 • 4.生物化学的发展趋势
2020/3/26
一. 什么是生物化学？
简单说，生物化学是生命的化学。 生物化学是用化学的理论和方法作为
Paul Berg 202(01/39/2266-)
Walter Gilbert Frederick Sanger
(1932-)
(1918-)
动态生物化学(20世纪初~中叶)
40年代中期以后提出纤维 状蛋白质的螺旋结构，及蛋白 质是具有多肽链结构的物质， 打开了通往蛋白质与DNA分 子奥秘的大门。
神经传导 肌肉收缩
… 功能生物化学
分子生物学
动态生物化学
生物大分子：由某些结构单位按一定顺序和方式连接而 形成的多聚体，具有信息功能，也称为生物信息分子。
2020/3/26
2020/3/26
2020/3/26
2、生物化学发展简史
2020/3/26
生物化学发展简史
➢第一阶段：18世纪中叶（清朝乾隆年间）出现萌芽
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。
《生物化学基础》教学大纲
《生物化学基础》(104010007)（供国家基础药学理科基地班使用）一、说明1、该课程的目的和任务生物化学是研究生命的化学，亦即研究生命现象本质的一门科学。
是当代生物科学领域中发展最为迅速的学科之一。
它从分子水平来研究和阐述生物体（包括人类、动物、植物和微生物）内基本物质的化学组成和生命活动中所进行的化学变化（即代谢反应）的规律及其与生理机能关系的一门科学。
组成生物体的重要物质有蛋白质、核酸、糖类、脂类、无机盐和水分等，此外还有多种含量较少而对生命活动极为重要的维生素、激素和微量元素。
生物化学的任务之一就是研究这些基本物质的化学组成、结构、理化性质、生物功能以及结构与功能的关系，这些内容也被称为静态生物化学。
生物体内的各种基本物质在生命活动过程中不断地进行着互相联系，互相制约，互相对立而又统一的，多种多样，复杂而又有规律的化学变化。
这一系列化学变化就是生物体与外界环境进行的物质交换，称为新陈代谢。
它是生命的基本特征之一，是揭示生命现象本质的重要环节，代谢一停止，生命也就随之停止，所以生物化学的另一任务就是研究代谢的规律。
这些内容又被称为动态生物化学。
总之，生物化学的任务就是研究组成生物体基本物质的性质、结构与功能，以及这些物质在生命活动过程中所进行的化学变化的规律及其与生理机能的关系，从而阐明生命现象的本质，并把这些知识应用到社会实践中去，以达到征服自然和改造自然的目的。
2、课程的基本要求本大纲要求通过讲授及实验，使学生达到：(1)熟悉生物化学的含义和任务以及本课程在药学者的地位和重要性(2)掌握组成生物体基本物质的性质、结构、功能以及结构与功能的关系和验证这些性质的方法。
(3)掌握生物体内各种基本物质在生命活动中进行这的各种合成、分解代谢以及各种物质在代谢过程中互相联系，互相转换的规律。
以及研究这些内容的实验方法和技能。
3、学时安排51学时。
4、教材选用情况《生物化学》，姚文兵主编，人民卫生出版社，2011年，第7版二、教学内容和要求绪论【3课时】[基本内容]1、生物化学的定义、内容、研究目的及任务2、生物化学与医药卫生及工农业生产的相互关系，本学科与其他学科的关系及其在医药工业中的地位和重要性3、生物化学的发展概况、成就及其发展前景[基本要求]1、重点掌握生物化学的概念、内容和研究任务。
药物代谢和药物作用的分子基础
药物代谢和药物作用的分子基础药物是在医学治疗中产生卓越成就的一种化学分子。
药物的作用机制和代谢特性是药物研究的关键问题，也是药物在临床使用中的安全性和有效性的重要评估指标。
药物代谢和药物作用的分子基础是一门跨学科的科学，涉及药理学、生物化学、分子生物学、生理学、药物动力学等方面的内容。
本文将从分子水平上阐述药物代谢和药物作用的分子基础，为读者更全面深入地理解药物的作用机制和临床应用提供帮助。
一、药物代谢的分子基础药物代谢是指药物在体内的化学转化过程，分为药物的生物转化和药物的非生物转化两种方式。
其中，药物的生物转化是指药物在体内经过化学反应而由其代谢产生的化合物；药物的非生物转化是指药物在体内受到非生物因素的作用而发生的转化。
药物代谢的分子基础是药物代谢酶及其底物、药物代谢途径及其产物、药物代谢酶的基因和蛋白质、药物代谢酶的调控等。
1. 药物代谢酶及其底物药物代谢酶是指一类能够催化药物分子内特定化学键的水解、氧化、还原和基团转移反应的蛋白质。
药物代谢酶的主要种类包括细胞色素P450（CYP）、醛脱氢酶（ALDH）、酯酶（EST）等。
药物代谢酶的活性决定了药物在体内的代谢速率、代谢产物种类和代谢途径等。
药物代谢底物是指可被药物代谢酶识别并催化代谢反应的分子。
药物代谢底物的结构与药物代谢酶互作的机制是判断药物代谢途径的重要因素。
不同的药物代谢酶对应的药物代谢底物具有一定的互斥性，即它们在同一个底物上互相竞争，促进和抑制对方活性的发挥。
2. 药物代谢途径及其产物药物的代谢途径包括氧化、还原、水解和基团转移等。
药物代谢途径的分子基础主要是与药物代谢酶相关的分子结构和催化机制。
药物代谢的主要产物是药物代谢中间体和代谢产物。
药物代谢中间体是指药物分子在药物代谢酶的作用下产生的中间化合物，是药物代谢的关键环节。
药物代谢产物是指药物代谢反应的终产物，代表着药物代谢途径的方向和速度。
药物代谢产物的数量和代谢路径的选择是药物代谢酶催化的结果，与药物的结构、代谢酶的活性、药物代谢路线的高低、代谢酶的调节等因素有关。
生物化学在药物研究中的作用
生物化学在药物研究中的作用药物研究是一个复杂的过程，需要多个学科的交叉融合。
其中，生物化学作为一个重要的学科，在药物研究中有着不可替代的作用。
本文主要探讨生物化学在药物研究中的应用和贡献。
一、生物化学的基础生物化学是研究生物体内的分子结构、生物过程和生物分子之间相互作用的一门科学。
药物作为一种化学物质，它对生物体产生作用的机理也是在生物化学的分子层面上进行解释。
因此，生物化学的基础研究对药物研究具有重要的意义。
二、生物化学在药物发现中的作用药物发现是一个系统工程，需要从无数的化合物中筛选出具有治疗作用的药物。
在这个过程中，生物化学发挥着重要的作用。
1. 蛋白质结构解析药物的作用通常是与某些特定的蛋白质结合，从而影响它们的功能。
因此，蛋白质结构解析是药物发现过程中的关键环节。
生物化学通过技术手段，如晶体学和核磁共振等，来研究蛋白质的结构，从而揭示药物与蛋白质的作用机理。
例如，抗病毒药物洛匹那韦就是通过解析HIV病毒蛋白质的结构，发现了该药物对HIV病毒逆转录酶有强烈的抑制作用，从而开发了一种有效的治疗艾滋病的药物。
2. 酶促反应机制研究生物体内的很多反应都是由酶催化的。
药物的作用也常常通过影响某些特殊的酶来实现。
因此，对酶的反应机制的研究，对药物研究具有很重要的意义。
例如，头孢菌素是一种广泛应用的抗生素，它的作用机理就是通过与细菌的静止期特异性结合蛋白质结合，阻止其继续生长。
这种作用需要靠β内酰胺酶酶家族的催化作用来完成。
生物化学研究发现，头孢菌素分子中的羧酸侧链与β内酰胺酶中羟丙胺酸残基上的羟基形成酯键，从而发挥了它的治疗作用。
3. 分子对接模拟分子对接模拟是药物分子与生物体内特定蛋白质结合的计算模型。
借助这个技术，可以在化学库中筛选出具有治疗作用的分子。
生物化学通过对蛋白质与药物分子的分子对接模拟，可以预测药物的作用机理和效果，从而指导实验室的药物制备和临床试验。
例如，利用分子对接模拟技术，研究人员发现一种新型的口服抗凝药物——磺达肝癸钠与凝血酶结合，从而发挥抗凝作用。
生物化学应用的知识点总结
生物化学应用的知识点总结生物化学是现代生命科学发展的一个重要分支，它研究生物体内的化学反应和生物分子的结构、功能与代谢。
生物体内的代谢、遗传、生长、发育、免疫、生殖等生命现象是基于生物体内化学反应的结果。
同时，生物化学与生物学、化学、生物医学等领域紧密相关，对于研究生命过程、开发新药、治疗疾病等领域都有着重要的意义。
本文将从代谢、生物分子结构与功能、基因工程和生物技术四个方面详细介绍生物化学的应用知识点。
一、代谢代谢是生物体内的一系列化学反应，其主要功能是产生能量和维持生命。
代谢包括有机化合物的合成代谢和有机化合物的降解代谢。
在细胞内，代谢主要是通过酶催化进行的，酶是一种生物催化剂，能够提高化学反应的速率，从而促进代谢的进行。
在代谢过程中，涉及到许多生物分子，如葡萄糖、脂肪酸、氨基酸等，这些生物分子在生物体内通过一系列酶催化反应进行催化或合成或降解的过程，产生能量，提供生物体生长发育所需的物质和能量。
代谢反应的过程中，细胞内有一系列生物分子起着重要的作用，如辅酶、辅酶A、ATP等，它们参与到细胞内代谢反应的进行，是生物分子的一种重要应用。
辅酶是许多酶反应的辅助分子，如辅酶NAD+和FAD+在细胞呼吸中的作用，辅酶A在脂肪酸代谢中的作用等。
ATP是细胞内能量的一种储存形式，是细胞内代谢反应的重要参与者，其分解产生的能量可以用于细胞内的各种生命活动。
这些生物分子在生物体内的代谢过程中起着重要的作用，是生物化学应用的重要知识点。
二、生物分子结构与功能生命的基本单位是细胞，细胞内的生命活动依赖于许多生物分子的结构和功能。
生物分子包括核酸、蛋白质、多糖和脂类等，它们在细胞内起着不同的作用，如遗传信息的传递、细胞结构的支持、细胞信号的传递等。
生物分子的特定结构决定了其特定的功能，在生物化学应用中，研究生物分子的结构与功能及其相互关系具有重要意义。
核酸是生物体内的遗传物质，包括DNA和RNA两种类型，其结构由核苷酸组成，核苷酸由五碳糖、磷酸基团和氮碱基组成。
基础生物化学Biochemistry
PART 02
生物化学基础知识
REPORTING
WENKU DESIGN
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过共价键连 接。分子结构决定了分子的物理 和化学性质。
分子性质
分子的性质如稳定性、极性、溶 解度等，由其结构决定，影响其 在生物体内的功能和反应活性。
源等问题具有重要意义。
生物化学的发展推动了生命科学 领域的研究和技术进步，为人类 社会的可持续发展提供了重要的
支撑。
生物化学的发展历程
生物化学的发展始于19世纪，当时科 学家开始研究生物体内的化学成分和反
应过程。
20世纪初，随着科技的不断进步，越 进入21世纪，随着基因组学、蛋白质 来越多的生物化学家开始深入研究生物 组学、代谢组学等新兴领域的快速发展， 体内的各种化学反应和物质转化过程。 生物化学的研究范围和深度不断拓展，
营养与健康
生物化学有助于理解营养物质在体内的代谢和利用，为制定合理的膳 食计划和保持健康提供科学依据。
生物化学在农业中的应用
1 2
植物生理学
研究植物的生长、发育和代谢过程，有助于开发 新的农业技术，提高作物产量和品质。
农业环境保护
通过生物化学手段监测和治理农业环境中的污染， 保护土壤、水源和生态系统的健康。
生物化学是生物学和化学的交叉学科，旨在揭示生物体内的化学反应和物质转化过 程。
生物化学的研究范围涵盖了从分子水平到细胞、组织、器官和整个生物体的各个层 面。
生物化学的重要性
生物化学是生命科学领域的基础 学科，对于理解生命的本质和过
程至关重要。
生物化学在医学、农业、生物技 术等领域有着广泛的应用，对于 解决人类面临的健康、环境、能
生物医药技术从化学到药物：药物分子的合成、研究与应用
生物医药技术从化学到药物：药物分子的合成、研究与应用生物医药技术是一门涉及化学、生物学、药学等多学科的交叉学科，主要研究和应用化学技术来合成、研究和开发药物分子。
本文将从化学到药物的角度探讨生物医药技术的发展历程。
生物医药技术的研究和应用始于化学合成药物分子。
人们早在几百年前就开始使用植物、动物等天然物质来治疗疾病。
然而，天然物质的药效通常不稳定和副作用大，无法满足现代医学对药物的要求。
因此，化学家们开始尝试合成药物分子，以寻找更有效和安全的治疗方法。
药物分子的合成是生物医药技术的关键环节。
化学家们通过有机合成化学的方法，如碳碳键形成和官能团转移等，成功地合成了许多药物分子，如疾病治疗药物、抗生素、抗癌药物等。
合成药物分子不仅可以提高药物的纯度和药效，还可以调整药物的化学结构来改善药物的药代动力学性质，如吸收、分布、代谢和排泄等。
药物分子的合成技术为生物医药技术的发展奠定了基础。
药物分子的研究是生物医药技术的另一个重要方面。
药物分子的研究可以从分子层面揭示药物的作用机制，为药物的改进和优化提供理论依据。
生物医药技术研究人员利用分子生物学、生物化学、结构生物学等技术手段，可以研究药物分子与目标蛋白的相互作用，并揭示药物分子在细胞和组织水平上的作用机制。
药物分子的研究还可以通过计算和模拟的方法，预测和优化药物分子的活性、选择性和稳定性。
药物分子的研究为生物医药技术的发展提供了理论和实验基础。
药物分子的应用是生物医药技术的最终目的。
通过生物医药技术的研究和开发，许多药物分子已经成功应用于疾病的治疗和预防。
例如，抗生素可以通过抑制细菌的生长和繁殖来治疗感染性疾病，抗癌药物可以通过阻断肿瘤的生长和扩散来治疗癌症。
除了传统的小分子药物，生物医药技术还可以研发和应用生物药物，如蛋白质药物和基因治疗等。
药物分子的应用为生物医药技术的发展提供了实践和应用的平台。
综上所述，生物医药技术从化学到药物的发展历程中，药物分子的合成、研究和应用起到了关键作用。
生物化学与药物研发
生物化学与药物研发在现代医药领域中，生物化学是药物研发的核心之一。
生物化学研究了生物体内的各种化学过程和物质相互作用，通过深入理解生物分子的结构和功能，有望为新药物的发现和设计提供重要的理论和实践基础。
一、生物化学对药物研发的重要性生物化学是药物研发过程中不可或缺的一环。
通过研究生物体内的代谢途径、酶促反应和信号传导机制等生物化学过程，我们可以揭示药物与生物体的相互作用，并且从中获取有助于药物研发的关键信息。
例如，生物化学研究可以帮助我们理解药物在体内的代谢途径和药物转运蛋白的作用。
通过研究药物在体内的转化过程，我们可以评估药物的代谢稳定性和药代动力学特性。
这些信息对于药物的剂量设计、给药途径选择和药物疗效评估至关重要。
另外，生物化学研究还可以揭示药物与生物体内靶点之间的相互作用机制。
研究药物与靶蛋白的结合模式、影响因素和作用机制，有助于我们设计出更具选择性和高效性的药物。
二、生物化学在药物研发中的应用生物化学的研究方法和技术在药物研发中起着不可或缺的作用。
下面我们将介绍几种常用的生物化学方法和技术，它们在药物研发过程中的应用非常广泛。
1. 蛋白质工程蛋白质工程是一种通过改变蛋白质结构和功能的方法，常常用于药物研发中的靶标发现和酶制剂的改良。
通过改变蛋白质的氨基酸序列，我们可以调控蛋白质的稳定性、活性和结合特异性，从而设计出更具活性和选择性的药物。
2. 酶动力学研究酶动力学研究是研究酶催化反应速率和机制的一种方法，对于药物研发来说非常重要。
通过研究药物与酶的相互作用，我们可以揭示药物的抑制剂或激动剂机制，并优化药物的药理学特性。
3. 代谢酶研究代谢酶研究是研究药物代谢途径和代谢产物的一种方法。
通过研究药物在体内的代谢途径和代谢产物，我们可以评估药物的药代动力学特性，尤其是药物的代谢稳定性和药物相互作用潜力。
4. 信号通路研究信号通路研究是研究细胞内信号传导的一种方法。
在药物研发中，我们常常需要了解药物与细胞信号通路的相互作用，从而评估药物的效果和副作用。
生物化学与分子生物学在药物研究中的应用
生物化学与分子生物学在药物研究中的应用随着医学技术不断升级，人们对药物研究的需求也越来越大。
而生物化学与分子生物学作为现代医学的两大重要科学分支，已经在药物研究中发挥了越来越重要的作用。
它们可以帮助人们更深入地研究药物的作用机制、寻找新的药物靶点，为疾病治疗提供更加有效的方案。
下面将结合具体案例，探讨生物化学与分子生物学在药物研究中的应用。
1、生物化学在药物研究中的应用生物化学是研究生物分子结构和功能的科学，是生命科学中的基础学科之一，其成果广泛运用于医药、农业以及大气、水环境等生命领域。
其中在药物研究中，生物化学的应用主要有以下几个方面：（1）酶学研究酶是细胞内最为重要的催化剂，它们能够加速化学反应速率，从而改变机体的代谢过程。
而通过对药物作用的研究，我们可以发现某些药物与细胞内的特定酶相互作用，从而发挥药效。
比如，近年来被广泛用于抗癌治疗的卡培他滨，就是通过与细胞内的脱氧核糖核酸合成酶相互作用，抑制癌细胞的生长，发挥其治疗作用。
而研究这类药物的酶学特性，不仅有助于更好地发现和设计新型抗癌药物，还可以优化现有药物的治疗效果。
（2）蛋白质结构研究药物与蛋白质的相互作用是药物研究中的重要方面。
而蛋白质的结构是影响药物与其相互作用的主要因素之一。
通过生物化学手段，我们可以对各种复杂蛋白质的结构进行分析，并探究药物与其相互作用的机理。
比如，近年来被广泛研究的抗体药物，就是通过对特定蛋白质抗原的高亲和结合，从而发挥其治疗作用。
而了解这类药物与蛋白质的结构相互作用机理，可以发现和设计新型抗体药物，并在治疗恶性肿瘤、免疫性疾病等方面提供更有效的治疗方案。
2、分子生物学在药物研究中的应用分子生物学是研究生命科学分子结构、生物信息与生物功能的学科，它是现代生命科学的基础，已广泛运用于药物研究的各个方面。
目前，分子生物学已成为药物研究的重要手段之一。
其在药物研究中的应用主要有以下几个方面：（1）基因组学研究基因组学是研究基因组结构、功能和进化的学科。
药物设计的生命科学基础生物靶点
生物靶点的定义和种类
• 能够与药物分子结合并产生药理效应的生物大 分子现通称为药物作用的生物靶点。
2. 把识别和接受的信号准确无误的放大并传递 到细胞内部，启动一系列胞内生化反应，最 后导致特定的细胞反应。使得胞间信号转换 为胞内信号。
受体的主要特征
• 受体与配体结合的特异性 • 高度的亲和力 • 配体与受体结合的饱和性 • 靶组织特异性 • 结合可逆性
以受体为靶点
• 药物与受体结合才能产生药效。理想的药物必须具有高度的 选择性和特异性。
受体的分类
1. 细胞表面受体（surface receptor）:主要是同大的信号分子 或小的亲水性的信号分子作用
① 离子通道偶联受体（ion-channel linked receptor）：如 烟碱样乙酰胆碱受体
② G-蛋白偶联受体（G-protein linked receptor）：如M-乙 酰胆碱受体、肾上腺素受体
离子通道的类型
离子通道示意图
离子通道（Ion Channel)的生物学特性
• 心肌、血管平滑肌、骨骼肌及神经等细胞，都 是通过电活动形式来实现其兴奋性的发生和传 播
• 许多化合物、金属离子、动植物毒素等都可作 用于离子通道，影响可兴奋细胞膜上冲动的产 生和传导
• 出现异常，就会产生许多疾病，尤其是心血管 系统疾病
• 成为药物尤其是心血管药物设计的靶标
• 这方面的研究近年来进展较快。如：
– 作用于Na+通道的药物有奎尼丁、美西律、普罗帕酮等。
药学生物化学 pdf
药学生物化学是一门重要的学科，主要研究生物体内化学分子与化学反应的基础生命科学。
这门学科涉及到生物大分子如蛋白质、核酸和多糖等的结构、功能与代谢的研究，同时也关注这些生物分子在药物研发和治疗疾病中的应用。
药学生物化学对于药物研发具有重要意义。
药物研发可以针对某些生物化学过程，例如，他汀类降脂药物就是通过抑制脂质的合成来达到降脂的目的。
此外，药学生物化学也为药学从分子水平上研究正常或疾病状态下人体结构与功能乃至疾病预防、诊断与治疗提供了理论与技术，对推动药学的新发展做出了重要的贡献。
在药学生物化学的学习中，学生需要掌握生物化学的基本知识和实验技能，了解生物体内化学反应的基本原理和代谢途径，以及这些原理在药物研发和治疗疾病中的应用。
同时，也需要学习与其他学科的交叉知识，如分子生物学、遗传学和药学等，以便更好地理解和应用生物化学知识。
总之，药学生物化学是一门综合性强、应用广泛的学科，对于药物研发和药学领域的发展具有重要意义。
基础生物化学复习知识要点
基础生物化学复习知识要点一、绪论欢迎走进生物化学的奇妙世界！在开始我们这次的生物化学复习之旅前，先来梳理一下整个学习过程中的关键要点，理解生物化学的基础知识和核心概念，有助于我们更好地掌握这门学科的精髓。
别担心生物化学虽然听起来有点复杂，但其实它与我们日常生活息息相关，从食物消化到身体的新陈代谢，都离不开生物化学的知识。
那么接下来让我们一起回顾并加深我们对生物化学的学习记忆吧！让我们一起将知识点串联起来，巩固基础迎接新的挑战！1. 生物化学概述生物化学听起来好像是一个很高大上的学科，但其实它与我们日常生活息息相关。
你想知道食物是如何被身体消化吸收的？为什么有时候我们会感到疲劳，休息后又能够恢复活力？这些日常生活中的小问题，都是生物化学研究的范畴。
简单来说生物化学是研究生物体内化学过程和化学反应的学科。
就像在家里做饭一样，生物体内的各种“食材”（比如蛋白质、糖类、脂肪等）需要通过一系列的“烹饪”过程（也就是化学反应）来转化为身体能够利用的能量。
在这个过程中，还有许多“调料”（比如酶）起着关键的作用。
了解这些基础知识，不仅能帮助我们更好地理解生命的本质，还能指导我们如何更好地照顾自己。
接下来我们就一起来深入了解一下生物化学的主要知识点吧！2. 生物化学在医学领域的重要性接下来我们来谈谈生物化学在医学领域的重要性，生物化学不仅仅是医学的一个分支，它更像是打开人体奥秘的一把钥匙。
有了生物化学的知识，我们能够更深入地理解我们的身体是如何运作的。
让我们更详细地看看这个神奇的世界。
首先大家都知道，身体健康是一切美好生活的基础。
想要维护身体健康，就需要了解身体的内部运作机制。
生物化学就像是解读身体语言的专家，帮助我们理解身体发出的每一个信号。
在医学领域，生物化学的作用更是不可忽视。
无论是疾病的预防、诊断还是治疗，都离不开生物化学的帮助。
其次在疾病诊断方面，生物化学提供了许多检测手段。
比如通过检测血液中的生化指标，我们可以了解身体的健康状况，及时发现潜在的问题。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
根据生物大分子的特性采用多种分离手段交 互进行
生物大分子类药物分离纯化的主要原理 1. 根据分子形状和大小不同的分离方法
差速离心、透析、超滤和凝胶过滤等
2. 根据分子电离性质（带电性）不同的分离 方法
离子交换法、电泳法和等电聚焦法
3. 根据分子极性大小与溶解度不同的分离方 法
4. 密度梯度离心
原理：颗粒的沉降取决于它的大小和密度， 在具有密度梯度的介质中离心时，质量和密 度大的颗粒比质量和密度小的颗粒沉降得快， 且沉降到与自身密度相等的介质密度梯度时， 即停止不前。
常用的密度梯度：
• 蔗糖梯度 • CsCl梯度
蔗糖梯度离心
CsCl梯度离心
2. 根据分子电离性质不同的分离方法 ① 离子交换层析法 ② 电泳 ③ 等电聚焦
2. 有些目的物在生物材料中含量极微
只达万分之一、十万分之一、甚至百万分之 一，因此分离纯化步骤多，难于获得高收率。
3. 生物活性成分易变性、破坏
生物活性成分离开生物体后，易变性破坏， 分离过程必须十分小心，以保护有效物质的 生物活性。
4. 生物药物制造受理化因素和生物学因素影 响
制造工艺几乎都在溶液中进行
• CM-Sephadex
2. 电泳
电泳原理：在外电场的作用下，带电颗 粒向着与其所带电荷相反的电极方向移 动的现象。
常用电泳方法：
• 聚丙烯酰胺凝胶电泳（Polyacrylamide gel
electrophoresis）
• 琼脂糖凝胶电泳
电泳槽
电泳仪
聚丙烯酰胺凝胶电泳
3. 等电聚焦电泳(IEF, Isoelectric focusing electrophoresis)
生物药物主要包括生化药物、微生物药物、 生物技术药物和生物制品，这些药物是以 生物学和化学相结合的手段，以生物材料 为原料制取的。
制造技术具有如下特点：
1. 目的物存在于组成非常复杂的生物材料中
一种生物材料含有成千上万种成分，各种化 合物的形状、大小、分子形式和理化性质各 不相同，其中不少还是未知物，而且有效物 质在制备过程尚处于代谢动态中，故常常无 固定工艺可循。
• 高盐浓度时，破坏蛋白质水化层并且中和 • 电荷，促使蛋白质颗粒相互聚集而沉淀。
③ 分配层析
混合物的各组分在固定相和流动相中的分配 情况不同，具有不同分配系数的各种成分以 不同的速度移动而得以分离。
④ 有机溶剂分级分离
4. 根据配基特异性不同的分离方法
亲和层析法(afinity chromatography )：生物 高分子物质能与相应专一配基分子可逆结合， 配基通过共价键牢固地结合于固相载体上制 得亲和吸附系统。样品中的目的物在一定条 件下，能以次级键与已固定化的配基结合， 而杂质则不被吸附，分去杂质后，更换条件， 使高分子物质重新解离而被纯化。
1. 透析
原理：利用生物大分子不能通过半透膜 的性质，将其与小分子物质分开。
常用的半透膜：
• 玻璃纸、火棉 • 纸或其他改型的纤 • 维素材料
2. 超滤
原理：利用压力或离心力，强行使水和其他 小分子溶质通过半透膜，而大分子物质被截 留在膜上
3. 凝胶过滤
介质：凝胶颗粒（内部是多孔的网状结构） 原理：不同大小的分子所经的路径不同
由于生物药品对环境变化十分敏感，结构与 功能关系多变复杂，因此对其均一性的评估 常常是有条件的，或者只能通过不同角度测 定，最后才能给出相对“均一性”结论。只 凭一种方法得到的纯度结论往往是片面的， 甚至是错误的。
二、生物药物分离制备方法的 主要原理
（一） 小分子生物药物的制备方法
根据不同组分分配率的差别进行分离如：溶 剂萃取，分配层析，吸附层析，盐析，结晶 等
原理：在外电场作用下，带电颗粒在具 有pH梯度的介质中泳动，并停留于等 于其等电点的pH梯度处，形成一个很 窄的区带。
分辨率：
• 0.02的pI差异即可分开。
pH梯度的形成：两性电解质
2D Electrophoresis
3. 根据分子极性大小与溶解度不同的分离方 法
① 等电点沉淀
• 使蛋白质所带白质的等电点。 • 等电点时溶解度最低 ② 盐析
• 适用于小分子离子化合物的分离
2. 大孔型离子交换树脂：
• 适用于较大分子物质的分离、精制
3. 离子交换纤维素：
• 适用于大分子物质的分离 • DEAE-C 二乙氨基乙基纤维素 • CM-C 羧甲基纤维素
4. 离子交换凝胶：
• 适用于大分子物质的分离， • 离子交换与分子筛作用结合起来
– DEAE-Sephadex
1. 离子交换层析法（Ion exchange chromatography)
原理：利用离子交换剂上的可解离基团（活 性基团）对各种离子的亲和力不同而达到分 离目的的一种层析分离技术。
介质：离子交换树脂
• 阳离子交换树脂 • 阴离子交换树脂
阴离子交换
阳离子交换
离子交换介质简介：
1. 普通的离子交换树脂：
温度、pH、离子强度 对溶液中各种组分的综合影响常常难于固定 以致许多工艺设计理论性不强
5. 生物药物常采用“多阶式”法
即“逐级分离”法。
纯化一种有效物质常常要联用几个，甚至十 几个步骤并变换不同类型的分离方法交互进 行才能达到目的。
为了保护目的物的活性及结构完整
6. 生物药物的均一性检测与化学上的纯度概 念不完全相同
第一节 生物药物制造的生物化学基础 第二节 药物质量控制的生物化学基础 第三节 药理学研究的生物化学基础 第四节 与药物设计有关的生物化学原理
第一节 生物药物制造的生物化学基础
一．生物药物制备方法的特点 二．生物药物分离制备方法的主要原理 三．生物合成技术原理 四．生物技术原理
一、生物药物制备方法的特点
溶剂提取法、分配层析法、盐析法、等电点 沉淀法和有机溶剂分级沉淀法
4. 根据配基特异性不同的分离方法
亲和层析法
精制一个具体药物，常需要根据它的多种 理化性质和生物学特性，采用多种分离方 法进行有机结合，方能达到预期目的。
分离纯化生物大分子的原理
1. 根据分子形状和大小不同的分离方法
① 透析 ② 超滤 ③ 凝胶过滤 ④ 密度梯度离心