生物化学 绪论 PPT课件
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《生物化学课件绪论》PPT课件
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细胞信号传导途径和受 体介导作用
细胞信号传导途径概述
细胞信号传导的定义 细胞信号传导是指细胞外因子通过与细胞表面受体结合， 引发细胞内一系列生物化学反应的过程。
信号传导途径的分类 根据信号分子的性质和受体的类型，细胞信号传导途径可 分为离子通道介导的信号传导、G蛋白偶联受体介导的信 号传导、酶联受体介导的信号传导等。
现状
生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，涉及基因工程、 蛋白质工程、代谢工程等多个方面；生物化学技术在医学、农 业、工业等领域得到广泛应用。
生物化学在医学领域重要性
疾病诊断
生物化学方法可用于检测血液中特定 生物标志物的含量，从而辅助诊断疾 病。
药物研发
疾病预防与治疗
生物化学可以帮助揭示疾病发生的分 子机制，为预防和治疗提供新思路和 新方法。例如，针对代谢性疾病的个 性化营养干预措施。
录因子、RNA结合蛋白等）的相互作用。
基因表达异常与疾病发生关系
1 2 3
基因表达异常类型 包括基因过表达、基因沉默、基因突变等。
基因表达异常与疾病的关系 基因表达异常可导致细胞功能异常，进而引发各 种疾病，如癌症、神经退行性疾病、自身免疫病 等。
疾病中的基因表达调控异常 在疾病状态下，基因表达调控网络往往发生紊乱， 如转录因子异常、表观遗传修饰改变等。
靶向药物设计和应用前景
靶向药物设计策略
针对特定基因或蛋白质的异常表达或功能，设计能够特异性结合并调节其活性的药物。
靶向药物的优势
相比传统药物，靶向药物具有更高的特异性和更低的副作用，能够更精确地治疗疾病。
靶向药物的应用前景
随着基因组学和蛋白质组学等技术的发展，越来越多的疾病相关基因和蛋白质被发现，为靶 向药物的设计提供了更多潜在靶点。同时，随着人工智能和大数据等技术的应用，靶向药物 的设计和筛选将更加高效和精准。
生物化学--绪论 ppt课件
2008年化学诺贝尔奖得主
马里奥· 卡佩基
马丁· 埃文斯
3 名科学家获诺贝尔生理学或医学奖。
成果:发现了端粒和端粒酶保护染色体的机理 。
人类端粒DNA结 构
2010年?
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2010年诺贝尔医学或生理学奖
1998年7月20日，罗伯特·爱德华兹与两名试管婴儿索菲和 杰克·埃梅瑞在伦敦庆祝他们的两岁生日。
阿弗拉姆-赫尔什科 （以色列）
伊尔温-罗斯 （美国）
2004~化学奖 获奖原因：发现了蛋白质降解过程的机理 。
19
J. Robin Warren 和 Barry J. Marshall
（澳大利亚）
2005年诺贝尔生理学或医学奖
——幽门螺杆菌的发现
20
安德鲁•菲尔 （美国）
克雷格•梅洛 （美国）
2006年度诺贝尔生理学或医学奖 他们发现了RNA干扰现象
21
马里奥-卡佩奇 马丁-埃文斯 奥 利弗-史密斯 2007年,三位科学家“在涉及胚胎干细胞和哺乳动物DNA重 组方面有着一系列突破性发现”，为“基因靶向”技术的发 展奠定了基础。
22
2008年，诺贝尔医学奖公布 德法科学家“平分”奖金。 成果:楚尔豪森发现人乳头瘤病毒引发子宫颈癌，将获得 总共140万奖金中的一半。而两名法国人西诺斯和蒙塔尼 耶因发现人类免疫缺陷病毒（HIV）将分享剩下的70万美 元。
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“人类基因组测序和作图”计划
1985年，美国科学家率先提出“人类基因组
测序和作图”计划（简称 HGP ）。国际合作始于 1990年。 该计划的核心就是测定人类基因组的全部 DNA 序列，从整体上破译人类遗传信息，以使人
生物化学绪论 ppt课件
1958年 生理学或医学奖 George W．Beadle（美国）Edward L．Tatum（美国），发现化学反 应对基因的控制和影响 Joshua Lederbeng（美国），发现细菌中遗传物质的基因重组和组织 化学奖 rederick Saflger（英国），蛋白质，特别是胰岛素结构的测定 1957年 化学奖 Alexander R．Tod（英国），核苷酸和核苷酸辅酶的研究 1955年 生理学或医学奖 Axel．T．Theorell（瑞典），发现氧化酶的性质和作用方式 1953年 生理学或医学奖 Hans A．Krebs（英国），发现柠檬酸循环 Fritz A．Lipthann（美国），发现辅酶 A及其在中间代谢中的重要性 1952年 化学奖 Archer J．P．Mrtin和 Richard L．M.ynge，发明分配层析
1902：表明蛋白质为多肽链 1903：分离出第一个激素：肾上腺素 1905：明确“激素”一词 1911：明确“维生素”一词 1912：指出生物氧化为脱氢作用 1913：提出酶动力学理论 1914：指出生物氧化由铁激活氧而来 1926：分离出第一个维生素：维生素B1；结晶出第一个酶：脲酶 1929：发现“活性磷酸”ATP；鉴定出“呼吸酶类”为血红素化合物 1929-1934：分离出四种类固醇激素 1932：发现鸟氨酸循环 1935：分离出第一个结晶病毒：烟草花叶病毒 1936：指出维生素为辅酶的组成成分 1937：将柠檬酸循环模式化 1938：发现转氨基作用 1939：发现氧化磷酸化作用
2002年，悉尼·布伦纳（Sydney Brenner，英国），罗伯特·霍维茨（H. Robert Horvitz，美国），约翰·苏尔斯顿（John E. Sulston，英国），发现器官发育和细胞程 序性细胞死亡（细胞程序化凋亡）的遗传调控机理 。
生物化学1.绪论PPT课件
1.3 研究新陈代谢规律及其调控是开发微生物发酵工业 的基础
氨基酸、酶（含遗传工程酶）、抗生素、植物生长激 素、维生素C等也可通过微生物发酵手段进行生产。发酵 产物的提炼和分离及下游加工技术也必须依赖于生物化学 理论和技术。此外，研究微生物新陈代谢过程及其调节控 制对于选育高产优质的菌株﹑筛选最佳发酵理化因子及提 高发酵效率具有指导意义。
蛋白质
该法则是生物体传递并表达遗传信息的基础。
生物体内的代谢网络非常复杂，而生物体的各种反 应却能有条不紊的进行，这是受到精密的调节机制调控 的，其中包括细胞或酶水平的调节以及激素和神经系统 的调节。
2）和 3）这部分内容反映生物体内物质能量转化的动态 过程，被称为动态生化。
2. 生物化学与药学科学
生物化学是一门重要的医药学基础课程，也 是现在发展最快的学科之一，它从分子水平阐明 生命现象本质，是学习、认识疾病，认识药物治 病原理不可缺少的基础。同时，生物化学基础研 究及其技术的发展与现代药学科学的发展具有越 来越来密切的联系，呈现了巨大的应用潜力。
生化往往是阐明机理，选择合理工艺途径， 提高产品质量，探索新工艺，研制新产品的理论 基础。
1.2 生物化学理论和方法促进生物药物研究与开发
生化药物是一类采用生化方法化学合成从生物体分离、纯 化所得并用于预防、治疗和诊断疾病的生化基本物质。这些 药物的特点是来自生物体，基本生化成份即氨基酸、肽、蛋 白质、酶与辅酶、多糖（粘多糖类）脂质、核酸及其降解产 物。这些物质成分均具有生物活性或生理功能，毒副作用极 小，药效高而被服用者接受。生化药物在制药行业和医药上 占有重要地位。如氨基酸、核苷酸（所谓基因营养物）、 SOD、 紫杉醇等已经应用于临床治疗。
生物化学(Biochemistry)
生物化学01绪论 ppt课件_
5 如何学习生物化学？
✓掌握基本概念，抓住重点； ✓重点掌握化学本质、结构特点与功能； ✓分析、比较、归纳 ； ✓学以致用，理论联系实际，重视实验课程； ✓课堂学习和课外阅读相结合； ✓结合每章习题，及时复习巩固所学知识。
6 教材及参考书
• 蛋白质和核酸是生命的最基本物质。
• 构成蛋白质的氨基酸有20多种（还有一些氨基核酸有两个基本特征和功能：一是核酸的自我复制， 二是核酸能指导、参与合成生物所特有的蛋白质。
3.1 新陈代谢
• 新陈代谢：生物体从环境摄取营养物转变为自身 物质，同时将自身原有组成转变为废物排出到环 境中的不断更新的过程。
4 学习食品生物化学的目的
• 充分理解食品的物质组成、各类营养物质的结构、 理化性质、对人体的营养作用以及其在人体内的代 谢过程和规律。
• 从分子水平理解人类的物质需要及食品各成分对人 类的影响及重要意义。
• 为从事食品科学与工程的研究和生产奠定科学思维 及实验技能。
• 食品资源的高效利用、食品加工技术水平的不断提 升、食品生物技术的应用拓展都需要生物化学的原 理与技术。
……
• 1953年，J. D. Watson和F. H. Crick提出了DNA双螺旋三 维结构模型，为阐明遗传信 息贮存、传递、表达，揭开 生命的奥秘奠定了基础。
• 1958年，Crick提出中心 法则。
• 1965年，中国成功地人工合成了牛胰岛素。这是 世界上第一个人工合成的蛋白质。
…… • 1985年，Mullis等发明了聚合酶链式反应
• 新陈代谢包括同化和异化两个基本过程。
• 同化作用：生物体不断地从外界摄取氧、水、蛋 白质、糖、脂类、无机盐和其他营养物质，通过 一系列化学反应，将这些转化为自身物质。
生物化学 绪论(共46张PPT)
二十一世纪
生命科学的世纪
人口与粮食 健康与疾病 环境与生态 能源与资源
What is life science?
热爱生命而喜欢生命科学是一份天然, 生命科学的三“神”：神秘、神妙、神圣
学习生命科学是一种荣幸和享受
What is life science?
生命的基本特征：
1、细胞是生物的基本单
位
生物体内的生化反应由基因控制
1962年 J.D.沃森（美）、F.H.C.克里克、 M.H.F.威尔金斯（英）
发现核酸的分子结构及其对住处传递的重要性
1968年 R.W.霍利、H.G.霍拉纳、M.W.尼伦伯 格（美）
研究遗传信息的破译及其在蛋白质合
成中的作用
诺贝尔生理或医学奖
1972年 G.M.埃德尔曼（美）、R.R.波特（英）
发明了对生物大分子进行确认和结构分 析的方法和发明了对生物大分子的质谱
分析法
诺贝尔奖
诺贝尔化学奖
2003年 彼得·阿格雷（美）、罗德里克·
麦金农（美） 在细胞膜通道方面做出的开创性贡献。
2004年
阿龙-西查诺瓦、阿弗拉姆-赫尔什 科（以）和伊尔温-罗斯（美）
泛素调节的蛋白质降解
诺贝尔生理或医学奖
counterparts for a mean percent
Fujiyama et al, 2002, Science, 295: 131-134
What is life science?
生命的基本特征：
4、生物具有个体发育和进化的历史
正常的生物都具有从生到死的完整生命 过程，即生活史。
生物个体不断繁衍后代，无数个体失 活史串联起来就构成了生物的进化史， 遗传和变异结合的后果。
1-生物化学绪论PPT课件
❖ 1940年 德国科学家Embden、Meyerhof和Parnas
糖酵解代谢途径；
❖ 脂肪酸的β-氧化等等
-
9
3.从1953年 ～ 至今---分子生物学阶段
❖ 物质代谢研究进一步 发展，焦点是蛋白质 与核酸。
❖ 标 志 ： 1953 年 ， Watson 和 Crick 提 出 DNA 的 双 螺 旋 结 构 模 型。
1960 S. B. Weiss、A. Stevens和J. A. Hurwitz三 个研究组分别发现RNA聚合酶。
1961 Francis Jacob和Jacques Monod提出操纵 子理论。 Synney Brenner和Crick证明遗传密码由3个连 续碱基组成。 Marshall Nirencerg等- 揭示UUU、CCC密码。 21
1939 Cyrus H. Fiske、Yellapragada Subbarow和Karl Lohman分别发现ATP。
1941 Fritz Lipmann提出ATP循环学说。
George Beadle和Edward Tatum提出 “一个基因一个酶”的假说。
1944 Oswald T. Avery、Colin M. Macleod、 Maclyn McCarty完成细菌转化实验。
-
5
3. 遗传信息的贮存、传递与表达
涉及复制、转录、 翻译及基因表达调 控等的各个过程， 与遗传、变异、生 长、分化等关系密 切。
-
6
三、生物化学发展简史
1. 19世纪末以前---生物化学的初级阶段
❖ 主要研究生物体的化学组成,如糖类、脂类、蛋 白质和核酸等，它们的组成、结构、性质、功 能等
❖ 重要贡献有：系统研究了糖、脂和氨基酸的性 质，并发现了重要的遗传物质—— 核酸。
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-ppt课件
绪论
物 质 代 谢 总 图
绪论
二、生物化学发展简史
1、准备和酝酿阶段（4000多年前）。 公元前22世纪 夏禹时代 酿酒 公元前12世纪 商周时代 制酱、制醋 公元前4世纪 葛洪 海藻治疗瘿病 唐代孙思邈 米糠熬粥治疗脚气病、猪肝治疗雀目 明代李时珍 《本草纲目》
绪论
2、描述的或有机生物化学发展时期（1770～1903，静态生 物化学阶段）大约从十八世纪中叶到二十世纪初，主要 完成了各种生物体化学组成的分析研究，发现了生物体 主要由糖、脂、蛋白质和核酸四大类有机物质组成。
小结
掌握生物化学的概念及研究内容
这堂课学到 了什么呢？
绪论
熟悉生物化学的发展历程及发展前景
了解生物化学与其它学科的关系
绪论
参考书
张邦建：生物化学。高等教育出版社出版。2009 沈同、王镜岩主编，生物化学。高等教育出版社出
版 童坦君: 生物化学。北京: 北京大学医学出版
社.2019。 周爱儒:生物化学(第5、6版)。北京:人民卫生出版
氨基酸 多肽类药物 蛋白质药物 多糖类药物 酶和辅酶 核酸类药物 脂类药物
抗生素 维生素 氨基酸 核苷酸 酶和辅酶 酶抑制剂
血液制品 基因工程药物
基因药物 诊断试剂 菌疫苗
中药
化学药物
生物药物
绪论
四、生物化学的应用与发展前景 农业：养殖用的多肽激素、生物杀虫剂、生物固氮 国防：生物武器-生化危机 医学领域：疾病的研究、诊断治疗 工业：食品工业（添加剂）、发酵工业（维生素、 氨基酸、酶制剂-）、生物制药工业
绪论
生物化学是一门重要的科学！
所有疾病都和生物化学有关系！ • 生物大分子结构改变 • 生物大分子数量改变 • 参与代谢的酶改变 • 代谢过程改变
《绪论生物化学》PPT课件
利用计算机技术对生物信息进行 存储、管理和分析，如基因组学 、蛋白质组学等。
24
生物化学在医学领域应用前景展望
01
疾病诊断
通过检测生物标志物 的变化，实现疾病的 早期诊断和个性化治 疗。
02
药物研发
利用生物化学原理， 设计高效、低毒的药 物，提高治疗效果。
03
基因治疗
通过改变患者的基因 信息，治疗遗传性疾 病和某些难治性疾病 。Leabharlann 2024/1/2419
细胞信号传导途径和受体类型介绍
01
02
03
细胞信号传导途径
包括细胞外信号分子与受 体结合、信号转导分子激 活、细胞内信号传递和细 胞应答等步骤。
2024/1/24
受体类型
主要有G蛋白偶联受体、 酪氨酸激酶受体、离子通 道偶联受体等。
信号分子
如激素、神经递质、生长 因子等，与受体结合后引 发细胞内的信号转导。
达模式，与多种疾病的发生发展密切相关。
微生物感染与基因表达异常
03
微生物感染可引起宿主基因表达的改变，导致免疫应答失调、
代谢紊乱等病理过程。
17
靶向药物设计原理举例
靶向转录因子的小分子药物
通过干扰转录因子的功能，调控特定基因的表达，如针对肿瘤相关转录因子的抑制剂。
2024/1/24
靶向信号传导通路的药物
2024/1/24
12
脂类代谢及调控机制
2024/1/24
脂肪酸的合成与分解
脂肪酸是脂类的主要组成部分，其合成主要发生在肝脏和 脂肪组织，而分解则主要发生在脂肪组织。脂肪酸的合成 与分解受到多种激素和酶的调节。
甘油三酯的代谢
甘油三酯是体内脂类储存的主要形式。其在脂肪组织中的 合成与分解受到胰岛素、胰高血糖素等激素的调节。
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生物化学在医学领域应用前景展望
01
疾病诊断
通过检测生物标志物 的变化，实现疾病的 早期诊断和个性化治 疗。
02
药物研发
利用生物化学原理， 设计高效、低毒的药 物，提高治疗效果。
03
基因治疗
通过改变患者的基因 信息，治疗遗传性疾 病和某些难治性疾病 。Leabharlann 2024/1/2419
细胞信号传导途径和受体类型介绍
01
02
03
细胞信号传导途径
包括细胞外信号分子与受 体结合、信号转导分子激 活、细胞内信号传递和细 胞应答等步骤。
2024/1/24
受体类型
主要有G蛋白偶联受体、 酪氨酸激酶受体、离子通 道偶联受体等。
信号分子
如激素、神经递质、生长 因子等，与受体结合后引 发细胞内的信号转导。
达模式，与多种疾病的发生发展密切相关。
微生物感染与基因表达异常
03
微生物感染可引起宿主基因表达的改变，导致免疫应答失调、
代谢紊乱等病理过程。
17
靶向药物设计原理举例
靶向转录因子的小分子药物
通过干扰转录因子的功能，调控特定基因的表达，如针对肿瘤相关转录因子的抑制剂。
2024/1/24
靶向信号传导通路的药物
2024/1/24
12
脂类代谢及调控机制
2024/1/24
脂肪酸的合成与分解
脂肪酸是脂类的主要组成部分，其合成主要发生在肝脏和 脂肪组织，而分解则主要发生在脂肪组织。脂肪酸的合成 与分解受到多种激素和酶的调节。
甘油三酯的代谢
甘油三酯是体内脂类储存的主要形式。其在脂肪组织中的 合成与分解受到胰岛素、胰高血糖素等激素的调节。
生物化学--绪论ppt课件
我国的现代生物化学研究起步较晚，由留美、 德、法、英等学者开始主要有吴宪教授，王英睐，曹 天钦，邹承鲁等教授。
1965年上海有机化学研究所汪猷、北京大学邢其 毅教授用化学法人工合成了具有生物活性的结晶牛胰 岛素。
小结：不同学科的合作与交流是推动 生物化学前进的基本因素。多学科合作， 有机化学基础，分离与分析技术的发展， 研究方法与仪器设备的结合，是生化发 展的主要动力。
英国剑桥生物化学中心：论文发表较多，获得资助，成立实验室， 购进新仪器设备，扩大研究队伍，获得 成果。
霍普金斯Sir Frederick Gowwland Hopkins, 1861-1947, 发现维生 素，色氨酸，谷胱甘肽等。成立学派。 德国在生理化学及有机化学方面有突出贡献的科学家有：
Emil Fischer 1852-1919,普鲁士化学家研究糖 嘌呤类物质，合成了 苯肼，确定了糖的分子结构，也从事蛋白质、酶的研究。
十九世纪德国的生物化学、有机化学 等领域领先于世界各国，美国等落后于 德国，德国生物化学较强的大学有： Leipzigs大学和Heidelbergs大学。
二十世纪：德、美、英、法等国相继成立生物化学 研究中心，在蛋白质、酶、维生素、激素及代谢、氧化 取得较大进展，各国政府及投资家重视生物化学的研究， 条件改善。
发酵工业：新陈代谢，酒精，氨基酸，抗菌素，酶等 基因工程、蛋白质工程及酶工程：具有治疗作用的各种
干扰素，重组产品如水蛭素，t-PA, endostatin等。 农业：产品品质改良，生物农药，生物肥料，农产品加
工与贮藏，如棉花基因改良，抗旱抗盐耐碱植物， 植物育苗与脱毒，转基因食品等。
人类基因组计划的成功实施：
生物化学的发展前景
借助于现代科技成果，高速发展生化理 论与技术，促进生物学理论技术及生物 工程学的发展。