1、Biochemistry,Biochemistry,上课老师及其联系方式：程水明 教授；13500079086(679086)E-mail: 欢迎同学们就课程发表想法和意见,Wonderful world：Garden of Eden,Diversity and Unity,1 Introduction,What is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry 1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry 1.4 Relations with other sciences
2、 How to study biochemistry 1.5 Suggestion for studying biochemistry,1.1 Concept of biochemistry,Biochemistry is the chemistry of life,Understanding life phenomena in chemical terms.,1 Introduction,What is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry 1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of bi
3、ochemistry 1.4 Relations with other sciences How to study biochemistry 1.5 Suggestion for studying biochemistry,生命是一个复杂的运动系统：,1.2 Objectives of biochemistry (1),Body,世界统一于物质，,生物化学的任务 生命的物质结构与性质。,世界统一于运动，,生命的物质代谢、能量代谢及其调控。,生物化学的应用功能,衍生出应用于医学、农业等方面的生化技术。,物质流、能量流、信息流,所谓动态生物化学,所谓静态生物化学,1 Introduction,Wh
4、at is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry 1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry 1.4 Relations with other sciences How to study biochemistry 1.5 Suggestion for studying biochemistry,1.3 Brief History of biochemistry,What is the role of physics or physical technology in
5、 biochemistry?,生物化学发展的脉络,Era of Chemical Revolution J. Joseph Priestley (普里斯特利，17331804)：英国化学家，他的重大贡献在于发现氧和其他气体。1772年发现了 CO2，并证明植物可以利用动物的呼吸气体生长。,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Chemical Revolution A.-L.Antoine-Laurent Lavoisier (拉瓦锡, 17431794)：法国化学家，1772 对燃烧的研究引发所谓的“化学革命”；17
6、77，拉瓦锡认为呼吸是燃烧的一种形式，并观察到阳光下的“green matters”在去除燃素的空气中产生气泡。,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Chemical Revolution C.W.Carl Wilhelm Scheele (舍勒, 17421786): 瑞典化学家, 1784 从柠檬汁中发现柠檬酸。其他有机化合物有：酒石酸(1770)、草酸(1776)、乳酸和尿酸(1780)、苹果酸（1785）、没食子酸和焦性没食子酸(1786)、甘油(1783)等,1.3 Brief History of bio
7、chemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Chemical Revolution Jan .Ingen Housz (英根豪茨17301799): 荷兰科学家，在英国继续了普里斯特利的实验，发现植物只有在日光下才能放氧，而且仅限于绿色部分，在黑暗中则放出二氧化碳。1796年 提出 碳酸光有机物氧气,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Organic Chemistry F.Friedrich Wohler (维勒，18001882)： 德国化学家, 1828第一次由无机物氰酸铵合成有机物尿素，
8、第一次冲击了传统的生命力学说。这种学说认为尿素纯粹是动物的产物，是由生命力控制产生的，不可能由无机物合成。,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Organic Chemistry Schwann , Theodor (施旺 1810-1882 )：德国生理学家，细胞学说的创立者之一。1838年 提出发酵和腐败是由空气中微小的生物引起的。1839， 施旺提出许多疾病与细胞的生理和化学方面有关，首次提出metabolic phenomena.,1.3 Brief History of biochemistry,施旺, T
9、,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Organic Chemistry Gerardus Johanes Mulder (穆尔德, 18021880): 荷兰化学家， 1839研究了一批蛋白，如卵清白蛋白、血清白蛋白、小麦白蛋白等，得出基本通式：C40H62O12N10。根据瑞典著名化学家贝采里乌斯提议，将这种物质命名为蛋白质。,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Physiological Chemistry Juctus von Liebig (李比希, 18031873)：德国化学家，1842阐明热
10、量来自于食物的氧化。首先提出机体中物质建设和破坏的化学过程称为代谢的定义；出版类似生物化学的专著化学在农业和生理学上的应用（1840）和动物化学或有机化学在生理学及病理学上的应用（1942）,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Physiological Chemistry Claude Bernard (伯纳德，18131878)：法国生理学家，1843第一次分离纯化糖原，证明肝中的糖原可转变为血糖，发现糖异生作用。他的认为：所有生命的机制，不管它有多麽复杂，都只有一个目的，那就是保持其内部环境的恒常生命状态。,1
11、.3 Brief History of biochemistry,Claude Bernard after winning a prestigIous award,对生物化学作出重要贡献的科学家,Era of Physiological Chemistry Louis Pasteur, Pasteur (巴斯德，18221895)：法国微生物学家，1860 发现乙醇发酵可得到甘油和琥珀酸。证明了三个科学问题：（1）每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展，（2）每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展（3）传染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒力。,1.3 Brief History of bi
12、ochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,巴斯德，L,Era of Physiological Chemistry 1872, Hoppe-Seyler (德国生理学家，18251895): 创办第一本生理化学杂志Zeitschrift fur Physiolociasche Chemie，即今天的Biological Chemistry Hoppe-Seyler ; 1877年创造Biochemie（即英文Biochemistry）一词; 重要贡献还有第一次分离和结晶了血红蛋白，第一次制备了纯的卵磷脂等。,1.3 Brief History of biochemistry,对生物
13、化学作出重要贡献的科学家,Era of Enzymology,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Eduard Buchner(毕希纳,1860-1917) :德国化学家, 1894年，与其兄弟一起发现酵母细胞的萃取液即可致发酵作用。之后他从这些萃取液分离出有效的成份，称为酵酶（zymase），从而导致对酵素的了解，并因此曾获1907年诺贝尔化学奖,Era of Enzymology,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Sir Arthur Harden (哈登, 1
14、865 -1940):, 英国化学家，19031906年，证明酒化酶是酶的复杂混合物，每一成分都催化蔗糖转化为乙醇的分段降解过程。并指出，磷酸醣是反应的关键中间体。此后，又对肝糖在肌肉内向乳酸转化问题进行研究。著有：成醇发酵、实用有机化学。曾获1929年诺贝尔化学奖,Era of Enzymology,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,James Batcheller Sumner (萨姆纳 ，18871955）：美国生物化学家，20世纪20年代，许多生物化学家认为酶是附着在胶体上的低分子量物质，而萨姆纳则相信酶是蛋白质。192
15、6年他成功地分离出一种脲酶活性很强的细小晶体(首次得到的结晶酶)，并证明是蛋白质。推动了酶学的发展。于1946年获得诺贝尔化学奖金。主要著作有：生物化学教本、酶的化学和方法、酶-化学及其作用机制,Era of Enzymology,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Emil Fischer (费歇尔, 1852-1919):德国化学家，是使生物化学成为独立学科最有功劳的人之一。1894年首先提出酶专一的“锁钥匙”理论及酶作用机制。20世纪初证明蛋白质是氨基酸聚合物，并发明肽的合成，对单糖的合成与结构也作出了重要贡献。1902年荣
16、获诺贝尔化学奖,Era of Enzymology,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Hans Adolf Krebs (克雷布斯，19001981）: 生物化学家, 生于德国并在德国受教育。1931，提出鸟氨酸循环。1933年迁居英国，二次大战中入英国籍。1937年提出柠檬酸循环（也称三羧酸循环）。荣获1953年度诺贝尔生理学或医学奖。,Era of Modern Biochemistry,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Oswald Theodore Ave
17、ry (埃弗里, 18771955): 美国细菌学家,于1944年发现不同型的肺炎双球菌的转化因子是 DNA。这项实验第一次证明了遗传物质是DNA而不是蛋白质。虽然这一发现，曾引起争论和怀疑，但的确推动了DNA的研究，直至1953年DNA双螺旋结构的发现.,Era of Modern Biochemistry,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Francis Harry Compton Crick: 1916, 英国生物物理学家 James Dewey Watson: 1928, 美国生物学家 Maurice Hugh Fred
18、erick Wilkins: 1916, 英国生物物理学家 1953, 揭示DNA双螺旋结构，1962年获Nobel奖,Crick,Watson,Wilkins,Era of Modern Biochemistry,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,Linus Carl Pauling (鲍林, 19011994): 美国量子化学家, 曾获1954年诺贝尔化学奖及1963年诺贝尔和平奖. 对生物化学的主要贡献在于对蛋白质和其他大分子结构进行X射线衍射分析并提出螺旋和其他结构以及镰刀形红细胞贫血病等分子病的机理阐述。,Era of
19、 Modern Biochemistry,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,1962年诺贝尔化学奖获授予英国生化学家佩鲁茨 (Max Ferdinand Perutz, 19142002) 和肯德鲁 (John Cowdery Kendrew, 19171997),Perutz,Kendrew,他们发展了X射线晶体结构分析技术，测定了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的空间精细结构。,Era of Modern Biochemistry,1.3 Brief History of biochemistry,对生物化学作出重要贡献的科学家,19
20、68年Nobel生理医学奖授予3位破译遗传密码的美国生化学家Robert W. Holley (19221993）、Har Gobind Khorana Khorana （1922）、Marshall Warren Nirenberg （1927）。 Nirenber和Khorana在五年内,Holley,Khorana,Nirenberg,解读了所有遗传密码。 Holley是tRNA的主要发现者，经过数年终于分离出纯的tRNA，1965年阐明其正确的构造。,1 Introduction,What is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry 1.2
21、Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry 1.4 Relations with other sciences How to study biochemistry 1.5 Suggestion for studying biochemistry,Biochemistry,1.4 Relations with other sciences (1),1.4 Relations with other sciences (2),从诺贝尔奖看生物化学与生理学、化学及物理学的关系,虽然在诺贝尔物理学奖中没有与生物化学直接有关的奖
22、相，但属于生物化学的生理/医学诺贝尔奖奖中，包含了许多物理原理和方法的应用，有些获奖者甚至就是物理学家。最典型的就是1962年的生理/医学奖，DNA螺旋模型就是物理学家和生物学家合作的结晶。至于生物化学中的化学诺贝尔奖，物理学或物理学家的贡献就更为突出，如X射线晶体衍射、电子衍射、光谱学、核磁共振等对生物大分子的结构测定获得过许多次化学奖。,1 Introduction,What is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry 1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry
23、 1.4 Relations with other sciences How to study biochemistry 1.5 Suggestion for studying biochemistry,1.5 Suggestion for studying biochemistry,注意所学内容的内在联系，总结形成自己的知识体系，做到纲举目张。 有意识地运用物理和化学知识来理解所学生物化学内容。 课堂耐心听讲，课后踊跃提问；及时复习，相互讨论。 适当扩大阅读，在某个知识点上可提前阅读后续科目的材料，但要“深入虎穴”和“浅尝辄止”相结合。,万能方法：决心潜心；理解记忆。,播下一个行动，你将收获一种习惯； 播下一种习惯，你将收获一种性格； 播下一种性格，你将收获一种命运。-威廉詹姆斯,参 考 书,沈同、王镜岩主编，生物化学。高等教育出版社出版 童坦君: 生物化学。北京: 北京大学医学出版社.2003。 周爱儒:生物化学“ (第5、6版)。北京:人民卫生出版社. 生命的化学（中国生物化学与分子生物学学会主办，上海） 国外医学 分子生物学分册（武汉） Annual Review of Biochemistry（生物化学年鉴, 美） Trends in Biochemical Sciences (简称TIBS，美),谢谢！,
