生化講義(理論)

1、１〔Ⅰ〕〔Ⅰ〕理論部分理論部分1.1.緒論緒論歡迎同學(xué)們到生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室來！對于大多數(shù)學(xué)生來說，這不是第一次做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，但是我們相信，生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)一定是大家最感興趣、最激動(dòng)人心的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)然也是花費(fèi)最大、最辛苦的實(shí)驗(yàn)。同學(xué)們在過去幾年中所學(xué)到的各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)和操作技能，在這些實(shí)驗(yàn)中將會(huì)經(jīng)常用到，當(dāng)然更重要的是要學(xué)會(huì)一些新的、在生物化學(xué)的科學(xué)研究中最常用的實(shí)驗(yàn)方法。同學(xué)們在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)方面要取得好成績，在很大程度上，取決于你們對這些專門化實(shí)驗(yàn)

2、技術(shù)的熟練掌握和對生物化學(xué)原理的深入了解。當(dāng)同學(xué)們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，無疑將會(huì)與以前做的各種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較。在生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，極少有像無機(jī)化學(xué)和有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)菢舆M(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和分離出“克”數(shù)量級的產(chǎn)物。同學(xué)們將進(jìn)行的是“毫克”和“微克”數(shù)量級的研究，并且在多數(shù)情況下，生物分子是溶解在溶液中的，而且往往看不到所研究的物質(zhì)，但是將會(huì)看到動(dòng)態(tài)的生物化學(xué)過程和由生物分子引起的生物化學(xué)變化。實(shí)驗(yàn)中所用到的各種技術(shù)和方法，將起到“眼睛”的作用，用以

3、對各種生物化學(xué)過程進(jìn)行監(jiān)測。同學(xué)們通過生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該做到：⑴學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本思路，掌握各個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理，學(xué)會(huì)嚴(yán)密地組織自己的實(shí)驗(yàn)，合理地安排實(shí)驗(yàn)步驟和時(shí)間。⑵訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)的動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)熟練地使用各種生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，包括各種天平、各種分光光度計(jì)、各種離心機(jī)、自動(dòng)部分收集器、恒流泵、核酸蛋白檢測儀、冰凍干燥機(jī)、酸度計(jì)、電導(dǎo)率儀、高速分散器、各種電泳裝置和搖床等等。⑶學(xué)會(huì)準(zhǔn)確翔實(shí)地記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的技能，提高實(shí)驗(yàn)報(bào)告的寫作能力，能

4、夠整齊清潔地進(jìn)行所有的實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)作風(fēng)。⑷掌握生物化學(xué)的各種基本實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，尤其是各種電泳技術(shù)和層析枝術(shù)，為今后參加科研工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。預(yù)祝同學(xué)們以優(yōu)異的成績跨進(jìn)這一新的科學(xué)殿堂，成為攀登生物科學(xué)高峰的新的勇士?。逞t蛋白的結(jié)構(gòu)進(jìn)行X射線結(jié)構(gòu)分析Kendrew測定了肌紅蛋白的結(jié)構(gòu)，成為研究生物大分子空間立體結(jié)構(gòu)的先驅(qū)，他們同獲1962年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。此外，在60年代，層析和電泳技術(shù)又有了重大的進(jìn)展，在1968—1

5、972年Anfinsen創(chuàng)建了親和層析技術(shù)，開辟了層析技術(shù)的新領(lǐng)域。1969年Weber應(yīng)用SDS聚丙烯酰胺凝膠電泳技術(shù)測定了蛋白質(zhì)的分子量，使電泳技術(shù)取得了重大進(jìn)展。70年代：基因工程技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，Arber，Smith和Nathans三個(gè)小組發(fā)現(xiàn)并純化了限制性內(nèi)切酶，1972年，美國斯坦福大學(xué)的Berg等人首次用限制性內(nèi)切酶切割了DNA分子，并實(shí)現(xiàn)了DNA分子的重組。1973年，又由美國斯坦福大學(xué)的Cohen等人第一次完成

6、了DNA重組體的轉(zhuǎn)化技術(shù)，這一年被定為基因工程的誕生年，Cohen成為基因工程的創(chuàng)始人，從此，生物化學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的大發(fā)展時(shí)期。與此同時(shí)，各種儀器分析手段進(jìn)一步發(fā)展，制成了DNA序列測定儀、DNA合成儀等。80至90年代：基因工程技術(shù)進(jìn)入輝煌發(fā)展的時(shí)期，1980年，英國劍橋大學(xué)的生物化學(xué)家Sanger和美國哈佛大學(xué)的Gilbert分別設(shè)計(jì)出兩種測定DNA分子內(nèi)核苷酸序列的方法，而與Berg共獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，從此，DNA序列分析法成為生物

7、化學(xué)與分子生物學(xué)最重要的研究手段之一。他們3人在DNA重組和RNA結(jié)構(gòu)研究方面都作出了杰出的貢獻(xiàn)。1981年由Jgenson和Lukacs首先提出的高效毛細(xì)管電泳技術(shù)（HPCE），由于其高效、快速、經(jīng)濟(jì)，尤其適用于生物大分子的分析，因此受到生命科學(xué)、醫(yī)學(xué)和化學(xué)等學(xué)科的科學(xué)工作者的極大重視，發(fā)展極為迅速，是生化實(shí)驗(yàn)技術(shù)和儀器分析領(lǐng)域的重大突破，意義深遠(yuǎn)?，F(xiàn)今，由于HPCE技術(shù)的異軍突起，HPLC技術(shù)的發(fā)展重點(diǎn)己轉(zhuǎn)到制備和下游技術(shù)。1984

8、年德國科學(xué)家Kohler、美國科學(xué)家Milstein和丹麥科學(xué)家Jerne由于發(fā)展了單克隆抗體技術(shù)，完善了極微量蛋白質(zhì)的檢測技術(shù)而共享了諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。1985年美國加利福尼亞州Cetus公司的Mullis等發(fā)明了PCR技術(shù)（PolymeraseChainReaction）即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的DNA擴(kuò)增技術(shù)，對于生物化學(xué)和分子生物學(xué)的研究工作具有劃時(shí)代的意義，因而與第一個(gè)設(shè)計(jì)基因定點(diǎn)突變的Smith共享1993年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。除上述歷