09.生化学-第9版-全书签.pdf

奂kkyx2018癹kkyx2018目录O。1第一节生物化学与分子生物学发展简史1 一、叙述生物化学阶段1 二、动态生物化学阶段1 三、机能生物化学阶段（分子生物学阶段）2 四、中国科学家对生物化学发展的贡献3 第二节当代生物化学与分子生物学研究的主要内容3、生物分子的结构与功能3 二、物质代谢及其调节4 三、基因信息传递及其调控4 第三节生物化学与分子生物学与其他学科的联系4、生物化学已成为生物学、医学各学科之间相互联系的共同语言4 二、生物化学为推动医学各学科发展作出了重要的贡献4 第一篇生物大分子结构与功能第一章蛋白质的结构与功能可O。8第一节蛋白质的分子组成8 一、L飞义氨基酸是蛋白质的基本结构单位8 二、氨基酸可根据其侧链结构和理化性质进行分类9 三、氨基酸具有共同或特异的理化性质11 四、氨基酸通过肤键连接而形成蛋白质或肤11 五、生物活性肤具有生理活性及多样性12 第二节蛋白质的分子结构13 一、氨基酸的排列顺序决定蛋白质的级结构13 二、多肤链的局部有规则重复的主链构象为蛋白质二级结构14 三、多肤链进一步折叠成蛋白质三级结构16 四、含有两条以上多肤链的蛋白质可具有四级结构19 五、蛋白质可依其组成、结构或功能进行分类20 第三节蛋白质结构与功能的关系21、蛋白质的主要功能21 二、蛋白质执行功能的主要方式21 三、蛋白质级结构是高级结构与功能的基础24 四、蛋白质的功能依赖特定空间结构27 19 20 目免kkyx2018癹kkyx2018录第四节蛋白质的理化性质30 一、蛋白质具有两性电离性质30 二、蛋白质具有胶体性质30 三、蛋白质的变性与复性30 四、蛋白质在紫外光谱区有特征性光吸收31 五、应用蛋白质呈色反应可测定溶液中蛋白质含量31 第二章核酸的结构，一.与.功能）O。32第三章第一节核酸的化学组成以及一级结构32 一、核昔酸和脱氧核昔酸是构成核酸的基本组成单位32 二、DNA是脱氧核糖核苦酸通过3,5-磷酸二酷键聚合形成的线性大分子35 三、RNA是核糖核昔酸通过3,5-磷酸二酷键聚合形成的线性大分子35 四、核酸的一级结构是核昔酸的排列顺序35 第二节DNA的空间结构与功能36、DNA的二级结构是双螺旋结构36 二、DNA双链经过盘绕折叠形成致密的高级结构40 三、DNA是主要的遗传物质42 第三节RNA的空间结构与功能43 一、mRNA是蛋白质生物合成的模板44 二、tRNA是蛋白质合成中氨基酸的载体45 三、以rRNA为主要成分的核糖体是蛋白质合成的场所四、组成性非编码RNA是保障遗传信息传递的关键因子五、调控性非编码RNA参与了基因表达调控49 第四节核酸的理化性质51 一、核酸具有强烈的紫外吸收51 二、DNA变性是一条DNA双链解离为两条DNA单链的过程三、变性的核酸可以复性或形成杂交双链53 第一节酶的分子结构与功能55 一、酶的分子组成中常含有辅因子55 二、酶的活性中心是酶分子执行其催化功能的部位56 三、同工酶催化相同的化学反应58 第二节酶的工作原理59、酶具有不同千般催化剂的显著特点59 二、酶通过促进底物形成过渡态而提高反应速率60 第三节酶促反应动力学63 一、底物浓度对酶促反应速率的影响呈矩形双曲线63 47 48 52 二、底物足够时酶浓度对酶促反应速率的影响呈直线关系66 三、温度对酶促反应速率的影响具有双重性66 O。55定kky,2018e/!Jkky,2018 目录21 四、pH通过改变酶分子及底物分子的解离状态影响酶促反应速率67 五、抑制剂可降低酶促反应速率67 六、激活剂可提高酶促反应速率71 第四节酶的调节71 一、酶活性的调节是对酶促反应速率的快速调节71 二、酶含量的调节是对酶促反应速率的缓慢调节73 第五节酶的分类与命名73 一、酶可根据其催化的反应类型予以分类73 二、每一种酶均有其系统名称和推荐名称74 第六节酶在医学中的应用75 一、酶与疾病的发生、诊断及治疗密切相关75 二、酶可作为试剂用千临床检验和科学研究76 第四章聚糖的结构与功能1o。78第一节糖蛋白分子中聚糖及其合成过程78 一、N-连接型糖蛋白的糖基化位点为Asn-X-Ser/rhr79 二、N连接型聚糖结构有高甘露糖型、复杂型和杂合型之分79 三、N-连接型聚糖合成是以长菇醇作为聚糖载体79 四、0-连接型聚糖合成不需要聚糖载体80 五、蛋白质13-N-乙酰葡糖胺的糖基化是可逆的单糖基修饰80 六、糖蛋白分子中聚糖影响蛋白质的半寿期、结构与功能81 第二节蛋白聚糖分子中的糖胺聚糖82 一、糖胺聚糖是由己糖醒酸和已糖胺组成的重复二糖单位82 二、核心蛋白质均含有结合糖胺聚糖的结构域83 三、蛋白聚糖合成时在多肤链上逐加上糖基83 四、蛋白聚糖是细胞间基质重要成分83 第三节糖脂由鞘糖脂、甘油糖脂和类固醇衍生糖脂组成84 一、鞘塘脂是神经酰胺被糖基化的糖昔化合物84 二、甘油糖脂是髓磷脂的重要成分85 第四节聚糖结构中蕴藏大量生物信息85 一、聚糖组分是糖蛋白执行功能所必需85 二、结构多样性的聚糖富含生物信息86 第二篇物质代谢及其调节第五章糖代谢J0。90第一节糖的摄取与利用90、糖消化后以单体形式吸收90 二、细胞摄取葡萄糖需要转运蛋白90 三、体内糖代谢涉及分解、储存和合成三方面91 免kky,20J8免kky,201822 目录第二节糖的无氧氧化91 一、糖的无氧氧化分为糖酵解和乳酸生成两个阶段91 二、糖酵解的调节取决千三个关键酶活性93 三、糖的无氧氧化为机体快速供能95 四、其他单糖可转变为糖酵解的中间产物95 第三节糖的有氧氧化96、糖的有氧氧化分为三个阶段96 二、三狻酸循环使乙酰CoA彻底氧化98 三、糖的有氧氧化是糖分解供能的主要方式101 四、糖的有氧氧化主要受能量供需平衡调节101 五、糖氧化产能方式的选择有组织偏好103 第四节磷酸戊糖途径104 一、磷酸戊糖途径分为两个阶段104 二、磷酸戊糖途径主要受NADPH/NADP十比值的调节105 三、磷酸戊糖途径是NADPH和磷酸核糖的主要来源105 第五节糖原的合成与分解106、糖原合成是将葡萄糖连接成多聚体106 二、糖原分解是从非还原性末端进行磷酸解108 三、糖原合成与分解的关键酶活性调节彼此相反109 四、糖原贮积症由先天性酶缺陷所致111 第六节糖异生111、糖异生不完全是糖酵解的逆反应111 二、糖异生和糖酵解的反向调节主要针对两个底物循环112 三、糖异生的主要生理意义是维持血糖恒定115 四、肌收缩产生的乳酸在肝内糖异生形成乳酸循环115 第七节葡萄糖的其他代谢途径116、糖睦酸途径生成葡糖睦酸116 二、多元醇途径生成少量多元醇116 第八节血糖及其调节116 一、血糖水平保持恒定117 二、血糖稳态主要受激素调节117 三、糖代谢障碍导致血糖水平异常118 四、高糖刺激产生损伤细胞的生物学效应118 第六章生物氧化lo。120第一节线粒体氧化体系与呼吸链120、线粒体氧化体系含多种传递氢和电子的组分120 二、具有传递电子能力的蛋白质复合体组成呼吸链122 三、NADH和FAD出是呼吸链的电子供体127 第二节氧化磷酸化与ATP的生成127、氧化磷酸化偶联部位在复合体I、皿、W内128 二、氧化磷酸化偶联机制是产生跨线粒体内膜的质子梯度128 安kky,2018免kky,2018目录23 三、质子顺浓度梯度回流释放能量用千合成ATP129 四、ATP在能量代谢中起核心作用130 第三节氧化磷酸化的影响因素132、体内能量状态调节氧化磷酸化速率133 二、抑制剂阻断氧化磷酸化过程133 三、甲状腺激素促进氧化磷酸化和产热134 四、线粒体DNA突变影响氧化磷酸化功能134 五、线粒体内膜选择性协调转运氧化磷酸化相关代谢物134 第四节其他氧化与抗氧化体系136、微粒体细胞色素P450单加氧酶催化底物分子轻基化136 二、线粒体呼吸链也可产生活性氧137 三、抗氧化酶体系有清除反应活性氧的功能138 第七章脂质代谢寸Oo 140 第一节脂质的构成、功能及分析140 一、脂质是种类繁多、结构复杂的一类大分子物质140 二、脂质具有多种复杂的生物学功能143 三、脂质组分的复杂性决定了脂质分析技术的复杂性145 第二节脂质的消化与吸收146 一、胆汁酸盐协助消化酶消化脂质146 二、吸收的脂质经再合成进入血液循环146 三、脂质消化吸收在维持机体脂质平衡中具有重要作用146 第三节甘油三酷代谢147、甘油三酷氧化分解产生大昼ATP147 二、不同来源脂肪酸在不同器官以不同的途径合成甘油三酣152 三、内源性脂肪酸的合成需先合成软脂酸153 第四节磷脂代谢157 一、磷脂酸是甘油磷脂合成的重要中间产物157 二、甘油磷脂由磷脂酶催化降解160 三、鞘磷脂是神经鞘磷脂合成的重要中间产物160 四、神经鞘磷脂由神经鞘磷脂酶催化降解161 第五节胆固醇代谢161、体内胆固醇来自食物和内源性合成161 二、胆固醇的主要去路是转化为胆汁酸164 第六节血浆脂蛋白及其代谢164 一、血脂是血浆所含脂质的统称164 二、血浆脂蛋白是血脂的运输形式及代谢形式164 三、不同来源脂蛋白具有不同功能和不同代谢途径166 四、血浆脂蛋白代谢紊乱导致脂蛋白异常血症170 第八章蛋白质消化吸收和氨基酸代谢0。172免kkyx2018癹kkyx201824 目录第一节蛋白质的营养价值与消化、吸收172、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述172 二、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值172 三、外源性蛋白质消化成寡肤和氨基酸后被吸收173 四、未消化吸收的蛋白质在结肠下段发生腐败174 第二节氨基酸的一般代谢175 一、体内蛋白质分解生成氨基酸175 二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库177 三、氨基酸分解代谢首先脱氨基177 四、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解180 第三节氨的代谢181、血氨有三个重要来源181 二、氨在血液中以丙氨酸和谷氨酰胺的形式转运181 三、氨的主要代谢去路是在肝合成尿素182 第四节个别氨基酸的代谢186 一、氨基酸脱狻基作用需要脱狻酶催化186 二、某些氨基酸在分解代谢中产生碳单位187 三、含硫氨基酸代谢可产生多种生物活性物质189 四、芳香族氨基酸代谢需要加氧酶催化191 五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程193 第九章核昔覂5亘）O。196第一节核苦酸代谢概述196、核苦酸具有多种生物学功能196 二、核甘酸经核酸酶水解后可被吸收196 三、核昔酸代谢包括合成和分解代谢.197 第二节噤呤核苦酸的合成与分解代谢197、噤呤核苦酸的合成存在从头合成和补救合成两条途径197 二、噤呤核昔酸的分解代谢终产物是尿酸203 第三节晚哫核昔酸的合成与分解代谢203 一、0密哫核昔酸的合成也有从头合成与补救合成两条途径203 二、0密哫核昔酸分解最终可生成NH3、CO2、3-丙氨酸及3-氨基异丁酸206 第十章代面的整合与涸节0。208第一节代谢的整体性208 一、体内代谢过程互相联系形成个整体208 二、物质代谢与能量代谢相互关联209 三、糖、脂质和蛋白质代谢通过中间代谢物而相互联系209 第二节代谢调节的主要方式211 一、细胞内物质代谢主要通过对关键酶活性的调节来实现211 二、激素通过特异性受体调节靶细胞的代谢215 癹kky,2018癹kky,2018目录25 三、机体通过神经系统及神经体液途径协调整体的代谢215 第三节体内重要组织和器官的代谢特点218 一、肝是人体物质代谢中心和枢纽220 二、脑主要利用葡萄糖供能且耗氧蛋大220 三、心肌可利用多种能源物质220 四、骨骼肌以肌糖原和脂肪酸为主要能量来源221 五、脂肪组织是储存和动员甘油三酷的重要组织221 六、肾可进行糖异生和酮体生成221 第三篇遗传信息的传递第十一章具核奉囚与奉因组1Io。224第一节真核基因的结构与功能224 一、真核基因的基本结构224 二、基因编码区编码多肤链和特定的RNA分子225 三、调控序列参与真核基因表达调控225 第二节真核基因组的结构与功能227、真核基因组具有独特的结构227 二、真核基因组中存在大量重复序列229 三、真核基因组中存在大量的多基因家族与假基因230 四、线粒体DNA的结构230 五、人基因组约有两万个蛋白质编码基因230 第十二章DNA的合成JO。232第一节DNA复制的基本规律232 一、DNA以半保留方式进行复制232 二、DNA复制从起点双向进行233 三、DNA复制以半不连续方式进行234 四、DNA复制具有高保真性235 第二节DNA复制的酶学和拓扑学235 一、DNA聚合酶催化脱氧核糖核苦酸间的聚合235 二、DNA聚合酶的碗基选择和校读功能237 三、复制中DNA分子拓扑学变化238 四、DNA连接酶连接复制中产生的单链缺口239 第三节原核生物DNA复制过程240 一、复制的起始240 二、DNA链的延长241 三、复制的终止242 第四节真核生物DNA复制过程243 一、真核生物DNA复制的起始与原核生物基本相似243 癹kky,2018癹kky,201826 目录二、真核生物DNA复制的延长发生DNA聚合酶转换243 三、真核生物DNA合成后立即组装成核小体243 四、端粒酶参与解决染色体末端复制问题244 五、真核生物染色体DNA在每个细胞周期中只能复制一次246 六、真核生物线粒体DNA按D环方式复制246 第五节逆转录246 一、逆转录病毒的基因组RNA以逆转录机制复制247 二、逆转录的发现发展了中心法则247 第十三章DNA损伤和损伤修复,10。249第一节DNA损伤249 一、多种因素通过不同机制导致DNA损伤249 二、DNA损伤有多种类型252 第二节DNA损伤修复253、有些DNA损伤可以直接修复253 二、切除修复是最普遍的DNA损伤修复方式254 三、DNA严重损伤时需要重组修复256 四、跨越损伤DNA合成是一种差错倾向性DNA损伤修复258 第三节DNA损伤及其修复的意义259、DNA损伤具有双重效应259 二、DNA损伤修复障碍与多种疾病相关259 第十四章RNA的合成1.0。262第一节原核生物转录的模板和酶262 一、原核生物转录的模板262 二、RNA聚合酶催化RNA合成263 三、RNA聚合酶结合到启动子上启动转录264 第二节原核生物的转录过程265 一、转录起始需要RNA聚合酶全酶265 二、RNA聚合酶核心酶独立延长RNA链266 三、原核生物转录延长与蛋白质的翻译同时进行267 四、原核生物转录终止分为依赖p因子与非依赖p因子两大类267 第三节真核生物RNA的合成268 一、真核生物有多种DNA依赖的RNA聚合酶268 二、顺式作用元件和转录因子在真核生物转录起始中有重要作用270 三、真核生物RNA转录延长过程不与翻译同步273 四、真核生物的转录终止和加尾修饰同时进行274 第四节真核生物前体RNA的加工和降解274、真核前体mRNA经首、尾修饰、剪接和编辑加工后才能成熟274 二、真核前体rRNA经过剪切形成不同类别的rRNA281 三、真核前体tRNA的加工包括核昔酸的碗基修饰281,i;okky,201 8吃kky,2018目录27 四、RNA催化些内含子的自剪接282 五、真核RNA在细胞内的降解有多种途径282 第十五章蛋白质的合成J10。287第一节蛋白质合成体系287 一、mRNA是蛋白质合成的模板287 二、tRNA是氨基酸和密码子之间的特异连接物289 三、核糖体是蛋白质合成的场所289 四、蛋白质合成需要多种酶类和蛋白质因子290 第二节氨基酸与tRNA的连接290、氨酰-tRNA合成酶识别特定氨基酸和tRNA.291 二、肤链合成的起始需要特殊的起始氨酰-tRNA291 第三节脉链的合成过程292 一、翻译起始复合物的装配启动肤链合成292 二、在核糖体上重复进行的三步反应延长肤链293 三、终止密码子和释放因子导致肤链合成终止295 第四节蛋白质合成后的加工和靶向输送296、新生肤链折叠需要分子伴侣296 二、肤链水解加工产生具有活性的蛋白质或多肤298 三、氨基酸残基的化学修饰改变蛋白质的活性299 四、亚基聚合形成具有四级结构的活性蛋白质299 五、蛋白质合成后被靶向输送至细胞特定部位299 第五节蛋白质合成的干扰和抑制302、许多抗生素通过抑制蛋白质合成发挥作用302 二、某些毒素抑制真核生物的蛋白质合成303 第十六章基因表达调控lo。305第一节基因表达调控的基本概念与特点305、基因表达产生有功能的蛋白质和RNA305 二、基因表达具有时间特异性和空间特异性305 三、基因表达的方式存在多样性306 四、基因表达受调控序列和调节分子共同调节307 五、基因表达调控呈现多层次和复杂性308 第二节原核基因表达调控308、操纵子是原核基因转录调控的基本单位308 二、乳糖操纵子是典型的诱导型调控309 三、色氨酸操纵子通过阻遏作用和衰减作用抑制基因表达311 四、原核基因表达在翻译水平受到精细调控313 第三节真核基因表达调控313、真核基因表达特点313 二、染色质结构与真核基因表达密切相关314 免kkyx2018癹kkyx201828 目录三、转录起始的调节316 四、转录后调控主要影响真核mRNA的结构与功能322 五、真核基因表达在翻译及翻译后仍可受到调控323 第十七章细胞信号转导的分子机制lo。327第一节细胞信号转导概述327、细胞外化学信号有可溶性和膜结合性两种形式327 二、细胞经由特异性受体接收细胞外信号328 三、细胞内多条信号转导途径形成信号转导网络329 第二节细胞内信号转导分子330、第二信使结合并激活下游信号转导分子330 二、多种酶通过酶促反应传递信号332 三、信号转导蛋白通过蛋白质相互作用传递信号333 第三节细胞受体介导的细胞内信号转导334 一、细胞内受体通过分子迁移传递信号335 二、离子通道型受体将化学信号转变为电信号336 三、G蛋白偶联受体通过G蛋白和小分子信使介导信号转导337 四、酶偶联受体主要通过蛋白质修饰或相互作用传递信号339 第四节细胞信号转导的基本规律341、信号的传递和终止涉及许多双向反应341 二、细胞信号在转导过程中被逐级放大341 三、细胞信号转导途径既有通用性又有专一性341 四、细胞信号转导途径具有多样性341 第五节细胞信号转导异常与疾病342、信号转导异常可发生在两个层次342 二、信号转导异常可导致疾病的发生343 三、细胞信号转导分子是重要的药物作用靶位344 第四篇医学生化专题第十八章血液的生物化学lo。348第一节血浆蛋白质348、血浆蛋白质的分类与性质348 二、血浆蛋白质的功能350 第二节血红素的合成351、血红素的合成过程351 二、血红素合成的调节353 第三节血细胞物质代谢354、红细胞的代谢354 二、白细胞的代谢356 安kky,2018C/!Jkky,2018 目录29 第十九章肝的生物化学丿O。358第一节肝在物质代谢中的作用358 一、肝是维持血糖水平相对稳定的重要器官358 二、肝在脂质代谢中占据中心地位359 三、肝内蛋白质合成及分解代谢均非常活跃359 四、肝参与多种维生素和辅酶的代谢360 五、肝参与多种激素的灭活361 第二节肝的生物转化作用361 一、肝的生物转化作用是机体重要的保护机制361 二、肝的生物转化作用包括两相反应361 三、生物转化作用受许多因素的调节和影响367 第三节胆汁与胆汁酸的代谢368 一、胆汁可分为肝胆汁和胆襄胆汁368 二、胆汁酸有游离型、结合型及初级、次级之分368 三、胆汁酸的主要生理功能369 四、胆汁酸的代谢及胆汁酸的肠肝循环370 第四节胆色素的代谢与黄疽371、胆红素是铁卧啾类化合物的降解产物371 二、血液中的胆红素主要与清蛋白结合而运输374 三、胆红素在肝细胞中转变为结合胆红素并泌入胆小管374 四、胆红素在肠道内转化为胆素原和胆素375 五、高胆红素血症及黄疽377 第二十章维生素J0。380第节脂溶性维生素380、维生素A380 二、维生素D382 三、维生素E383 四、维生素K384 第二节水溶性维生素384 一、维生素B1384 二、维生素B2385 三、维生素PP386 四、泛酸387 五、生物素387 六、维生素B6388 七、叶酸389 八、维生素B12.390 九、维生素C391 免kkyx2018安kkyx201830 目录第二十一章钙、磷及微量元素lo。394第一节钙、磷代谢394、钙、磷在体内分布及其功能394 二、钙、磷的吸收与排泄受多种因素影响395 三、骨是人体内的钙、磷储库和代谢的主要场所395 四、钙、磷代谢主要受三种激素的调节395 五、钙、磷代谢紊乱可引起多种疾病396 第二节微量元素397 一、铁397二、锌398三、铜399四、令孟399 五、硒400六、瑛400七、钻401八、氮401九、铭401十、银402十一、硅402 十二、镁403 十三、铝403 十四、锡403 第二十二章癌基因和抑癌基因)0。405第一节癌基因405 一、原癌基因是人类基因组中具有正常功能的基因405 二、某些病毒的基因组中含有癌基因406 三、原癌基因有多种活化机制406 四、原癌基因编码的蛋白质与生长因子密切相关408 五、癌基因是肿瘤治疗的重要分子靶点411 第二节抑癌基因411、抑癌基因对细胞增殖起负性调控作用411 二、抑癌基因有多种失活机制412 三、抑癌基因在肿瘤发生发展中具有重要作用413 四、肿瘤发生发展涉及癌基因和抑癌基因的共同参与415 第五篇医学分子生物学专题第二十三章DNA重组和重组DNA技术。420厂安kky,2018突kky,2018目录31 第一节自然界的DNA重组和基因转移420、同源重组是最基本的DNA重组方式420 二、位点特异性重组是发生在特异位点间的DNA整合422 三、转座重组可使基因位移424 四、原核细胞可通过接合、转化和转导进行基因转移或重组425 五、细菌可通过CRISPR/Cas系统从病毒获得DNA片段作为获得性免疫机制426 第二节重组DNA技术428 一、重组DNA技术中常用的工具酶428 二、重组DNA技术中常用的载体430 三、重组DNA技术的基本原理及操作步骤431 第三节重组DNA技术在医学中的应用437 一、重组DNA技术广泛应用于生物制药437 二、重组DNA技术是医学研究的重要技术平台438 三、重组DNA技术是基因及其表达产物研究的技术基础438 0 440 第一节分子杂交和印迹技术440、分子杂交和印迹技术的原理440 二、印迹技术的类别及应用440 第二节PCR技术的原理与应用442 一、PCR技术的工作原理442 二、PCR技术的主要用途443 三、几种重要的PCR衍生技术443 第三节DNA测序技术445 一、双脱氧法和化学降解法是经典DNA测序方法445 二、第一代全自动激光荧光DNA测序仪器基千双脱氧法446 三、高通量DNA测序技术使基因测序走向医学实用447 四、DNA测序在医学领域具有广泛应用价值447 第四节生物芯片技术448 一、基因芯片448 二、蛋白质芯片449 第五节蛋白质的分离、纯化与结构分析449 一、蛋白质沉淀用于蛋白质浓缩及分离449 二、透析和超滤法去除蛋白质溶液中的小分子化合物449 三、电泳分离蛋白质449 四、层析分离蛋白质450 五、蛋白质颗粒沉降行为与超速离心分离451 六、蛋白质的一级结构分析451 七、蛋白质的空间结构分析453 第六节生物大分子相互作用研究技术453 一、蛋白质相互作用研究技术453 免kkyr2018定kkyr201832 目录二、DNA-蛋白质相互作用分析技术454 第二十五章基因结构功能分析和疾病相关基因鉴定克隆O。457I 第一节基因结构分析457、鉴定基因的顺式元件是了解基因表达的关键458 二、检测基因的拷贝数是了解基因表达丰度的重要因素461 三、分析基因表达的产物可采用组学方法和特异性测定方法462 第二节基因功能研究464 一、生物信息学全面了解基因已知的结构和功能464 二、基因发挥作用的本质是其编码产物的生物化学功能465 三、利用工程细胞研究基因在细胞水平的功能466 四、利用基因修饰动物研究基因在体功能466 第三节疾病相关基因鉴定和克隆原则470 一、鉴定克隆疾病相关基因的关键是确定疾病表型和基因间的实质联系471 二、鉴定克隆疾病相关基因需要多学科多途径的综合策略471 三、确定候选基因是多种克隆疾病相关基因方法的交汇471 第四节疾病相关基因鉴定克隆的策略和方法471 一、疾病相关基因鉴定和克隆可采用不依赖染色体定位的策略472 二、定位克隆是鉴定疾病相关基因的经典方法474 三、确定常见病的基因需要全基因组关联分析和全外显子测序476 四、生物信息数据库贮藏丰富的疾病相关基因信息477 第二十六章基因诊断和基因治疗J0。479,第一节基因诊断479 一、基因诊断的概念及特点479 二、基因诊断的样品来源广泛480 三、基因诊断的基本技术日趋成熟480 四、基因诊断的医学应用484 第二节基因治疗486 一、基因治疗的基本策略主要围绕致病基因486 二、基因治疗的基本程序487 三、基因治疗的医学应用489 四、基因治疗的前景与问题490 第二十七章组学与系统生物医学J0。492第一节基因组学492、结构基因组学揭示基因组序列信息492 二、比较基因组学鉴别基因组的相似性和差异性493 三、功能基因组学系统探讨基因的活动规律494 I 免kkyx2018芘kkyx2018目录33 四、ENCODE计划旨在识别人类基因组所有功能元件495 第二节转录物组学495、转录物组学全面分析基因表达谱496 二、转录物组研究采用整体性分析技术496 三、转录物组测序和单细胞转录物组分析是转录物组学的核心任务496 第三节蛋白质组学497、蛋白质组学研究细胞内所有蛋白质的组成及其活动规律497 二、二维电泳、液相分离和质谱是蛋白质组研究的常用技术497 第四节代谢组学500、代谢组学的任务是分析生物细胞代谢产物的全貌500 二、核磁共振、色谱及质谱是代谢组学的主要分析工具500 三、代谢组学技术在生物医学领域具有广阔的应用前景500 第五节其他组学501 一、糖组学研究生命体聚糖多样性及其生物学功能501 二、脂组学揭示生命体脂质多样性及其代谢调控502 第六节系统生物医学及其应用503、系统生物医学是以整体性研究为特征的种整合科学503 二、分子医学是发展现代医学科学的重要基础503 三、精准医学是实现个体化医学的重要手段505 四、转化医学是加速基础研究实际应用的重要路径505。507。522。524醒!lkky,2018定kky,2018生物化学(biochemistry)是用化学、物理学和生物学的原理和方法，研究生物体内物质的化学组成、结构和功能，以及生命活动过程中各种化学变化过程及其与环境之间相互关系的基础生命学科。生物化学早期主要采用化学、物理学和数学的原理和方法，研究各种形式的生命现象，随着研究的发展，融入了生理学、细胞生物学、遗传学和免疫学等的理论和技术，加之近年来生物信息学的介入，使之与众多学科有着广泛的联系和交叉。20世纪50年代，伴随着（生物）物理学、遗传学、细胞学、生物信息学等学科的发展和渗透，生物化学发展进入了以研究生物大分子（主要是蛋白质和核酸）的结构与功能、进而阐明生命现象本质为核心的分子生物学(molecularbiology)时期。分子生物学的发展揭示了生命本质的高度有序性和一致性，是人类在认识论上的重大飞跃。从广义上理解，分子生物学是生物化学的重要组成部分，也被视作生物化学的发展和延续，因此，分子生物学的飞速发展，无疑为生物化学的发展注入了生机和活力。近年来迅猛发展的生物化学学科，研究成果累累，促进了相关和交叉学科，特别是医学的发展，已成为生命科学的重要学科之一。第一节生物化学与分子生物学发展简史生物化学一词出自於德国的FelixH,他于1877年提出biochemie一词，译成英语为biochemis-try即生物化学。人们很早就认识到生物化学是关千生物体的组成和功能的研究，但直到19世纪才真正发展成为一门独立的学科，并在20世纪初期蓬勃发展起来，近50年来又有许多重大的进展和突破，成为生命科学领域重要的前沿学科之一。20世纪50年代，苏联生物化学家提出，生物化学的发展可分为叙述生物化学、动态生物化学和机能生物化学三个阶段。第三个阶段正是分子生物学崛起、并迅速发展成为一门独立学科的阶段，故亦称为分子生物学阶段。一、叙述生物化学阶段18世纪中叶至20世纪初是生物化学的初期阶段，也称为叙述生物化学阶段，主要研究生物体的化学组成，并对其进行分离、纯化、合成、结构测定及理化性质的研究。期间的重要贡献有：发现了生物氧化作用的本质；对脂质、糖类及氨基酸的性质进行了较为系统的研究；发现并分离了核酸；发现了维生素对人体的作用；从血液中分离了血红蛋白；证实了连接相邻氨基酸的肤键的形成，提出了蛋白质分子结构的多肤学说；体外合成了尿素、嗦呤和简单的多肤；发现酵母发酵可产生醇并产生CO2,酵母发酵过程中存在“可溶性催化剂，奠定了酶学的基础等。二、动态生物化学阶段从20世纪20年代开始，生物化学学科蓬勃发展，开始认识体内各种分子的代谢变化，进入了动态生物化学阶段。例如：在营养方面，发现了人类必需氨基酸、必需脂肪酸及多种维生素；在内分泌方面，发现了多种激素，并将其分离、合成；在酶学方面，认识到酶的化学本质是蛋白质，酶晶体制备获得成功；在物质代谢方面，由于化学分析及核素示踪技术的发展与应用，对生物体内主要物质的代谢途径已基本确定，包括糖代谢途径的酶促反应过程、脂肪酸13-氧化、尿素合成途径及三狻酸循环等。在1 免kky,2018癹kky,20182 绪论生物能研究中，提出了生物能产生过程中的ATP循环学说。在这一阶段，一些技术方法在生物化学研究中的应用，如放射性核素标记、电泳和X射线晶体学等，极大地推动了学科发展。三、机能生物化学阶段（分子生物学阶段）20世纪后半叶以来，生物化学发展的显著特征是分子生物学的崛起。其间，物质代谢途径的研究继续发展，并进入合成代谢与代谢调节的研究。1.蛋白质结构与生物合成20世纪50年代初期发现了蛋白质的a-螺旋的二级结构形式；完成了胰岛素和核糖核酸酶的氨基酸序列分析；发现了转运RNA和氨酰-tRNA合成酶以及它们在蛋白质合成中的作用，阐明了氨基酸参与蛋白质合成的活化机制；利用X-射线衍射和冷冻电镜技术解析了烟草花叶病病毒的结构等。2.DNA双螺旋结构和中心法则关于遗传物质DNA的研究可以看作是第三阶段的标志性研究。1953年，WatsonJD和CrickFH提出DNA双螺旋结构模型，为揭示遗传信息传递规律奠定了基础；同年，BrennerS提出信使RNA的概念，并证实了其在指导合成蛋白质中的作用；随后，tRNA的序列和结构被确立，遗传密码被破译。此后，对DNA的复制机制、RNA的转录过程以及蛋白质合成过程进行了深入研究；通过对大肠杆菌乳糖代谢的研究，阐明了基因通过控制酶的生物合成调节细胞代谢的模式，提出了操纵子学说。这些成果深化了人们对核酸与蛋白质的关系及其在生命活动中作用的认识。3.重组DNA技术得到广泛应用20世纪70年代，由千DNA连接酶、限制性内切核酸酶、逆转录酶以及各种载体的发现和应用，使得重组DNA技术取得了极大的突破。重组DNA技术的建立不仅促进了对基因表达调控机制的研究，而且使人们主动改造生物体成为可能。由此，相继获得了多种基因工程产品，极大地推动了医药工业和农业的发展。转基因动植物和基因敲除(geneknock-out)动物模型的成功是重组DNA技术发展的结果。基因诊断与基因治疗也是重组DNA技术在医学领域应用的重要方面。20世纪80年代，核酶(ribozyme)的发现是人们对生物催化剂认识的补充。聚合酶链反应技术的发明，使人们有可能在体外高效率扩增DNA。这些成果都是分子生物学发展的重大事件。4.基因组学及其他组学的研究20世纪末启动的人类基因组计划(humangenome project)是人类生命科学中的伟大创举。人类基因组计划是描述人类基因组特征，包括物理图谱、遗传图谱、基因组DNA序列测定。2001年2月，人类基因组草图公布；2003年4月，覆盖人常染色体基因组99%序列的人类基因组图绘制完成。2003年9月，DNA元件百科全书(theEncyclopedia of DNA Elements,ENCODE)计划正式启动，其目的在于鉴定人类基因组中所有的功能片段。蛋白质组学(proteomics)研究包括阐明蛋白质的定位、结构与功能、相互作用以及特定时空的蛋白质表达谱等，已成为生物化学的又一研究热点。由于蛋白质具有更为复杂的三维结构，无疑确定入类所有蛋白质的结构比测定人类基因组序列更具挑战性。转录物组学(transcriptomics)研究细胞在某一功能状态下基因组转录产生的全部转录物的种类、结构和功能。RNA组学(RNomics)主要研究snmRNA的种类、结构、功能等，探讨同一生物不同组织细胞或同一细胞在不同时空状态下snmRNA的表达谱及其功能的变化及其与蛋白质的相互作用。代谢组学(metabonomics)研究的是生物体对外源性物质的刺激、环境变化或遗传修饰所作出的所有代谢应答的全貌和动态变化过程，其研究对象为完整的多细胞生物系统，包括了生命个体与环境的相互作用。糖组学(glycomics)主要研究单个生物体所包含的所有聚糖的结构、功能（包括与蛋白质的相互作用）等生物学作用，糖组学的出现使人类可以更深刻理解第三类生物信息大分子一聚糖在生命活动？，记中的作用。定kky,2018免kky,2018绪论3 总之，阐明人类基因组功能是一项多学科的任务，正吸引着生物学、医学、化学、物理、数学、工程和计算机等领域的学者共同参与，从中整合所有基因组信息，分析各种数据并提取其生物学意义，因而产生了一门前景广阔的新兴学科一生物信息学(bioinformatics)。尽管生物化学与分子生物学的发展异常迅速，但人类基因组序列的揭晓仅是序幕而已，生命本质的阐明任重而道远。四、中国科学家对生物化学发展的贡献早在西方生物化学诞生之前，我们的祖先就已在生产、饮食以及医疗等方面积累的丰富的经验，其中许多成为现代生物化学的发展基础。公元前22世纪，我国人民己能酿酒，这是我国古代用“曲”作“媒（即酶）催化谷物淀粉发酵的实践。周礼中有造酱、制怡的记载，伤寒论中用豆鼓作为健胃剂；内经素问中有关千糖的营养价值的记载，并记载了完全膳食必备的条件，且区分了谷、畜、果、蔬四类食物的营养性质。我们现在也已知道，古人用于治疗预防脚气病”“夜盲症”的药品或食品富含维生素Bl或维生素A。本草纲目中不仅记录了上千种的药物，并且对入体的代谢物及分泌物进行了比较详细的记载。近代生物化学发展时期，我国生物化学家吴宪等在血液化学分析方面，创立了血滤液的制备和血糖测定法；在蛋白质研究中提出了蛋白质变性学说。我国生物化学家刘思职在免疫化学领域，用定量分析方法研究抗原抗体反应机制，成为免疫化学的创始人之一。1965年，我国科学家首先采用人工方法合成了具有生物活性的牛胰岛素，解出了猪胰岛素的晶体结构；1981年，采用了有机合成和酶促相结合的方法成功地合成了酵母丙氨酰tRNA。此外，在酶学、蛋白质结构、生物膜结构与功能方面的研究都有举世瞩目的成就。近年来，我国的基因工程、蛋白质工程、新基因的克隆与功能、疾病相关基因的定位克隆及其功能研究均取得了重要的成果。特别要指出的是，人类基因组序列草图的完成也有我国科学家的一份贡献。第二节当代生物化学与分子生物学研究的主要内容生物化学与分子生物学因其应用领域不同，可分为工业、农业、海洋、医学生物化学与分子生物学等。又可因研究对象不同，分为动物、植物、微生物生物化学