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生物化学张洪渊课件

CATALOGUE目录生物化学概述大分子结构与功能生物小分子代谢及调控机制基因表达调控与疾病关系细胞信号传导与受体介导作用现代生物化学技术应用及发展趋势

CHAPTER生物化学概述01

研究生物体内化学分子与化学反应的科学，探讨生命现象的化学本质。生物大分子（蛋白质、核酸、多糖等）及其相互作用；生物小分子（氨基酸、脂肪酸、糖类等）及其代谢；生物体内能量转化与传递等。生物化学定义与研究对象研究对象生物化学定义

发展历史从19世纪末到20世纪初，生物化学逐渐从生理学和有机化学中独立出来，成为一门独立的学科。随着科学技术的不断发展，生物化学的研究领域和深度不断拓展。现状生物化学已经成为生命科学领域的重要分支，与分子生物学、遗传学、细胞生物学等学科相互渗透，共同揭示生命的奥秘。同时，生物化学在医学、农业、工业等领域的应用也越来越广泛。生物化学发展历史及现状

生物化学在医学领域重要性疾病诊断生物化学方法可用于检测生物样本中的特定分子或代谢物，为疾病诊断提供依据。药物研发生物化学研究有助于揭示药物与生物体内靶分子的相互作用机制，为药物设计和优化提供指导。疾病预防与治疗通过了解生物体内的代谢途径和调控机制，可以制定针对性的营养干预和药物治疗策略，预防和治疗疾病。

CHAPTER大分子结构与功能02

氨基酸序列，由基因编码决定。一级结构二级结构三级结构局部空间结构，包括α-螺旋、β-折叠等。整条肽链的空间结构，决定蛋白质的功能。030201蛋白质结构与功能

多个亚基组成的复合体，如血红蛋白。四级结构如酶，加速生物化学反应。催化功能如载体蛋白，运输小分子和离子。运输功能蛋白质结构与功能

免疫功能如抗体，参与免疫应答。调节功能如激素和生长因子，调节生物体代谢和生长。蛋白质结构与功能

催化功能某些RNA具有催化活性，称为核酶。遗传信息表达RNA作为信使，将DNA的遗传信息传递给蛋白质合成系统。遗传信息储存DNA储存生物体的遗传信息。DNA结构双螺旋结构，由碱基互补配对原则稳定。RNA结构单链结构，局部存在双链区域。核酸结构与功能

01单糖最简单的糖分子，如葡萄糖、果糖等。02双糖由两个单糖分子组成，如蔗糖、乳糖等。03多糖由多个单糖分子组成，如淀粉、纤维素等。04能量储存多糖和双糖是生物体的主要能量储存形式。05结构组成纤维素是植物细胞壁的主要成分，壳多糖是昆虫外骨骼和真菌细胞壁的成分。06生物识别糖蛋白和糖脂在细胞识别和信号传导中发挥作用。糖类结构与功能

CHAPTER生物小分子代谢及调控机制03

糖代谢途径及调控机制葡萄糖在细胞质中被分解成丙酮酸，释放少量能量。丙酮酸进入线粒体，经过一系列反应彻底氧化成二氧化碳和水，释放大量能量。非糖物质转化为葡萄糖或糖原，维持血糖水平稳定。体内葡萄糖的储存形式，调节血糖浓度和能量供应。糖酵解途径三羧酸循环糖异生作用糖原合成与分解

体内脂肪酸的来源和去路，调节脂肪储存和能量供应。脂肪酸的合成与分解脂肪细胞储存和释放甘油三酯，维持体内能量平衡。甘油三酯的合成与分解细胞膜的主要成分，参与信号传导和细胞识别等功能。磷脂代谢体内胆固醇的来源和去路，调节血脂水平和细胞膜稳定性。胆固醇代谢脂类代谢途径及调控机制

氨基酸代谢尿素循环嘌呤核苷酸代谢嘧啶核苷酸代谢氮代谢途径及调控机内氨基酸的来源和去路，合成组织蛋白和酶等重要物质。将有毒的氨转化为无毒的尿素排出体外，维持体内氮平衡。合成DNA和RNA的原料，参与能量代谢和信号传导等过程。与嘌呤核苷酸共同构成核酸，参与遗传信息的传递和表达。

CHAPTER基因表达调控与疾病关系04

通过控制转录起始、延伸和终止等过程，实现对基因表达的精细调节。转录水平调控通过影响mRNA的稳定性、翻译效率和蛋白质修饰等方式，调控基因表达产物的生成。翻译水平调控通过改变染色质结构、DNA甲基化和组蛋白修饰等方式，影响基因的可及性和表达水平。表观遗传学调控基因表达调控机制简介

03环境因素与基因表达异常环境因素如化学物质、辐射和微生物感染等，可能导致基因表达异常，进而诱发疾病。01基因突变与疾病基因突变可能导致基因表达异常，进而引发一系列疾病，如遗传性疾病、癌症等。02基因表达失调与疾病基因表达失调可能导致细胞功能异常，从而引发疾病，如自身免疫性疾病、神经退行性疾病等。基因表达异常与疾病发生关系探讨

通过特异性地作用于疾病相关基因或其表达产物，实现对疾病的精准治疗。靶向药物设计原理针对激酶活性异常增高的疾病，如癌症，设计激酶抑制剂降低激酶活性，从而抑制癌细胞生长。激酶抑制剂针对特定抗原的单克隆抗体可用于治疗自身免疫性疾病和癌症等，通过中和抗原或激活免疫系统来发挥作用。单克隆抗体利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，对疾病相关基因进行精确编辑，从而实现