《生化講義》課件

生化講義歡迎來到生物化學(xué)的世界。這門課程將帶您深入探索生命的奧秘，從分子層面理解生命的本質(zhì)。我們將學(xué)習(xí)細(xì)胞、酶、代謝和基因等重要概念。課程介紹1基礎(chǔ)知識(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)、生物分子和代謝過程2高級(jí)主題基因表達(dá)、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和生物技術(shù)3應(yīng)用實(shí)踐疾病機(jī)理、醫(yī)學(xué)應(yīng)用和前沿研究生物化學(xué)的基本概念生命的化學(xué)本質(zhì)探討生物體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)和分子相互作用生物大分子蛋白質(zhì)、核酸、碳水化合物和脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能能量轉(zhuǎn)換生物體如何獲取、儲(chǔ)存和利用能量信息傳遞基因表達(dá)和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的分子機(jī)制細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能細(xì)胞核存儲(chǔ)遺傳信息，控制細(xì)胞活動(dòng)細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行代謝活動(dòng)，包含多種細(xì)胞器細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出，維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定細(xì)胞骨架維持細(xì)胞形態(tài)，參與細(xì)胞運(yùn)動(dòng)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和特性磷脂雙分子層形成細(xì)胞膜的基本結(jié)構(gòu)，具有流動(dòng)性和選擇性通透性膜蛋白嵌入或附著于磷脂雙層，執(zhí)行特定功能，如物質(zhì)運(yùn)輸和信號(hào)傳導(dǎo)膜糖脂參與細(xì)胞識(shí)別和免疫反應(yīng)，形成細(xì)胞表面的糖萼細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)運(yùn)輸不需能量，如簡單擴(kuò)散和易化擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸需要能量，如鈉鉀泵和胞吞胞吐離子通道特定離子通過的蛋白質(zhì)通道酶的概念和性質(zhì)生物催化劑加速生化反應(yīng)，不改變反應(yīng)平衡高度特異性只催化特定底物的特定反應(yīng)高效性少量酶可催化大量底物轉(zhuǎn)化酶的催化機(jī)理1酶-底物復(fù)合物形成酶與底物結(jié)合，形成特定構(gòu)象2活化能降低酶通過多種方式降低反應(yīng)活化能3產(chǎn)物釋放反應(yīng)完成，產(chǎn)物釋放，酶再生影響酶活性的因素1溫度2pH值3底物濃度4酶濃度5抑制劑/激活劑這些因素通過影響酶的構(gòu)象或與底物的結(jié)合來調(diào)節(jié)酶的活性。維生素和輔酶的作用輔助因子許多維生素作為輔酶參與酶催化反應(yīng)電子傳遞某些輔酶在氧化還原反應(yīng)中傳遞電子代謝調(diào)節(jié)維生素參與多種代謝過程的調(diào)節(jié)抗氧化部分維生素具有抗氧化作用，保護(hù)細(xì)胞糖的結(jié)構(gòu)和功能單糖最簡單的糖，如葡萄糖、果糖雙糖由兩個(gè)單糖組成，如蔗糖、麥芽糖多糖由多個(gè)單糖單位組成，如淀粉、纖維素糖代謝的調(diào)控機(jī)制血糖感應(yīng)胰島素和胰高血糖素響應(yīng)血糖水平變化酶活性調(diào)節(jié)關(guān)鍵酶的活性受激素和代謝物調(diào)控基因表達(dá)調(diào)控長期調(diào)節(jié)涉及糖代謝相關(guān)基因的表達(dá)變化糖尿病的發(fā)病機(jī)理1胰島素分泌不足1型糖尿病中胰島β細(xì)胞被破壞2胰島素抵抗2型糖尿病中細(xì)胞對(duì)胰島素反應(yīng)降低3血糖調(diào)節(jié)失衡導(dǎo)致高血糖和一系列并發(fā)癥4代謝紊亂影響糖、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)代謝脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)甘油三酯主要儲(chǔ)能脂質(zhì)，由甘油和脂肪酸組成磷脂細(xì)胞膜的主要成分，具有兩親性固醇調(diào)節(jié)膜流動(dòng)性，是某些激素的前體脂肪酸的代謝過程1脂肪酸活化形成脂酰輔酶A2β-氧化脂肪酸在線粒體中逐步氧化3乙酰輔酶A生成進(jìn)入三羧酸循環(huán)進(jìn)一步氧化4能量釋放產(chǎn)生ATP和還原當(dāng)量膽固醇的生理功能膜結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)細(xì)胞膜流動(dòng)性和通透性激素合成作為類固醇激素的前體膽汁酸合成參與脂肪消化和吸收維生素D合成皮膚中膽固醇可轉(zhuǎn)化為維生素D蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次1一級(jí)結(jié)構(gòu)氨基酸序列2二級(jí)結(jié)構(gòu)α螺旋和β折疊3三級(jí)結(jié)構(gòu)單條多肽鏈的空間構(gòu)象4四級(jí)結(jié)構(gòu)多個(gè)亞基的組合蛋白質(zhì)的功能和性質(zhì)催化作用作為酶催化生化反應(yīng)運(yùn)輸功能如血紅蛋白運(yùn)輸氧氣結(jié)構(gòu)支持如膠原蛋白提供結(jié)構(gòu)支撐信號(hào)傳導(dǎo)如激素受體蛋白核酸的結(jié)構(gòu)組成DNA由脫氧核糖、磷酸和堿基組成。堿基包括A、T、C、G。雙螺旋結(jié)構(gòu)。RNA由核糖、磷酸和堿基組成。堿基包括A、U、C、G。通常為單鏈結(jié)構(gòu)。DNA復(fù)制和轉(zhuǎn)錄過程1DNA解旋雙螺旋解開，形成復(fù)制叉2引物合成RNA引物為DNA合成提供起點(diǎn)3延長DNA聚合酶沿模板鏈合成新鏈4校對(duì)修復(fù)修復(fù)錯(cuò)誤配對(duì)，確保準(zhǔn)確性RNA的轉(zhuǎn)錄和翻譯轉(zhuǎn)錄DNA信息轉(zhuǎn)錄為mRNAmRNA加工剪接、加帽和加尾翻譯核糖體將mRNA信息翻譯成蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)折疊新合成的多肽鏈形成功能性構(gòu)象基因表達(dá)的調(diào)控機(jī)制轉(zhuǎn)錄水平調(diào)控啟動(dòng)子、增強(qiáng)子和抑制子的作用轉(zhuǎn)錄后調(diào)控RNA剪接、穩(wěn)定性和降解的調(diào)控翻譯水平調(diào)控翻譯起始和終止的調(diào)控表觀遺傳調(diào)控DNA甲基化和組蛋白修飾免疫原理及其作用先天性免疫非特異性防御，如皮膚屏障和炎癥反應(yīng)獲得性免疫特異性防御，包括體液免疫和細(xì)胞免疫免疫記憶產(chǎn)生記憶細(xì)胞，加快再次感染時(shí)的反應(yīng)免疫耐受避免對(duì)自身抗原產(chǎn)生免疫反應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路信號(hào)分子如激素、生長因子等與受體結(jié)合受體激活引起受體構(gòu)象變化或磷酸化信號(hào)放大通過級(jí)聯(lián)反應(yīng)放大初始信號(hào)效應(yīng)器激活最終導(dǎo)致特定的細(xì)胞反應(yīng)生物膜的生物功能屏障功能控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞隔室化形成細(xì)胞內(nèi)不同功能區(qū)域信號(hào)傳導(dǎo)參與細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)通訊能量轉(zhuǎn)換如線粒體內(nèi)膜進(jìn)行氧化磷酸化細(xì)胞凋亡的分子機(jī)制1凋亡信號(hào)內(nèi)源或外源信號(hào)觸發(fā)凋亡過程2caspase激活啟動(dòng)蛋白酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)3細(xì)胞器功能障礙如線粒體釋放細(xì)胞色素c4DNA降解核酸內(nèi)切酶切割染色質(zhì)5細(xì)胞碎片清除巨噬細(xì)胞吞噬凋亡小體細(xì)胞周期的調(diào)控細(xì)胞周期包括間期(G1、S、G2)和有絲分裂期(M期)。周期蛋白和周期蛋白依賴性激酶(CDKs)是關(guān)鍵調(diào)控因子。檢查點(diǎn)機(jī)制確保細(xì)胞分裂的準(zhǔn)確性。腫瘤發(fā)生的生化機(jī)理1基因突變2細(xì)胞周期失控3凋亡抑制4血管生成5轉(zhuǎn)移腫瘤發(fā)生是一個(gè)多步驟過程，涉及原癌基因激活和抑癌基因失活。細(xì)胞增殖失控和凋亡抑制導(dǎo)致腫瘤生長。血管生成和細(xì)胞外基質(zhì)降解促進(jìn)腫瘤轉(zhuǎn)移。生物技術(shù)在醫(yī)療中的應(yīng)用基因治療通過導(dǎo)入正?；蚧蛐迯?fù)突變基因來治療遺傳性疾病單克隆抗體用于癌癥治療和自身免疫性疾病的精準(zhǔn)靶向治療干細(xì)胞技術(shù)用于組織修復(fù)和再生醫(yī)學(xué)，有望治療多種退行性疾病生物化學(xué)研究的前沿蛋白質(zhì)組學(xué)研究細(xì)胞內(nèi)所有蛋白質(zhì)的表達(dá)、功能和相互作用代謝組學(xué)分析生物體內(nèi)所有代謝物的動(dòng)態(tài)變化系統(tǒng)生物學(xué)整合多組學(xué)數(shù)據(jù)，建立生命系統(tǒng)的計(jì)算模型合成生物學(xué)設(shè)計(jì)和構(gòu)建新的生物系統(tǒng)，創(chuàng)造人工生命課程總結(jié)1基礎(chǔ)知識(shí)掌握生物分子結(jié)構(gòu)和功能2