化学生物学导论1

什么是 化学生物学？
Schreiber等人指出：“化学生物学是对分子生物 学的有力补充，分子生物学采用定点突变的方法来 改变生物分子如蛋白质和核酸的功能；而化学生物 学是采用化学的手段，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”。 美国加利福尼亚大学药学院网站对化学生物学 的定义为“composition, structure, properties, and interactions of chemicals within living organisms ”。 organisms” 化学生物学可以理解为“化学的生物学” 化学生物学可以理解为 “Chemical biology ” biology”
合成 分离
化 学 物 纯化 质
分析
相 互 作 用
蛋白质 酶 核酸
生物大分子
生物化 学功能
生 物 转 化
细胞
细胞膜 信号转导 细胞凋亡 细胞周期
生物 学功能
细胞分化 药物代谢 毒理学
动植物
医药学 作用
药物化学
化 学 生 物 学
有机化学
为了顺应这一新学科领域发展的需要，近年来国内外一 些著名的化学研究机构或大学纷纷进行了学科调整。 1995 年首先将其化学系改名为化学与化学生物 哈佛大学于1995 1995年首先将其化学系改名为化学与化学生物 �哈佛大学于 学系 (Harvard Department of Chemistry & Chemical 学系(Harvard ，康奈尔大学随后建立了化学生物学研究所。 Biology) Biology)，康奈尔大学随后建立了化学生物学研究所。 �北京大学化学与分子工程学院、药学院在我国首先成立了 化学生物学系，近几年来，我国的许多大学相继成立各种化 学生物学方面的实验室和研究所，一些学校开始设置“化学 生物学”专业培养本科生、硕士和博士研究生。
化学生物学导论
化学
化学是分子的科学
分子的结构和性质? 分子之间的相互作用？
生物学
生物学是生命的科学
生命的起源和类别? 生命过程的作用机理?
分子工程的技术
设计合成新分子? 新分子的作用和应用?
生命科学技术
研究有机生物体？ 生命体系的修饰和应用？
生 命 的 基 本 构 成
OH HO
OH O HO O OH
Stuart L. Schreiber
Peter G. Schultz
化学生物学（化学遗传学、化学蛋白质组学、 •19951995-化学生物学（化学遗传学、化学蛋白质组学、 化学糖生物学等）的诞生。
学科的发展促使化学生物学诞生
分子生物学 采用基因突变的方法研究生命 过程，干扰正常的生命过程， 已经不能适应深入研究的需要。 一个新药的研发需 6-10 年,耗资 一个新药的研发需6-10 6-10年 大、成本高，高通量筛选技术促 使发展新的技术以适应其发展。 合成自然界已知的复杂天然产物， 设计合成结构功能新颖的化合物， 具备研究复杂分子体系的能力。
O
B
O OH -O P O O B O
O -O P O O OB
O OH -O P O B O O
O
O OH
DNA
RNA
Protein
: 化学与生物学的融合经历了三个发展阶段 化学与生物学的融合经历了三个发展阶段:
• 生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪 初，但它的起源可追溯得更远，其早期的历史是生 理学和化学的早期历史的一部分。 • 20世纪50年代后，分子生物学是生物学的前沿与生 长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系 （即生物膜来自百度文库。之后又产生了生物有机化学,生物 无机化学、生物分析化学等。
OH O OH OH HO O OH O OR
生命物质的 化学组成
O -O P O O
O
B
O -O P O O
Polysaccharide
O B
R HN O R
O R NH O HN O R R NH O HN O R R NH O HN
O -O P O O
O
B
O OH -O P O O B O
O -O P O O