高级生物化学绪论

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1、生物化学高级生化呢？生物化学生物化学n在生物学发展的基础上融合了化学、物理学、生理学等学科的理论和方法形成的科学，是研究动物、植物、人体、微生物等生命物体的化学组成和生命过程中的化学变化的一门学科，所以人们认为生物化学是生命的化学。生命是发展的生命是发展的n生命起源、生物进化、人类起源等等均已说明生命是发展的，因此人们对生命化学的认识也是在发展之中的。生命起源?基因基因信息信息蛋白质蛋白质人的发育过程人的发育过程细胞的分化潜能细胞的分化潜能受精卵能够分化出各种细胞、组织，形成一个完整的个体，所以把受精卵的分化潜能称为全能性（totipotent）。随着分化发育的进程，细胞逐渐丧失其分化潜能。从

2、全能性到多能性，再到单能性，最后失去分化潜能成为成熟定型的细胞Dolly and her daughterThe process of cloning DollyIs there any practical value to such technology?克隆人文特尔：“这是第一个人造细胞。”“这是地球上第一个父母是电脑、却可以进行自我复制的物种。”他领衔的研究所在最新一期美国科学杂志上发布报告称，他们人工合成了一种名为蕈状支原体的细菌的脱氧核糖核酸(DNA)，并将其植入另一个内部被掏空的、名为山羊支原体的细菌体内。最终，被植入人造DNA的细菌体重新获得生命，并开始在实验室的培养皿中被繁殖。

3、历经15年，耗资4000万美元。文特尔的工作若真能合成“微生物”，吃“CO2”，释放“O2”或“H2”的话，那真是造福人类。Gibson,D.G.,et al.,Creation of a bacterial cell controlled by a chemically synthesized genome.Science,2010.329(5987):p.52-6.诺贝尔奖项研究与长生不老诺贝尔奖项研究与长生不老细胞衰老与凋亡Chang S et al,Essential role of limiting telomeres in the pathogenesis of Werner sy

4、ndrome,Nature Genetics,2004Wrn 与端粒酶(mTerc)双敲出Mouse15-80 kbActive telomeraseHuman12-20kbInsufficient telomerase2002年10月7日英国人悉尼布雷诺尔、美国人罗伯特霍维茨和英国人约翰苏尔斯顿，因在器官发育的遗传调控和细胞程序性死亡方面的研究获诺贝尔诺贝尔生理与医学奖。2002年诺贝尔生理与医学奖获得者p53基因突变抗癌药物开发方面的重点目前被坚定地放在以分子为目标的、合理设计的药物上，而不是放在非特异性细胞毒素上。肿瘤治疗新趋势肿瘤治疗新趋势肿瘤个体化治疗肿瘤个体化治疗标准治疗标准治疗

5、治疗有效患者及治疗有效患者及预计毒性反应较小患者预计毒性反应较小患者相同诊断的患者人群相同诊断的患者人群对对A A治疗方案敏感治疗方案敏感且不增加毒副反应且不增加毒副反应对对B B治疗方案敏感治疗方案敏感且不增加毒副反应且不增加毒副反应为何要推进肿瘤个体化治疗的进程？为何要推进肿瘤个体化治疗的进程？甲型甲型H1N1流感流感艾滋病疫苗：迷途还是绝境艾滋病疫苗：迷途还是绝境HIV进化极其快速HIV的保守位点（不易发生突变的部分）往往隐藏在颗粒深处，不会轻易被疫苗识HIV忍耐的本领也不小，潜伏期可达数十年之久缺少合适的动物模型 大约从20世纪中叶起，生物化学得到了突飞猛进地发展，并且生物化学的领域也

6、向深度和广度发展，其原因是：物理学家、化学家以及遗传学家等参加到生命化学的领域中来了。研究人员迁居和交往频繁。研究方法有了突破和改进。信息交流量增大。从研究方法的改进上来说，相继出现了色谱技术、电泳技术、超速离心技术、荧光分析技术、同位素示踪技术以及电子显微镜的应用等。可以说生物化学的分离、纯化和鉴定的方法向微量、快速、精确、简便和自动化的方向发展。基因打靶基因打靶在“基因打靶”技术的帮助下，科学家可以使实验鼠体内的特定基因失去作用，从而发现这些基因的实际功能。通过此一技术，科学家已经扩大了对“胚胎发育、成人生理学、老化与疾病的数个基因”的认识。为为“基因打靶基因打靶”技术奠定基础技术奠定基础

7、 美英三科学家同获诺贝尔医学奖美英三科学家同获诺贝尔医学奖 是人工改造的限制酶，由锌指结构的DNA结合结构域和DNA切割结构域融合而成。它们能够识别并结合指定的位点，高效且精确地切断靶DNA。随后细胞利用天然的DNA修复过程“同源定向修复”或“非同源末端连接”来治愈靶的断裂。传统的基因组靶向修饰方法，如同源重组和逆转录病毒法，不仅效率低，特异性也不高。锌指核酸酶技术的出现，给基因组靶向修饰技术带来了希望锌指核酸酶（Zinc-finger nucleases,ZFN）RNAi基因组学l人类仅有0.1%的DNA是不同的l这0.1%的差别有重要意义吗?所有人的DNA序列99.9%相同HapMap（2

8、002年）是由加拿大、中国、日本、尼日利亚、英国和美国共同资助和合作进行的项目，旨在建立一个将帮助研究者发现人类疾病及其对药物反应的相关基因的公众资源。http:/hapmap.ncbi.nlm.nih.gov/index.html.zhHapMap1于2005年发表含有超过100万个SNP基因型，是由来自4个不同地域的人群的269个个体产生的。两年之后HapMap2 为增添了超过210万个SNP。2010年 HapMap3对来自11个全球人群的1184个个体进行了基因组变异筛查，鉴定了人类基因组核苷酸多态性（SNPs）和拷贝数多态性（CNPs）。功能基因组学研究全基因组的表达、基因功能、基因

9、之间相互关系、基因表达调控机制。9月5日，国际科学界宣布的“DNA元素百科全书”计划（简称ENCODE）这项研究对医学家研究人类疾病的致病机理会有极大的促进作用，我们可以在一个综合的、系统的水平上，更准确地找到致病原因，从而更精确地设计药物靶点，有助个性化治疗的研究。蛋白质组学蛋白质组学（1）蛋白质组：）蛋白质组：1994年提出，最早见于文年提出，最早见于文献是献是1995年年7月的月的“Electrophoresis”杂志上。杂志上。指基因组表达的所有相应的蛋白质，也可说指基因组表达的所有相应的蛋白质，也可说是指细胞或机体全部蛋白质的存在及其活动是指细胞或机体全部蛋白质的存在及其活动方式。方

10、式。（2）蛋白质组学：研究细胞内全部蛋白质）蛋白质组学：研究细胞内全部蛋白质的组成及其活动规律的科学。的组成及其活动规律的科学。蛋白质组学研究的应用蛋白质组学研究的应用1.用于寻找疾病相关的蛋白质：标志物。用于寻找疾病相关的蛋白质：标志物。2.用于微生物蛋白组研究，彻底阐明病原微生物的致病机理并寻找全新的药物用于微生物蛋白组研究，彻底阐明病原微生物的致病机理并寻找全新的药物作用靶点。作用靶点。3.蛋白质组数据库将成为药物设计的路标。蛋白质组数据库将成为药物设计的路标。4.对不同生物的蛋白质组进行比较性研究，可以对生物进化途径提供参考，对对不同生物的蛋白质组进行比较性研究，可以对生物进化途径提供

11、参考，对多细胞生物的起源提供线索。多细胞生物的起源提供线索。5.追踪胞内信号分子的移位，阐明目标蛋白质在信号转导途径中的位置。追踪胞内信号分子的移位，阐明目标蛋白质在信号转导途径中的位置。采用分子生物学、生物化学和细胞生物学技术，建立分子水平和细胞水平的药物筛选模型；研究与大规模药物筛选相适应的筛选技术与方法；研究与大规模药物筛选配套的相关技术与方法。生物制药药物筛选的靶标：疾病相关基因 疾病相关的基因变异 药物代谢相关基因乙醛具有让毛细血管扩张的功能，而脸部毛细血管的扩张才是脸红的原因。喝酒脸红的人：带有突变乙醛脱氢酶的个体酒后血液里乙醛带有突变乙醛脱氢酶的个体酒后血液里乙醛含量高很多含量高

12、很多当1-2个小时后红色就会渐渐腿去，这是靠肝脏里的P450慢慢将乙醛转化成乙酸，然后进入TCA循环而被代谢。喝酒脸红 以生物大分子的特定空间结构及结构的特定运动与其生物学功能的关系为基础，阐明生命现象的学科。研究特殊分子的性质以及分子间的相互作用，如膜蛋白的拓扑学、蛋白质的二级结构中残基的接近和移动以及蛋白质的三级折叠等结构生物学(structural biology)结构生物学主要是用物理的手段，用X-射线晶体学，核磁共振波谱学，电镜技术等物理学技术来研究生物大分子的功能和结构.来阐明这些大分子相互作用中的机制。分子模拟(Molecular Simulationor Modelling a

13、nd Simulation)为二十世纪下半叶发展起来而如今最为热门的一种计算机模拟方法。随着量子力学理论的逐步完善、经验力场的不断开发和更新换代以及计算机的普及和计算速度和容量的不断提升，半个世纪以来，分子模拟的理论和方法得到了快速的发展，在物理、化学化工、材料科学、生命科学等诸多领域发挥着越来越重要的作用，已逐渐形成一门专门的学科分子模拟。生物化学对的贡献血清生化指标检测罪证确定:DNA指纹指纹指纹-现形方法现形方法一、碘熏法即使用碘晶体加温产生蒸气，它与指纹残留物的油脂产生反应后，便会出现黄棕色的指纹，必须立即拍照或用化学方法固定；二、宁海得林（Ninhydrin)法将试剂喷在检体上，与身

14、体分泌物的氨基酸产生反应后，会呈现出紫色的指纹；三、硝酸银法硝酸银溶液与潜伏指纹中的氯化钠产生反应后，在阳光下会产生黑色的指纹；四、萤光试剂法萤光氨与邻苯二醛几乎马上与指纹残留物的蛋白质或氨基酸作用，产生高萤光性指纹，此试剂可以用在彩色物品的表面。五、其他办法采集证据还可以使用其他的方法，如三秒胶法，即利用氰丙烯酸酯的气体与水和氨基酸分子反应而产生指纹。华人神探李昌钰检查出莱温斯基裙子上残留的精液的DNA与克林顿的相符。早在1984年，英国莱斯特大学的遗传学家Jefferys及其合作者首次通过DNA分子生物学实验方法获得了一系列可以在胶片上看到的图纹，这些图纹极少有两个人完全相同，故称为DNA

15、指纹，意思是它与人的指纹一样是每个人所特有的。人类历史上第一个用DNA指纹破案的例子也是由Jefferys参与完成的。在1986年的一起发生在英国列斯特郡的奸杀案中，Jefferys使用DNA指纹成功的证明了当时一名嫌疑男子并非真正凶手。第一个第一个DNA指纹指纹 婚姻外生育，需确定孩子的生父 已婚夫妇，丈夫怀疑孩子非他所生。怀疑育婴室调错婴儿。失散家庭的认亲或失散儿童的认领。超生子女的血缘鉴定。财产继承纠纷。移民案件的血缘鉴定。强奸致孕案，嫌疑人否认时。转基因动物的应用转基因动物的应用发育生物学的研究发育生物学的研究遗传学的研究遗传学的研究医学的研究医学的研究转基因疾病动物模型转基因疾病动物

16、模型疾病动物模型对医学的发展作出了贡献。但是，许多疾病难以用人工诱发的方法制造动物模型，或许多疾病在实验动物身上不发生或仅仅是高等哺乳类动物才发生，因此难以通过自发或人工定向培育的方法获得动物模型。转基因技术的出现，为人类精确地研究基因与疾病的相关关系提供了可能，而且可以在个体发生的每个阶段中使用任何个体进行遗传功能的分析。因此，转基因疾病动物模型的开发成为转基因动物的热点，有的已进入应用阶段。转基因作物 从1983年研究成功后，转基因作物从1996年的170万公顷直接增长至2003年的6770万公顷，有5大洲18个国家的700万户农户种植，其中转基因大豆已占全部大豆种植的55%，玉米占11%，棉花占21%，油菜占16%，这些作物的国际贸易出口额也在增加。抗除草剂转基因烟草转基因安全性合理开发利用转基因产品合理开发利用转基因产品教学参考书：教学参考书：