生物化学课件1绪论

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1、简明生物化学 徐成东 楚雄师范学院 化学与生命科学系 2011.8.31,一、生物化学的涵义 二、生物化学的研究内容 三、生物化学的发展简史 四、人类基因组计划 五、生物化学与其他学科的关系与应用 六、生物化学的学习方法 七、主要参考书目,第一章 绪论,生物化学是运用化学的理论和方法作为主要手段来研究生物体，进而揭示生命现象本质的一门科学。,一、生物化学的涵义,二、生物化学的研究内容,第一章 蛋白质 第二章 酶 第三章 核酸化学 第四章 糖代谢 第五章 生物氧化 第六章 脂类代谢 第七章 蛋白质降解及氨基酸代谢 第八章 核苷降解和核苷酸代谢 第九章 核酸的生物合成 第十章 蛋白质的生物合成,起

2、源于18世纪晚期，19世纪逐步发展，到20世纪初期发展成为一门独立学科，20世纪50年代以后随着生物大分子结构与功能的研究及分子生物学的兴起，生物化学进入了一个崭新的发展时期。,三、生物化学的发展简史,直到19世纪初期，生物化学才成为一门独立学科：,法国科学家Lavoisier （1743-1794）研究了动物的体温和呼吸,起源于18世纪晚期：,目前，生物化学与分子生物学一起为阐明生命现象 的本质开辟了广阔的前景：,（一）生物化学发展的几个重要时期,德国Fischer(1852-1919) 被誉为“生物化学”之父。 德国Neuberg (1877-1951) 于1903年提出“生物化学”这个名

3、词,胰岛素氨基酸序列的测定，蛋白质 -螺旋结构模型 以及DNA双螺旋结构模型的提出,人类基因组计划的实施等,胰岛素,蛋白质的二级结构（ 螺旋）,J.D.Watson 和F.H.C.Crick（1953年）,DNA双螺旋结构模型,DNA双螺旋结构模型,1929年 A. 哈登（英），冯奥伊勒 歇尔平（瑞典） 阐明糖发酵过程和酶的作用 1946年 J. B. 萨姆纳（美）、 J. H. 诺思罗普，W. M. 斯坦 利（美）分离提纯酶和病毒蛋白质 1958年 F. 桑格（英） 胰岛素结构研究 1981年 福井谦一（日）、R. 霍夫曼（英） 确定核酸碱基排列顺序 1984年 R.B. 梅里菲尔德（美）

4、开发了极简便的肽合成法 1989年 S. 奥尔特曼， T.R. 切赫 （美） RNA自身具有酶的催化功能 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 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） 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 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

5、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,诺贝尔化学奖,（二）诺贝尔奖,1923年 F.G.班廷（加拿大），J.J.R.麦克劳德（加拿大人）发现胰岛素 1937年 A.森特焦尔季（匈牙利）发现肌肉收缩原理 1953年 F.A.李普曼（英）高能磷酸结合在代谢中的重要性，发现辅酶A H.A.克雷布斯（英）发现克雷布斯循环（三羧酸循环） 1958年 G.W.比德乐、E.L.塔特姆（美）生物体内的生化反应由基因控制 J.莱德伯格（美）从事基因重组以及细菌遗传物质方面的研究 1959年 S.奥乔亚、A.科恩伯格（美）从事合成RNA和DNA的研究 1962年 J.D.沃森

6、（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 1972年 G.M.埃德尔曼（美）、R.R.波特（英）抗体化学结构和机能 1978年 W.阿尔伯（瑞士人）、H.O.史密斯、D.内森斯（美国人） 发现限制性内切酶以及在分子遗传学方面的应用 1983年 B.麦克林托克（美国人）发现移动的基因 1984年 N.K.杰尼（丹麦）、G.J.F.克勒（德国）、C.米尔斯坦（英国） 确立有免疫抑制机理的理论，研制出了单克隆抗体,诺贝尔生理或医学奖,1

7、989年 J.M.毕晓普、H.E.瓦慕斯（美国人）发现了动物肿瘤病毒的 致癌基因源出于细胞基因，即所谓原癌基因 1992年 E.H.费希尔、E.G.克雷布斯（美）发现蛋白质可逆磷酸化作用 1997年 S.B.普鲁西纳（美）发现了一种全新的蛋白致病因子 朊蛋白（PRION）并在其致病机理做出了杰出贡献 2000年 阿尔维德卡尔松（瑞典）、保罗格林加德（美）、埃里克坎德 尔（奥地利）:“人类脑神经细胞间信号的相互传递”. 2001年 利兰哈特韦尔(美)、蒂莫西亨特(英)和保罗纳斯(英)： 细胞周期调控。 2002年 悉尼布雷内（英）、罗伯特霍维茨（美）、约翰苏尔斯顿（英） 细胞分裂和分化过程进行跟

8、踪的细胞图谱 2003年 保罗劳特布尔（美）、彼得曼斯菲尔德（英）在核磁共振成像。 2004年 美科学家理查德-阿克塞尔和琳达-巴克，气味受体和嗅觉系统.,诺贝尔生理或医学奖,（三）我国科学家在生物化学领域中的贡献,吴宪 蛋白质变性理论（1893-1959） 阎隆飞 高等植物肌动蛋白（1921-2001） 人工合成有功能的蛋白质牛胰岛素 1983 酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成(tRNAAla),（四）现代生化与分子生物学的研究,转荧光素酶基因的马铃薯,转人生长素基因的小鼠（右）,肌动蛋白的三维结构,绿色荧光蛋白三维结构,肌动蛋白与绿色荧光蛋白融合蛋白,蛋白质异常的三维空间结构可以引发疾病

9、， 疯牛病、老年性痴呆症、囊性纤维病变、 家族性高胆固醇症、家族性淀粉样蛋白症、 某些肿瘤、白内障等等都是“折叠病”。造成 疯牛病的Prion病毒蛋白可以感染正常蛋白而 在蛋白质之间传染。研究蛋白质的折叠问题 不仅具有重大的科学意义，而且在医学和在 生物工程领域具有极大的应用价值。,蛋白质折叠第二遗传密码,MVKSHIGSWILVLFVAMWSDVGLCKKR PKPGGGWNTGGSRYPGQGSPGGNRYP PQGGGGWGQ PHGGGWGQ PHGGGWGQ PHGGGWGQ PHGGGWGQ PHGGGGWGQ GGTHGQWNKPSKPKTNMKHVAGAAAAG AVVGGLG

10、GYMLGSAMSRPLIHFGSDYEDR YYRENMHRYPNQVYYRPVDQYSNQNNFV HDCVNITVKEHTVTTTTKGENFTETDIKM MERVVEQMCITQYQRESQAYYQRGASVIL FSSPPVILLISFLIFLIVG,Prion amino acid sequence(Swiss-Prot: P10279) 264AA,正常与异常普里昂蛋白,四 人类基因组计划,1984年开始讨论 1990 启动 2000 序列框架图完成,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

11、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,人类基因组计划实施以来的成就,化学、生物学、生理学、 微生物学、细胞生物学、遗传学、 分子生物学、基因工程、基因组学 蛋白质组学、生物信息学 在工业、农业、食品、 医药卫生等领域应用广泛,五、生物化学与其他学科的关系及应用,六、生物化学的学习方法,理解与记忆结合；理论联系实际 把握学科交叉；追踪发展前沿,聂剑初 生物化学简明教程 吕淑霞等 基础生物化学 沈黎明等 基础生物化学 郑集等 普通生物化学 沈同、王境岩等 生物化学 L. Stryer， BIOCHEMISTRY,七、主要参考书,