动物生物化学课件.pptVIP

3.生物化学的发展历史和现状3.1历史回顾我国古代对于生物化学的发展有重要的贡献。科学发展的道路不是平坦的,人们对事物的认识在正确与错误,真理与谬误的斗争中前进,生物化学的发展也不例外。FriedrichWohler,Eduard和HansBuchner弟兄以及J.Sumner等与“生机论（vitalism）”的谬论进行了长期的争论,“生机论”最后以失败告终。科学的发展也不是单枪匹马的,多学科的互相交叉与渗透、研究技术和实验手段的进步推动和加速了科学进步的步伐。化学、物理学、细胞学、遗传学、微生物学以及电子显微镜、超离心（ultra-centrifugation）、色谱（chromatography）、同位素示踪（isotopetracing）、X-射线衍射（X-rayreflection）、质谱（masschromatography）以及核磁共振（nuclearmagneticresonance）等技术都为现代生物化学的发展作出了重要贡献。1953年Watson和Crick描绘出了DNA的双螺旋结构模型,这在生命科学发展历史上是一个具有里程碑意义的重大事件。生命科学从此进入了分子生物学新时代。悼念克里克生物化学与分子生物学都以从分子水平上认识生命、诠释生命为目标。广义地说,两者没有截然的区别。只是前者注重生命有机体的化学过程,后者更强调生物分子的结构与功能,尤其是在遗传分子核酸方面。3.2生物化学的前景和现状目前，有关生物化学的研究主要集中在以下几个方面:生物大分子的结构、功能与相互作用基因组学和蛋白质组学基因表达的调节细胞信号的传导生物工程学分子生物学的迅速发展从根本上改变了生命科学的面貌,也极大地丰富和扩展了生物化学的内涵。一方面,经典的生物化学原理不断得到验证,另一方面,人们对生命有机体中化学过程的认识不断更新和深化,现代生物化学的发展已经从各个方面融入了生命科学发展的主流当中。生物大分子的结构、功能与相互作用大分子之间的相互作用；大分子结构模体（motif）和结构域的独特作用；生物大分子三维构象和构象运动进行描述；蛋白质空间构象的正确折叠和“分子伴侣”（molecularchaperone）的作用；磷酸化、酰基化等化学修饰作用对于蛋白质和酶在快速、高效传递代谢信息和调节基因表达中的机制；核酸与蛋白质的相互作用与基因表达的调节；催化核酸等。信息爆炸导致了结构生物学（structuralbiology）的诞生。蛋白质和核酸大分子之间的相互作用基因组学和蛋白质组学“人类基因组计划”（humangenomeproject,HGP）历经10个年头,在进入本世纪后不久宣布完成,人类基因组的解读为疾病的诊断、防治和新药的研究开发提供了有力的武器。科学家已绘制出40余种生物的基因组图谱,基因组的研究将进入功能基因组（functionalgenomics）阶段,即确定基因结构与功能的应用阶段。蛋白质组学（proteomics）作为后基因组时代生命科学新的研究领域正在崛起。它将一系列精细的技术,主要有2D-凝胶电泳、计算机图象分析、质谱、氨基酸测序和生物信息学结合起来,高通量地、综合地定量和鉴定蛋白质。建立蛋白组的生物信息数据库,将为重大病症的发生提供新的预警和诊断标志,并为新药的开发提供新的思路。大肠杆菌中的蛋白质组基因表达的调节1960年,F.Jacob和J.Monod发现细菌利用乳糖时,相关酶的基因表达时序受到严格的控制,于是提出了原核生物基因调节操纵子（operon）模型,开辟了对基因表达调节研究的新领域。真核基因表达的调控产要涉及核小体的重构、组蛋白的乙酰化、DNA的甲基化等化学修饰和DNA超螺旋的拓扑异构化；基因的的调节也在转录后的加工、翻译和新生多肽链的化学修饰等各个层次上进行。这一领域的研究将最终揭开生命的进化、胚胎的分化、个体的生长、发育、繁殖、衰老、疾病和死亡之谜。细胞信号的传导第二信使学说cAMP、cGMP、IP3、DG、Ca2+等G蛋白偶联系统G蛋白、PKA.PKG、PKC和TPK信号转导系统等小分子气体物质NO、CO动物生物化学

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