生物化学绪论精要.ppt

* 中国是唯一一个参与人类基因组计划的发展中国家。承担1％的工作，3号染色体上3000万个碱基对。杨焕明是人类基因组计划中国协调人。中国科学院遗传与发育研究所基因工程中心主任。 转人生长素基因的小鼠（右） 1.4 分子生物学与生物技术的迅速发展为重组生物药物发展奠定基础 国际生物化学的发展概况 3. 生物化学的发展史 拉瓦锡（Lavoisier 1743——1794 ）法国化学家，他在1780－1789年之间研究了“生物体的燃烧”，指出此类燃烧并放出二氧化碳。后人称之为生物化学之父 瑞典化学家──舍勒（C.W.Scheele， 1742-1786），舍勒和他的同事对生物体的有机物质进行了详细的研究，确定了生物体内的许多化学物质，如氨基酸和柠檬酸、苹果酸等有机酸 。 3.1 18世纪（启蒙期） 3.2 19世纪（发展期） 1828年，德国化学家魏勒从无机物氰酸铵合成尿素，是人工合成有机物的创始人。 德国化学家李比希(Liebig)是生理化学和碳水化合物化学的创始人之一，研究了大量的有机分子和生物组织提取物，并于1842年首次提出了“新陈代谢”这个学术名词。 1877年，德国医生霍佩-赛勒(Hoppe-Seyler)首次提出“Biochemie”这个名词，译为英文是“Biochemistry”,汉译为生物化学，并创办了生理化学杂志，将生理化学（生物化学）建成一门独立的学科，首次从生物学、医学、化学中分离出来。他还首创了“蛋白质”一词，并得到了血红蛋白结晶。 霍佩-赛勒的学生米歇尔(Miescher)研究了病理液体和脓细胞，并从脓细胞的细胞核中分离得到了脱氧核糖核蛋白。 生物化学的创始人埃米尔·费舍尔（Emil Fischer） 1890－1902 Fischer（德）首次证明了蛋白质是多肽；发现酶的专一性，提出并验证了酶催化作用的“锁-匙”学说；合成了糖及嘌呤。1902年获诺贝尔奖。 19世纪50年代，巴斯德(Pasteur)证明了酒精发酵是由微生物引起的，排除了发酵自生论。 1897年布赫纳(Büchner) 利用无细胞酵母汁液发酵蔗糖产生酒精的研究，是生化发展早期的一个重要里程碑，他不仅结束了酒精发酵机理持续了半个世纪的大论战，而且将酶学和代谢等现代生化研究引入了一个快速发展的新时期。 3.3 20世纪上半叶 进入20世纪后，生物化学研究得到了迅速的发展，德、美、英、法都建立了生化学术中心。 20世纪上半叶在蛋白质、酶、维生素、激素和物质代谢及生物氧化方面都有很大的进展。 层析、电泳和超速离心机的应用使分离提纯快速而精确；结构化学和X-射线晶体学在生物大分子的结构研究中发挥了巨大的作用；荧光分析和同位素示踪显示了代谢过程和酶促反应机制；电镜也极大地促进了生物化学的发展。 霍普金斯(Hopkins)，剑桥大学生物化学教授，先后发现了维生素、色氨酸和谷胱甘肽，创建了剑桥普通生物化学学派和中心。 1926年，美国的萨姆纳(Sumner)得到了脲酶结晶，证明了酶的本质是蛋白质。 1937年，英国生物化学家克雷布斯(Krebs)发现并阐明了三羧酸循环。 此外，脂肪酸氧化降解途径、糖酵解途径等基本生物化学途径也都在20世纪30年代前后陆续阐明。 3.4 20世纪下半叶 整个生物化学的领域向广度和深度发展，分子生物学的出现和生物工程的兴起是这个时期最引人注目的成就。 1944年，加拿大细菌学家艾弗里(Avery)完成了肺炎球菌转化实验，证明了DNA是遗传物质。 50年前后，英国物理学家威尔金斯(Wilkins)完成了DNA的X射线衍射研究。 在此基础上，1953年，沃森(Watson)和克里克(Crick)建立起DNA双螺旋结构模型，开辟了分子生物学的新纪元。 弗兰克林 英国生物化学家桑格(Sanger)经过10年研究，发明了测定蛋白质分子中氨基酸序列的方法，并于1955年确定了牛胰岛素的一级结构，这是第一个被阐明结构的蛋白质，开创了蛋白质序列分析的先河。 1960年，雅各布(Jacob)和莫诺(Monod)提出了在原核生物中普遍存在的基因调控的操纵子结构模型。 1965年，美国生物化学家尼伦伯格(Nirenberg)破译出三联体遗传密码。 霍利(Holly)阐明了酵母丙氨酸tRNA的核苷酸排列顺序，后来又证明了所有的tRNA都有着相似的结构。 60年代末，DNA限制性内切酶和DNA连接酶被陆续发现，为研究核酸分子的结构和功能找到了自由切割和重组的工具，为70年代初重组DNA技术（基因工程）的出现奠定了基础。 1977年，桑格设计出一种测定DNA分子中核苷酸序列的方法，并测定了由5375个核苷酸组成的ΦΧ174 DNA的一级结构。这种D