高级生物化学研究技术
生物化学研究技术实验内容
1、质粒提取及琼脂糖电泳鉴定一、试剂碱法质粒抽提的三种溶液溶液I：50 mM葡萄糖/ 25 mM Tris-Cl / 10 mM EDTA，pH 8.0Tris-Cl溶液为了控制好溶液的pH。
50 mM葡萄糖是使悬浮后的大肠杆菌不会快速沉积到管子的底部。
EDTA是Ca2+和Mg2+等二价金属离子的螯合剂，作用是抑制DNase活性和抑制微生物生长。
溶液II：0.2 N NaOH / 1% SDS新鲜的0.4 N的NaOH（保证NaOH没有吸收空气中的CO2而减弱碱性）和2％的SDS等体积混合。
破细胞的主要是碱而不是SDS，所以称碱法抽提。
NaOH引起细胞膜从双层膜结构向微囊结构的相变化，因而可使大肠杆菌细胞瞬间溶解。
只用SDS也能抽提得到少量质粒，由于SDS的碱性较弱。
加SDS的作用是为了第三步。
这一步要控制时间不能过长，因为碱性条件下基因组DNA片断会慢慢断裂；同时必须温柔混合，不然会引起基因组DNA断裂而带来麻烦。
很多人误以为NaOH的作用是为了让基因组DNA变性以便沉淀。
溶液III：3 M 醋酸钾/ 2 M 醋酸二、实验步骤1、取1.5ml培养物加入Eppendorf管中，12000r/min，30sec。
2、倒去吸去培养液，使细胞沉淀尽可能干燥。
3、将细菌沉淀悬浮于100μl预冷的溶液I中，剧烈振荡。
4、加200μL溶液II（新鲜配制），盖紧Eppendorf管，快速颠倒5次，混匀内容物，将Eppendorf管放在冰上5min。
5、加入150μL溶液III（冰上预冷），盖紧管口，颠倒数次使混匀，冰上放置5min。
6、12000r/min，离心5min，将上清夜转至另一Eppendorf管中。
7、向上清夜加入800μL无水乙醇，混匀后，室温放置5-10min。
12000r/min离心5min。
倒去上清夜，把Eppendorf管倒扣在吸水纸上，吸干液体。
8、用1ml 70%乙醇洗涤质粒DNA沉淀，振荡并离心，倒去上清夜，真空抽干或空气中干燥。
生物化学的前沿科技资料汇总
生物化学的前沿科技资料汇总生物化学作为一门交叉学科，涉及到生物学和化学的知识，通过研究生物体内的化学成分和反应过程，揭示了生命的奥秘。
随着科技的不断进步，生物化学领域也在不断发展。
本文将为您汇总一些生物化学的前沿科技资料，带您了解最新的研究进展。
一、基因编辑技术基因编辑技术是目前生物化学领域的热门话题之一。
CRISPR-Cas9系统作为一种新兴的基因编辑工具，已经在基因组编辑、疾病治疗等方面取得了重要突破。
CRISPR-Cas9系统通过靶向DNA序列，实现了高效、精准的基因编辑，为基因治疗和疾病研究提供了新的可能。
二、代谢组学代谢组学是研究生物体内代谢产物的组成和变化规律的一门学科。
通过分析代谢产物的组成和变化，可以揭示生物体内代谢途径的调控机制，为疾病的早期诊断和治疗提供依据。
代谢组学在癌症、心血管疾病等领域的研究中具有重要意义，为精准医学的发展提供了新的思路。
三、蛋白质组学蛋白质组学是研究生物体内蛋白质组成和功能的一门学科。
通过高通量技术，可以对蛋白质组进行全面的分析，揭示蛋白质的结构、功能和相互作用等信息。
蛋白质组学在疾病机制研究、药物研发等领域具有重要应用价值，为个性化医疗和精准药物治疗提供了新的方法和手段。
四、化学生物学化学生物学是研究生物体内化学反应和分子机制的一门学科。
通过化学合成和分析技术，可以合成具有特定生物活性的化合物，并研究其在生物体内的作用机制。
化学生物学在药物研发、酶工程等领域的应用日益广泛，为药物发现和生物技术的发展提供了新的思路和方法。
五、结构生物学结构生物学是研究生物大分子结构和功能的一门学科。
通过X射线晶体学、核磁共振等技术，可以解析生物大分子的三维结构，揭示其在生物过程中的功能和调控机制。
结构生物学在药物设计、酶机制研究等方面具有重要应用价值，为药物研发和生物工程的发展提供了重要支持。
六、代谢工程代谢工程是利用基因工程和代谢工程技术，通过改造代谢途径和调控代谢网络，实现对生物体内代谢产物的高效合成。
生物化学中的新技术和新方法
生物化学中的新技术和新方法生物化学作为一门多学科交替的科学，涉及的范畴非常广泛，并且随着现代生命科学的高速发展，生物化学不断出现新技术和新方法。
一、基因编辑技术基因编辑技术即CRISPR-Cas9技术，是一种现代生命科学中前沿的技术。
它实现了对特定基因进行快速、准确、精细的修改，这将有助于人类解决一些疾病、锁定细胞机制、生产转基因作物等问题。
CRISPR-Cas9技术的原理是通过引入Cas9蛋白和RNA 序列来进行靶向基因编辑，这可以使得基因编辑过程十分高效、简单。
二、蛋白质组学蛋白质是生命体的重要组成部分，也是生命机制运行和调节的重要基础。
蛋白质组学，则是定义和分析细胞、组织或生物体中的蛋白质的科学方法。
蛋白质组学技术中的实时定量蛋白鉴定技术（iTRAQ技术）、蛋白酶切质谱技术（Protease）等技术已广泛应用于生物体内蛋白质的定量分析与功能研究。
除此之外，还有一些新型蛋白质组技术，如结构蛋白质组学、跨层次定量蛋白质组学等，通过更加准确地对蛋白质进行研究，可以为未来的生命科学研究奠定更为坚实的基础。
三、生物传感技术生物传感技术是一种新型生物化学方法，可以根据生物分子（如酶、核酸等）与指定物质（如蛋白质、细胞等）之间的相互作用进行动态检测和分析，并运用特定的信号传递手段将这些检测结果转化为物理或电学信号。
目前，生物传感技术已经广泛应用于医学、环境保护、工业制造等领域，如基于蛋白质互作的生物传感器和基于DNA检测的生物传感器等。
这些技术的应用，为全球健康、环境、社会和经济发展带来了新的希望和展望。
总之，新技术和新方法的出现和应用，提高了在生物化学学科的研究和发展上的水平。
这些新技术和新方法的出现，不断地推动着生物化学学科的前进，具有重要的意义和影响。
我相信随着科技的不断进步，生物化学学科也将会有更多的新技术和新方法出现，为人类的生命健康和社会经济的发展带来更加显著的影响。
生物化学的研究方法
生物化学的研究方法在生物化学领域中，研究方法的选择是至关重要的。
通过合适的实验设计和操作技巧，研究人员可以获得准确的数据并得出有意义的结论。
本文将介绍几种常用的生物化学研究方法，并探讨它们的优势和适用范围。
一、光谱分析法光谱分析法是生物化学研究中常用的方法之一。
通过测量样品吸收或发射光的特性，可以了解分子结构、化学反应动力学等信息。
常见的光谱分析方法包括紫外-可见光吸收光谱、红外光谱、核磁共振等。
紫外-可见光吸收光谱是一种通过测量在紫外光或可见光波长范围内试剂物质对光的吸收来分析物质的方法。
它广泛应用于分析生物大分子如蛋白质和核酸的结构及含量。
红外光谱则适用于分析有机化合物中的基团类型、官能团等信息。
核磁共振则可用于确定分子内部的化学环境、原子或核子之间的相互作用关系。
二、电泳分析法电泳是一种基于分子电荷和大小差异而进行分离的方法。
生物化学研究中广泛应用的电泳分析包括凝胶电泳、聚丙烯酰胺凝胶电泳和毛细管电泳等。
凝胶电泳常用于DNA、RNA和蛋白质的分离和定量。
聚丙烯酰胺凝胶电泳则广泛应用于DNA测序、核酸杂交等领域。
毛细管电泳由于其高分离效率和快速分析速度，在核酸测序、药物筛选等领域得到了广泛的应用。
三、质谱分析法质谱分析法是一种通过测量样品中离子的质量与电荷比来分析样品成分的方法。
生物化学研究中常用的质谱技术包括质谱仪、气相色谱质谱法和液相色谱质谱法等。
质谱仪可以通过离子化、加速、分离和检测等步骤对样品中的离子进行分析。
气相色谱质谱法适用于分子量较小的挥发性化合物分析，液相色谱质谱法则适用于分析极性化合物、生物大分子如蛋白质和核酸。
四、核酸和蛋白质分析法核酸和蛋白质是生物体内重要的分子，研究其结构、功能和相互作用对生物化学研究至关重要。
在核酸和蛋白质研究中，常用的方法包括PCR扩增、逆转录聚合酶链式反应、蛋白质电泳、质谱分析等。
PCR扩增是一种通过体外扩增DNA片段的方法，可用于基因克隆、突变分析等。
生物化学和结构生物学的研究方法和技术探究
生物化学和结构生物学的研究方法和技术探究生物化学和结构生物学是现代生命科学中最重要和基础的科研领域之一，涵盖了从生物小分子的结构和功能到大分子复合物的结构和功能的广泛范围。
这些领域的研究都需要强大的研究方法和技术。
在这篇文章中，我们将讨论生物化学和结构生物学研究中使用的主要方法和技术，以及每种技术的优缺点。
1. 生物化学研究方法生物化学是研究生物分子的结构和功能的科学，它提供了深入了解生物体中化学反应的机理和过程的重要手段。
生物化学研究方法使用的主要技术包括分离和纯化生物分子、确定生物分子结构和功能、以及分析生物分子之间的相互作用。
以下是生物化学研究中常用的技术。
1.1. 离心技术离心技术是在一定速度和时间的离心中分离和分析生物分子的方法。
使用离心机可以根据分子大小、分子密度、分子形状、附着或沉淀力等原理来分离生物分子，并根据其分子量确定纯度。
离心技术通过它可以分离DNA、蛋白质复合物、细胞器等生物分子，以及获得单纯化的分子和化合物。
1.2. 比色法比色法是一种通过测定吸光度或荧光强度来分析并定量生物分子的方法。
生物分子具有吸收或荧光特性，可以与分子的浓度和通透性相关，比色法可以通过这些特性对生物分子进行分析。
比色法广泛应用于DNA、RNA和蛋白质等生物分子的测定和分析。
1.3. 电泳技术电泳技术是分离和纯化生物分子的常用方法之一。
电泳是将带电粒子在电场中移动，并在其运动中分离分子的方法。
生物分子的电泳可以根据其电荷、大小或结构的不同进行区分。
电泳通常用于分离DNA和蛋白质复合物，确定其大小和相互作用。
1.4. 色谱技术色谱技术是生物化学研究中常用的分离和纯化生物分子的方法。
色谱技术基于生物分子在固定相、移动相和溶液中的互作，通过不同的相互作用来将分子分离、富集和纯化。
色谱技术通过气相色谱、高效液相色谱和离子交换层析等方式实现。
2. 结构生物学研究方法结构生物学是研究生物分子三维结构的科学。
结构生物学研究方法主要包括确定分子三维结构和分析分子功能。
生物化学的实验技术有哪些
生物化学的实验技术有哪些生物化学是一门研究生物体化学组成和生命过程中化学变化的学科，实验技术在生物化学的研究中起着至关重要的作用。
以下为您介绍一些常见的生物化学实验技术。
一、分光光度法分光光度法是一种基于物质对光的吸收特性来定量分析物质浓度的方法。
在生物化学中，常用于测定蛋白质、核酸、酶等生物大分子的浓度。
例如，通过测量蛋白质在 280nm 处的吸光度，可以估算蛋白质的浓度。
分光光度法操作简便、快速，且灵敏度较高。
二、电泳技术电泳是指带电粒子在电场中向与其所带电荷相反的电极移动的现象。
在生物化学中，常用的电泳技术有琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。
琼脂糖凝胶电泳常用于分离和分析 DNA 片段，根据 DNA 片段的大小不同，在凝胶中移动的速度不同，从而实现分离。
聚丙烯酰胺凝胶电泳则常用于分离蛋白质，能够分辨分子量差异较小的蛋白质。
三、层析技术层析技术是利用混合物中各组分在固定相和流动相之间的分配系数不同，从而实现分离的方法。
常见的层析技术有凝胶过滤层析、离子交换层析、亲和层析等。
凝胶过滤层析根据分子大小进行分离，大分子先流出，小分子后流出。
离子交换层析基于分子所带电荷的不同来分离物质。
亲和层析则利用生物分子之间的特异性亲和力进行分离，具有很高的选择性。
四、离心技术离心是利用离心机旋转产生的离心力，使不同密度、大小的颗粒分离的技术。
在生物化学实验中，常用于分离细胞器、细胞组分、蛋白质复合物等。
差速离心通过逐渐提高离心速度，分步沉淀不同大小的颗粒。
密度梯度离心则是在离心管中形成密度梯度，使不同密度的颗粒在相应的密度区带中沉降，从而实现分离。
五、PCR 技术（聚合酶链式反应）PCR 技术是一种用于扩增特定 DNA 片段的分子生物学技术。
通过高温变性、低温退火和适温延伸的循环过程，使 DNA 片段呈指数级扩增。
PCR 技术在基因诊断、基因克隆、基因突变检测等方面有着广泛的应用。
六、酶联免疫吸附测定（ELISA）ELISA 是一种利用抗原抗体特异性结合进行检测的技术。
生物化学与分子生物学的新技术研究
生物化学与分子生物学的新技术研究随着科技的不断进步，生物医学研究领域也不断涌现出新的技术，其中生物化学和分子生物学的新技术更是为生物医学研究的发展带来了巨大的推动力。
在生物化学和分子生物学领域，新技术的发明和应用促进了许多新的发现和探索，本文将对一些最新的生物化学和分子生物学技术进行探讨。
蛋白质质谱技术蛋白质质谱技术是一种用于识别和测定蛋白质的方法，它利用蛋白质特异性分子质量和其他化学特性相互作用，通过质谱检测来分析和鉴定蛋白质。
近年来，随着质谱仪等设备的进步和成本的降低，蛋白质质谱技术已经广泛应用于蛋白质组学和蛋白质相互作用等领域。
目前，蛋白质质谱技术的应用非常广泛，其中包括对蛋白质组成、结构、功能和相互作用的研究等。
例如，在药物开发和疾病诊断方面，蛋白质质谱技术已经成为一种重要的工具。
此外，蛋白质质谱技术还可以用于鉴定新的蛋白质相互作用点，从而为药物设计提供新的思路。
CRISPR-Cas9基因编辑技术CRISPR-Cas9基因编辑技术是一种能够快速准确地改变DNA序列的方法。
它通过使用CRISPR（簇状排列的短回文重复序列）和Cas9（CRISPR相关蛋白9）等工具来进行编辑，可以实现对人类基因组的准确操作。
这种技术被称为“基因剪刀”，在生物医学领域中得到广泛的应用。
CRISPR-Cas9基因编辑技术具有准确、高效、便捷等优势，它可以很容易地指定 DNA 序列，精确将目标基因修饰或删除。
这项技术可以在很多方面用于人类疾病的治疗和预防，例如用于婴儿基因缺陷的矫正，用于治疗肿瘤等等。
单细胞测序技术单细胞测序技术是在细胞水平下进行分子测序的一种方法。
该技术使用高通量测序技术对单个细胞的基因表达或基因组进行测序，可以获得单细胞RNA测序（scRNA-seq）和单细胞DNA测序（scDNA-seq）等数据。
这项技术在生物学研究中具有广泛的应用前景。
单细胞测序技术因为具有独特的优势，已经在人类及动物体内单细胞研究中大放异彩。
生物化学实验技术
生物化学实验技术生物化学实验技术是一门研究生物分子结构和功能的学科，主要运用化学方法和技术手段来研究生物大分子的组成、结构、功能和转化过程。
本文将介绍几种常用的生物化学实验技术和其应用。
1. 蛋白质电泳蛋白质电泳是一种常用的生物化学实验技术，用于分离和定量分析蛋白质混合物。
常见的蛋白质电泳方法包括聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）和二维凝胶电泳。
SDS-PAGE通过蛋白质与阴离子表面活性剂SDS结合，并在电场中沿凝胶分离，根据蛋白质的分子量进行定量分析。
二维凝胶电泳则结合了分子量和等电点的信息，实现更高分辨率的分离。
2. DNA测序技术DNA测序技术是生物化学实验中的重要手段，用于确定DNA序列。
目前常用的DNA测序技术包括链终止法（Sanger测序）和高通量测序（Next Generation Sequencing）。
链终止法通过使用缺少3'-OH基团的硫酸二酯链终止剂和核酸聚酶合成短链DNA，并借助电泳分离完成测序。
高通量测序则通过将DNA分子串联成DNA文库，并应用测序仪进行高通量测序，从而大大提高测序效率和准确性。
3. 酶联免疫吸附实验（ELISA）ELISA是一种常见的生物化学免疫学实验技术，用于检测目标蛋白质的存在和浓度。
ELISA基于酶与底物的反应产生可检测信号的原理，可以通过颜色变化或发光信号来定量分析蛋白质。
ELISA技术广泛应用于生物医学研究、临床诊断和药物筛选等领域。
4. 质谱分析技术质谱分析技术是一种能够确定化合物分子量和结构的重要手段。
生物化学实验中常用的质谱分析技术包括质谱仪、气相色谱-质谱联用技术（GC-MS）、液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）等。
质谱分析技术在药物研发、代谢组学和蛋白质组学等领域有着广泛的应用。
5. 核磁共振技术核磁共振（NMR）技术是一种用于研究物质结构和动力学的强大工具。
生物化学实验中常用的核磁共振技术包括核磁共振波谱（NMR spectroscopy）和核磁共振成像（NMR imaging）。
高级生物化学课程简介
附件3：
《高级生物化学》课程简介
(Advanced Biochemistry)
学分：3学时数:48
授课对象:全日制学术型硕士学位点名称：海洋资源利用与生物医药主讲教师：李大东、张宾教材情况：统编
课程性质: 学位基础课先修课程:生物化学、生物学基础
课程内容简介：
《高级生物化学》研究生课程是本科生物化学知识的深化和进一步提高。
学生在已有的生物化学知识基础上，通过学习蛋白质生物大分子结构与研究技术、基因结构与研究技术及生物无机元素化学等内容，使学生从更高层次认识与理解生物化学的基本原理、现象与事实。
强化生物化学的基本理论和实验技能，提高学生独立分析问题和独立解决问题的能力。
同时为适应现代科学技术的发展，本课程增设一个机动模块，目前为：“系统生物学和生物网络”，目的是拓展生物化学相关知识，主要介绍蛋白质相互作用网络，基因调控网络等内容。
为今后进一步学习和开展科学研究打下坚实的生物化学基础。
生物化学中的新技术和新方法研究
生物化学中的新技术和新方法研究生物化学是一门十分重要的学科，它涉及到生命体内形成和解构过程中的基本化学反应和物质转换。
近年来，随着技术的迅速发展和研究方法的创新，生物化学领域也涌现出了一系列新技术和新方法，为研究生命科学和生物医学提供了更为广阔的视野和更为精确的工具。
一、蛋白质组学蛋白质是生命体内最为基本的生物大分子之一，其结构和功能对于细胞生命活动至关重要。
传统的蛋白质研究方法主要是通过克隆或筛选的手段，研究单个蛋白质的结构和功能。
而现在，随着蛋白质组学技术的出现，可以同时研究更多的蛋白质，探究整个蛋白质组在各种生物过程中的作用。
蛋白质组学技术主要包括两种方法：一种是基于质谱的蛋白质组学，通过对蛋白质样本进行质谱分析，可以识别并鉴定出各种蛋白质的种类、表达水平和修饰状态。
另一种是利用高通量测序技术进行蛋白质组学，通过对蛋白质样本中的RNA进行测序，可以识别出各种蛋白质的分子结构和表达水平。
这些技术的出现，不仅拓宽了蛋白质研究的广度和深度，而且为生物药物研发和疾病治疗提供了重要的工具和思路。
二、代谢组学代谢组学是指利用现代高通量技术，对生物体内的小分子代谢产物进行定量和鉴定分析，进而研究代谢变化与生理、病理状态之间的关系。
代谢组学技术主要依靠质谱和核磁共振技术进行代谢产物的分析和定量，可以发现代谢网络的异常变化，并预测代谢通路中的酶活性和代谢衍生物的生成，为研究人类代谢病和生物医学提供了新的突破。
例如，代谢组学技术可以通过分析尿液、血清等样本，识别出癌症、糖尿病、代谢综合征等疾病的生物标志物，并通过这些标志物的变化预测疾病的发展趋势和治疗效果。
此外，代谢组学还可以帮助科学家研究人体营养需求与代谢网络的关系，为改善人类健康提供新的思路和方案。
三、光学显微技术光学显微技术是现代生物医学研究中使用最为广泛的技术之一，它利用光学原理对活细胞或组织进行成像和分析，可以观察微小细胞结构和生物分子的活动变化。
生物化学的研究方法和实验技术
生物化学的研究方法和实验技术生物化学是研究生物系统中生化过程及其调控的一门学科。
在生物化学领域，研究方法和实验技术的选择对于科学研究的准确性和可靠性至关重要。
本文将介绍几种常见的生物化学研究方法和实验技术。
一、色谱法色谱法是生物化学研究中常用的一种分离和分析技术，其原理是利用样品的化学性质差异通过色谱柱将其分离。
1. 气相色谱法：适用于挥发性或可热分解的物质的分离和分析，常用于分析气体或液体样品中的有机化合物。
2. 液相色谱法：适用于研究不挥发或热不稳定的物质，常用于分析生物体内的有机物、无机物及大分子化合物等。
二、电泳法电泳法是一种将带电物质根据其电荷、分子量或带电状态的不同进行分离的方法。
1. 纸上电泳法：适用于分离和分析小分子有机化合物、氨基酸和核苷酸等。
2. 凝胶电泳法：包括聚丙烯酰胺凝胶电泳、琼脂糖凝胶电泳等，适用于分离和分析大分子化合物，如蛋白质、核酸等。
三、质谱法质谱法是一种通过测量样品中的化合物的离子质量谱来研究其分子结构和组成的方法。
1. 质谱仪：通过样品分子的电离和分析质谱仪中的离子质量谱图，可以确定样品的分子量和结构。
2. 毛细管电泳-质谱联用技术：结合毛细管电泳和质谱仪的优点，可以同时进行分离和分析，适用于复杂样品的分析。
四、核磁共振法核磁共振法通过测量核自旋在磁场中的共振吸收，研究物质的结构和性质。
1. 核磁共振波谱仪：通过测量样品中核自旋的共振吸收峰，可以确定样品的结构和成分。
2. 核磁共振成像技术：将核磁共振波谱仪的原理应用于医学影像学，可以生成人体内部组织和器官的图像。
五、同位素标记法同位素标记法是利用同位素的特性来追踪和研究生物化学过程的一种方法。
1. 放射性同位素标记法：通过将放射性同位素标记到分子中，可以追踪其在生物体内的代谢和转运过程。
2. 稳定同位素标记法：利用稳定同位素在自然界中含量相对稳定的特点，研究生物体内元素的代谢过程。
以上介绍的是生物化学研究中常用的几种方法和技术，每种方法和技术都有自己的特点和适用范围。
高级生物化学 实验报告
小鼠GAPDH基因的克隆、表达与鉴定学号学生姓名指导教师2016年4月12日摘要甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3·phosphate dehydrogenase，GAPDH)是一种分布在细胞质中、在糖酵解过程中起关键作用的酶。
但是近年来，越来越多的研究表明GAPDH 是一种多功能蛋白，参与tRNA出核、mRNA稳定性调节、DNA损伤修复、组蛋白转录调控、凋亡及神经退行性疾病发生等。
在细胞质和生物膜上也有重要作用。
本文主要介绍利用基因工程实验技术操作GAPDH基因，采用Trizol 法从小鼠肝脏组织中提取总RNA，并运用RT-PCR 方法克隆了GAPDH基因，连接到pET28a载体上, 并导入感受态的DH5α与BL21菌中筛选鉴定。
选取鉴定正确的转化BL21克隆诱导表达GAPDH蛋白质，用SDS-PAGE和Western Blot 鉴定。
关键词: 甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)；基因表达; 载体；RT- PCR。
绪论甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyceraldehyde-3·phosphate dehydrogenase，GAPDH)是参与糖酵解的一种关键酶，催化3-磷酸甘油醛转变为l，3．二磷酸甘油醛，同时以NAD+为受氢体生成NADH。
由4个30-40kDa的亚基组成，分子量146kDa，检测条带大约在36kDa。
该酶基因为管家（house keeping）基因，几乎在所有组织中都高水平表达，在同种细胞或者组织中的蛋白质表达量一般是恒定的，且不受含有的部分识别位点、佛波脂等的诱导物质的影响而保持恒定，故被广泛用作抽提total RNA，poly(A)+ RNA，Western blot等实验操作的标准化的内参。
近年来，研究发现GAPDH在细胞质、细胞核及细胞膜上均有定位，其表达量在转录及转录后水平受到调节，mRNA水平和蛋白水平会随着各种刺激而变化。
《高级生物化学》课件
工业领域
在食品、制药、环保等行 业，生物化学技术有广泛 应用，如发酵工程、酶工 程等。
CHAPTER 02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构的表示方法
通过球棍模型、电子云密度图等工具，形象地展示分子的三维结 构，帮助理解分子的物理和化学性质。
分子的极性
介绍分子极性的判断方法，以及极性分子在化学反应中的特殊性质 和作用。
核酸的结构
DNA具有双螺旋结构，RNA具有 单链结构。
核酸的功能
DNA携带遗传信息，RNA在转录和 翻译过程中起重要作用。
酶的作用机制与动力学
酶的作用机制
酶通过降低反应活化能来加速化学反应，具有高 度专一性。
米氏方程
描述了酶促反应速率与底物浓度的关系，是酶动 力学研究的基础。
酶促反应动力学
研究酶促反应的动力学特征，包括反应速率和底 物浓度对反应速率的影响。
酸碱理论与缓冲溶液
1 2
酸碱质子理论
介绍酸碱质子理论的基本概念，理解酸碱的电子 转移过程及其在酸碱反应中的作用。
缓冲溶液
阐述缓冲溶液的概念、组成及作用原理，学习计 算缓冲溶液的pH值的方法。
3
缓冲溶液在生物体内的应用
介绍缓冲溶液在维持生物体内酸碱平衡中的重要 作用，理解人体血液中缓冲系的作用机制。
生物膜的结构与功能
生物膜的组成
生物膜主要由脂质和蛋白质组成，具有流动性 。
生物膜的结构
生物膜具有双层膜结构，膜蛋白和膜脂质相互 作用，形成特定的结构和功能。
生物膜的功能
生物膜具有物质运输、信号转导、能量转换等多种功能，对维持细胞稳态具有 重要作用。
CHAPTER 04
生物代谢
生物化学研究的新进展
生物化学研究的新进展生物化学研究是生物学和化学结合的学科，是一门研究生物有机分子的化学特性、反应机制和生物学功能的学科。
最近，生物化学研究在许多领域取得了重要进展。
一、基因编辑技术的创新基因编辑技术是一种修改生物体遗传信息的技术，包括CRISPR/Cas9技术，是当前最热门的基因编辑技术之一。
这种技术可以高效、精确、低成本地编辑基因，使得研究者可以更好地了解基因的功能和病理机制。
最近，学者们使用CRISPR/Cas9技术成功地修复了囊性纤维化患者的基因，这是一项具有革命性意义的进展。
二、蛋白质可折叠性的研究蛋白质是生命的基本组成部分，其形态状态与生物学功能密切相关。
可折叠性是指蛋白质在生物体内形成具有特定结构的过程。
最近，研究者通过化学方法结合X光晶体学技术，成功解析了静止条件下膜蛋白复合物的结构，并开发了新的技术来研究蛋白的折叠状态，为进一步研究蛋白质的功能提供了理论基础。
三、代谢重塑的探索代谢重塑是指在不同的营养状态下，细胞内的代谢途径会发生改变，以适应生物体内外环境的变化。
最近，研究者利用代谢谱学和功能基因组学技术，成功地鉴定了联波菌（Vibrio vulnificus）在不同营养状态下的代谢网络，为深入研究这种细菌与人体之间的相互作用提供了重要线索。
四、蛋白质翻译后修饰的研究蛋白质翻译后修饰是指蛋白质在翻译完成后发生的化学修饰，包括糖基化、磷酸化、甲基化等。
最近，研究者结合生物分子分析和精确定量技术，成功地鉴定了一系列医学重要蛋白质的翻译后修饰，如人肝脏抗体（anti-HCV）和骨形成素（osteocalcin），为深入理解这些重要蛋白质的生物学功能和相关疾病提供了理论基础。
总之，生物化学研究在近些年来取得了令人瞩目的进展。
这些新进展不仅拓宽了我们对生命科学的认识，同时也为人类疾病的预防和治疗提供了新的思路和手段。
随着科技的不断发展和创新，我们相信生物化学研究还会有更多的新进展。
生物化学分析技术的原理和应用
生物化学分析技术的原理和应用生物化学分析技术是利用化学原理来研究生物化学的一种技术，其原理是将生物样本中的化学物质分离出来，并进行定量或定性分析。
这种技术已经被广泛地应用于医药、生物科学、食品安全等领域。
本文将从原理和应用两个方面来探讨生物化学分析技术。
一、原理1. 色谱分析技术色谱分析技术是利用样品中化学物质与固相载体（例如柱子）之间的物理和化学相互作用，将化学物质分离出来并定性定量的一种技术。
在分析过程中，固相载体内的化学物质会与流动相发生相互作用，根据它们之间的差异，分离出不同的化学物质。
2. 质谱分析技术质谱分析技术是利用分子的质量和它们在质谱仪中的运动状态来定性和定量分析样品中化学物质的技术。
在分析过程中，样品经过化学反应后，其中的化学物质会被蒸发成气体或气溶胶，在质谱仪中，这些气体或气溶胶会被离子化，然后根据质量和电荷的差异分析出不同的化学物质。
3. 生物传感器生物传感器是一种能够将生物分子如蛋白质、酶、DNA等与探测器间的物理和化学相互作用转化为电信号的技术。
在分析过程中，生物分子与生物传感器接触时，它们会改变传感器中的物理和化学性质，从而转化为电信号供分析。
二、应用1. 医药研究生物化学分析技术被广泛应用于药物研究和开发。
例如，可以利用色谱分析技术来分离出药物中的成分并分析它们的质量。
同时，利用生物传感器技术可以侦测生物标记物的存在，这些标记物可以用于监测药物疗效或疾病的状态。
2. 生命科学生物化学分析技术也广泛应用于生命科学研究。
例如，利用质谱分析技术可以快速分析生物分子的结构和组成。
同时，利用生物传感器技术可以侦测分子之间的相互作用，这些相互作用是生物反应的本质。
3. 食品安全监测生物化学分析技术也可以用于食品安全监测。
例如，利用色谱分析技术和生物传感器技术可以检测食品中的化学污染物。
同时，也可以利用质谱分析技术对食品中的营养成分进行分析以及活性成分的定量。
总之，生物化学分析技术已经成为了现代生命科学、医药和食品安全等领域的重要技术。
生物化学和分子生物学研究的前沿突破
生物化学和分子生物学研究的前沿突破生物化学和分子生物学是生命科学中最基础的两个领域，也是最具有发展前景的领域之一。
生物化学是研究生物体内的化学物质组成，分子生物学是研究生物分子的结构、功能和进化。
两者相互交织，为人类带来了许多重大的突破。
本文将介绍近期生物化学和分子生物学研究的前沿突破。
一、基因编辑技术基因编辑技术是近几年最具有发展前景的技术之一。
它的作用是在生物体内定位到特定的基因，然后使用CRISPR/Cas9的技术实现插入、替换或删除基因的DNA序列。
这项技术的应用领域非常广泛，可以用于治疗遗传病、研究癌症、农业遗传改良等等。
2018年，中国科学家首度在人类受精卵中成功进行了基因编辑，引发了广泛的争议。
二、光遗传学光遗传学是一项新兴的技术，它的作用是使用光线控制生物体内的蛋白质活性。
这项技术提供了一种新的方式来研究生物体内的信号传递机制。
可以通过精确地控制特定的基因表达来研究与某些疾病相关的分子机制，例如抑郁症、自闭症等等。
2017年，日本研究团队在小鼠身上成功运用了光遗传学技术，控制其行为。
三、人工合成生物材料人工合成的生物材料是另一项近年来备受关注的领域。
它是通过化学手段合成出与天然生物材料类似的材料，具有广泛的应用价值。
早在20世纪60年代，科学家就开始使用设计合成的蛋白质链，但是当时的技术水平仍然有限。
近年来，人工合成生物材料的技术有了长足的进步，可以制作出各种形状的材料，包括银行卡、汽车零件、安全面罩等。
四、新一代高通量测序技术高通量测序技术是生物学中最为常用的技术之一，有助于我们了解生物体内的基因组成和表达。
随着高通量测序技术的不断发展，我们不仅可以描绘出生物体内基因的组织格局，还可以了解它们在不同组织和环境中的作用。
最新的“第三代”高通量测序技术，可以生成更长的序列，帮助研究者更好地理解基因的复杂性。
五、人工智能在生物领域中的应用人工智能在生物领域中的应用有着广泛的前景。
目前，使用人工智能方式进行的高通量测序已经在诊断、治疗疾病上取得了一定的成果。
生物化学研究中的质谱技术
生物化学研究中的质谱技术质谱技术在生物化学研究中的应用生物化学研究涉及到生物分子的结构、特性和功能等方面的探究。
随着科学技术的不断进步，质谱技术已成为探究生物分子结构和功能的重要工具之一。
本文将从基本概念、技术原理、应用案例等方面介绍质谱技术在生物化学研究中的应用。
一、质谱技术基本概念质谱技术是一种可靠的化学分析技术，其基本原理是将化学物质在外加电场作用下转变成带电离子，然后测定其离子的质量或质荷比。
目前广泛应用的质谱技术中，电离过程是最重要的关键步骤。
二、质谱技术原理质谱仪将分子分离、离子化并测定其质荷比。
离子通常产生于化学分析装置中，其中常用的离子源有电喷雾（electrospray）、自旋激发（matrix-assisted laser desorption ionization，MALDI）以及直接从气相开始离子化的电子轰击。
电离过程通常会产生多个离子种，而这些离子种将在磁场中受到不同的力，从而产生一条离子轨迹，其在检测装置中的位置与其质荷比成正比，依此产生一条质谱图，即样品被分解成不同的离子，其组成将决定到样品的分子结构。
三、质谱技术应用案例1. 蛋白质结构研究质谱技术在蛋白质结构研究方面发挥着重要的作用，可以通过蛋白质电离和分离各种蛋白质离子，获得蛋白质的质谱图，进而确定蛋白质的分子量、离子数量、剪切点等信息，更为深入的则包括分析蛋白质的构象、修饰、局部结构特征等信息。
这为揭示蛋白质的结构和功能提供了新思路。
2. 代谢物分析质谱技术可以将代谢物的离子产生并分离，确定代谢物的分子结构。
例如，通过气相质谱或液相质谱可以分析生物体内特定代谢物的含量，进而为研究生物代谢过程提供数据支持。
3. 化合物同位素标记和跟踪生物化学反应过程中的很多化合物原子上存在同位素，利用质谱技术可以对同位素为标记的化合物进行准确定量。
同位素标记还可用于研究生物转化过程、代谢模型、药物代谢等方面。
4. DNA/RNA测序技术质谱技术相较于传统的DNA/RNA测序技术在分辨率、灵敏度、信息分析等方面具有显著优势，例如：质谱技术可用于研究多种组织、样品类型中DNA/RNA特征的表达，可定量不同的剪切变异及全基因组DNA甲基化程度等。
生物化学常用的四大技术
生物化学常用的四大技术
生物化学是研究生物体内生化过程的科学领域，它涉及到许多技术手段的应用，本文介绍常用的四大技术：
1. 蛋白质电泳技术
蛋白质电泳是研究蛋白质结构和功能的重要手段。
它将蛋白质在凝胶中进行分离和检测，蛋白质会在电场作用下在凝胶中移动，根据大小和电荷的不同，蛋白质分子被分离开来。
蛋白质电泳可以用于研究蛋白质质量、酸碱性、电荷、结构等信息。
2. 分子克隆技术
分子克隆技术是在细胞或体外实现DNA分子的扩增和克隆，以便于对基因功能和结构的研究。
它包括PCR技术、DNA测序技术、基因组学、转基因技术等多种技术手段。
分子克隆技术可以用于研究基因的表达、调控、突变和功能等。
3. 质谱分析技术
质谱分析技术是基于物质的质量和电荷比的不同，通过质谱仪对物质进行分析和检测。
质谱分析技术可以用于研究蛋白质、核酸、糖类等生物分子的结构、组成和功能等。
4. 免疫学技术
免疫学技术是基于机体免疫系统的原理，通过抗体和抗原的结合来检测、分离、纯化和鉴定生物分子。
免疫学技术包括ELISA、Western blot、免疫印迹、免疫沉淀、免疫荧光等技术。
免疫学技术可以用于研究蛋白质、细胞、病毒等生物分子的鉴定和检测。
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生化分离方法：离心、层析、电泳和膜分离等生化分析方法：重量法、化学法、分光光度法、酶法、色谱法生化制备方法：生物大分子制备的前处理、分离纯化、浓缩与干燥、超临界流体提取法、萃取与相分离、结晶、样品的保存生化分离方法，常用的方法有：离心技术、层析技术、电泳技术和膜分离技术等。
1 离心技术1.1 基本原理离心技术（centrifugal technique）是根据颗粒在作匀速圆周运动时受到一个外向的离心力的行为而发展起来的一种分离技术。
应用：各种生物样品的分离和制备。
如分离收集细胞、细胞器及生物大分子物质；提纯、鉴定生物大分子；分离化学反应的沉淀物。
生物样品悬浮液在离心力作用下使悬浮的微小颗粒以一定速度沉降，从而与溶液分离，其沉降速度与颗粒的质量、大小和密度相关。
相对离心力离心力因离心半径不同而不同，因此用“相对离心力” （relative centrifugal force，RCF）表示离心力，若RCF值不变，一个样品可在不同的离心机上获得相同的结果。
RCF(×g)=1.119×10-5×r×rpm2。
1.2 离心分类根据离心原理，按照实际工作的需要，设计了许多离心方法，大致可分三类：差速离心法(differential velocity centrifugation)速率区带离心法（rate zonal centrifugation）等密度离心法（isopycnic centrifugation）1.2.1 差速离心法利用不同的粒子在离心力场中沉降的差别，在同一离心条件下，沉降速度不同，通过不断增加相对离心力，使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的粒子分部沉淀。
操作过程中一般是在离心后用倾倒的办法把上清液与沉淀分开，然后将上清液加高转速离心，分离出第二部分沉淀，如此往复加高转速，逐级分离出所需要的物质。
差速离心的分辨率不高，沉淀系数在同一个数量级内的各种粒子不容易分开，常用于其他分离手段之前的粗制品提取。
关键是选择适合于各分离物的离心力。
例如差速离心分离细胞组分1.2.2 速率区带离心法速率区带离心法是在离心前于离心管内先预装密度梯度介质（如蔗糖、甘油、CsCl等），将待分离的样品铺一薄层在梯度液的顶部进行离心。
离心后在近旋转轴处（r1）的介质密度最小，离旋转轴最远处（r2）介质的密度最大；但最大介质密度必须小于样品中粒子的最小密度，即ρP＞ρm。
根据分离的粒子在梯度液中沉降速度的不同，使具有不同沉降速度的粒子处于不同的密度梯度层内分成一系列区带，达到彼此分离的目的。
梯度液在离心过程中以及离心完毕后，取样时起着支持介质和稳定剂的作用，避免因机械振动而引起已分层的粒子再混合。
由于ρP＞ρm可知S＞0，因此该离心法的离心时间要严格控制。
如果离心时间过长，所有的样品可全部到达离心管底部；离心时间不足，样品还没有有足够的时间使在介质中分离形成区带。
由于此法是一种不完全的沉降，沉降受物质本身大小的影响较大，一般是应用在物质大小相异而密度相同的情况。
常用的梯度液有聚蔗糖（Ficoll）、硅溶胶（例如，Percoll）及蔗糖。
离心时，由于离心力的作用，颗粒离开原样品层，按不同沉降速率向管底沉降。
离心一定时间后，沉降的颗粒逐渐分开，形成一系列界面清楚的不连续区带。
沉降系数越大，沉降越快。
离心必须在沉降最快的颗粒（大颗粒）到达管底前或刚到达管底时结束，使颗粒处于不完全的沉降状态，而出现在某一些特定的区带内。
离心过程中区带的位置和形状（或带宽）随时间而改变，因此，区带的宽度不仅取决于样品组分的数量、梯度的斜率、颗粒的扩散作用和均一性，也与离心时间有关。
离心时间越长，区带越宽。
适当增加离心力可缩短离心时间，并可减少扩散导致的区带加宽现象，增加区带界面的稳定性。
较长的离心管有助于提高分辨率。
1.2.3 等密度离心法等密度离心是依赖于样品颗粒的不同密度来进行离心分离的。
等密度离心可在离心前预先配制介质的密度梯度，也可依靠离心力来形成梯度（自形成梯度），此种密度梯度液包含了被分离样品中所有粒子的密度，混合样品可以铺在梯度液之上，也可以置于梯度液之下，甚至可与梯度液混在一起。
在离心过程中由于样品各单一成份向自己的等密度区靠扰即达到了分离纯化的目的。
等密度离心法中，梯度液的初始最大密度常常超过样品各组份的密度，利用每个单一组份沉降或上浮到它们各自的等密度区来达到分离的目的。
当管底介质的密度大于粒子的密度，即ρm＞ρP时粒子上浮；在管顶处ρP＞ρm时，则粒子沉降，最后粒子进入到一个它本身的密度位置即ρP＝ρm，此时dr/dt为零，粒子不再移动，粒子形成纯组份的区带。
沉降与样品粒子的密度有关，而与粒子的大小和其他参数无关。
体系到达平衡状态后，延长离心时间和提高转速也不能改变粒子的成带位置。
但提高转速可缩短达到平衡的时间，离心所需时间以最小颗粒到达等密度点（即平衡点）的时间为基准，有时长达数日。
此法一般应用于物质的大小相近，而密度差异较大时。
常用的梯度液是CsCl。
1.2.4 梯度溶液的制备⑪梯度材料的选择原则理想梯度材料具备的特点：①化学稳定性好，与被分离的生物材料不发生反应，对被分离样品渗透很少，且易与所分离的生物粒子分开②溶解度高，可达到要求的密度范围，且在所要求的密度范围内，粘度低，渗透压低，离子强度和pH变化较小。
③不会对离心设备发生腐蚀作用。
④容易纯化，价格便宜或容易回收。
⑤较低的光吸收特性，有光折射率的对照资料，浓度便于测定。
⑥物理性质、热力学性质应该是已知的。
但很难找到一种适合于各种密度梯度离心的完美梯度液。
基本符合原则的梯度材料：①糖类：蔗糖、甘油、聚蔗糖（Ficoll）、右旋糖酐、糖原②无机盐类：CsCl、RbCl（氯化铷）、NaCl、KBr等③有机碘化物：三碘苯甲酰葡萄糖胺（matrizamide）等④硅溶胶：如Percoll⑤蛋白质：如牛血清白蛋白⑥重水⑦非水溶性有机物：如氟代碳等⑫梯度材料的应用范围①蔗糖：水溶性大，性质稳定，其最高密度 1.33g/ml，价格低易制备。
但渗透压较高，高浓度时粘度较大。
线性梯度范围是5~20%W/V或10~40%W/V。
用于细胞器、病毒、RNA分离的梯度材料，但由于有较大的渗透压，以及较高的渗透性，不宜用于细胞的分离。
②聚蔗糖：商品名Ficoll，常采用Ficoll-400（相对分子重量400000），Ficoll渗透压低，而粘度特别高，与泛影葡胺混合可降低粘度。
用于分离各种细胞包括血细胞、成纤维细胞、肿瘤细胞、鼠肝细胞等。
③CsCl：为离子性介质、水溶性大，最高密度可达1.91g/ml。
由于它是重金属盐类，在离心时形成的梯度有较好的分辨率，用于DNA、质粒、病毒和脂蛋白的分离，但价格较贵。
④卤化盐类：KBr和NaCl可用于脂蛋白分离，KI和NaI可用于RNA分离，其分辨率高于铯盐。
NaCl梯度也可用于分离脂蛋白，NaI梯度可分离天然或变性的DNA。
⑤Percoll：商品名，是一种SiO2胶体外面包了一层聚乙烯吡咯酮（PVP），渗透压低，不穿透生物膜，对细胞无毒害，对生物材料的影响小，颗粒稳定。
在冷却和冻融情况下稳定，粘度高，在酸性pH和高离子强度下不稳定。
用于细胞、细胞器和病毒的分离。
蔗糖适宜做速率区带离心的材料，而等密度离心，不同的生物样品对梯度材料的要求有较大差异。
密度梯度液可用梯度仪制备线性梯度，也可人工辅设阶梯型梯度，离心管静置一定时间后也可以形成近线性梯度。
阶梯型不连续梯度多适用于从组织的匀浆中分离整细胞或亚细胞器，或用于某些病毒的纯化。
连续梯度由于其密度平滑地变化，多用于某些生物样品的多种成份组合的分离。
选择自形成梯度还是预形成梯度，主要取决于材料的性质。
如果些胶体硅材料（Percoll或Ludox）可在10000~20000g的离心场中离心30min就可以自形成梯度。
但CsCl或Meterizamide需要50000~500000g的离心场中离心数少时甚至数十小时才能自形成梯度.如用CsCl做质粒DNA分离，梯度液中加EB和Triton x-100，在490000g需要离心4hr，才能利用CsCl的自形成梯度分离出质粒DNA，染色体DNA，RNA和蛋白质。
预形成梯度的优点是离心时间较短，因为只要考虑样品中某个组份到达其等密度区所需要的时间。
预形成梯度常被用来分离较大颗粒，如>100S的样品。
预形成梯度缺点是被分离样品的容量较少；对某些样品如细胞或病毒会因单向沉降而产生颗粒聚结，从而减少了样品回收率和纯度；预先制备样度液需较长时间，较繁复。
自形成梯度：某些梯度材料能够在离心过程中形成密度梯度，Ludox、Percoll中的胶体硅颗粒可较快地形成梯度，而另一些材料如CsCl、Cs2SO4和Metrizamide等则在沉降过程中受到其反向浓度扩散的影响，达到平衡的时间就比较长。
如果为了提高分辨率，自形成梯度是很难使梯度曲线变得陡一些的。
1.3 离心设备离心机分为工业用和实验用离心机。
实验用离心机又分为制备性和分析性离心机。
制备性离心机主要用于分离各种生物材料和分子，分离的样品容量比较大。
分析性离心机一般都带有光学系统，用于研究生物大分子和颗粒的理化性质。
分析性离心机都是超速离心机。
1.3.1 离心机的种类普通离心机转速2000~6000rpm，RCF可达6000g；容量为几十毫升至几升，分离形式是固液沉降分离，转子有角式和外摆式，转速控制不严格，一般无制冷系统，用于收集易沉降的大颗粒物质，如红血球、酵母细胞等。
普通离心机以交流电动机驱动，电机碳刷易磨损，利用电压调压器调节转速，起动电流大，速度升降不均匀，一般转头是置于一个硬质钢轴上，因此必需进行精确平衡，以免损坏离心机。
高速离心机：转速20000~25000rpm，RCF可达89000g，最大容量可达3升，分离形式是固液沉降分离。
转头配有各种角式转头、荡平式转头、区带转头、垂直转头和大容量连续流动式转头。
一般有制冷系统，以消除转头与空气摩擦而产生的热量（温度0～40℃），转速、温度和时间都可严格准确地控制。
通常用于微生物菌体、大细胞器、蛋白质硫铵沉淀和免疫沉淀物等的分离纯化工作。
超速离心机：转速50000~80000rpm，RCF可达600000g；离心容量由几十ml至2L，分离的形式是差速沉降分离和密度梯度区带分离，可进行亚细胞器分级分离，病毒、核酸、蛋白质和多糖等生物大分子的分离。
按性能可分为分析型、制备型和分析制备型三种。
超速离心机主要由驱动和速度控制、温度控制、真空系统和转头四部分组成。
驱动装置是由水冷或风冷电动机通过精密齿轮箱或皮带变速，或直接用变频感应电机驱动，由微机控制。
驱动轴较细，在旋转时有一定的弹性弯曲以适应转头轻度的不平衡。