什么是化学生物学

什么是化学生物学
什么是化学生物学

一、生物化学、化学生物学、分子生物学,三者联系与区别

欧洲化学生物学的一个专门刊名为ChemBioChem刊物,这部刊物在我所阅读的文献中被反复提及,我查到该文献的两位主编分别是Jean-Marie Lehn教授和Alan R. Fersht教授,他们在诠释刊物的宗旨[1]时指出:ChemBioChem意指化学生物学和生物化学,其使命是涵盖从复杂的碳水化合物、多肽蛋白质到DNA/RNA,从组合化学、组合生物学到信号传导,从催化抗体到蛋白质折叠,从生物信息学和结构生物学到药物设计,这一范围宽广而欣欣向荣的学科领域。既然化学生物学涵盖面这么广泛,它到底和其它学科之间怎么区分呢?

想到拿这个题目出来介绍是因为这是我在第一节课课堂讨论中的内容,我们小组所参考的文献主要是关于对化学生物学这门学科的认识,化学生物学的分析手段以及一些新的研究进展,比如药物开发和寻找药物靶点。当时课堂上对于题目中三者展开过热烈讨论,作为新兴学科的化学生物学,研究的是小分子作为工具解决生物学问题的学科,它如何从生物化学和分子生物学中分别出来,这也是我自己最开始产生过矛盾的问题,这里我结合所查阅的文献谈一下自己的理解。

1.1 生物化学(Biological Chemistry)

生物化学是研究生命物质的化学组成、结构、化学现象及生命过程中各种化学变化的生物学分支学科[1]。根据一些生物化学的书我归纳了一下,其研究的基本内容包括对生物体的化学组成的鉴定,对

新陈代谢与代谢调节控制,生物大分子的结构与功能测定,以及研究酶催化,生物膜和生物力学,激素与维生素,生命的起源与进化。

生物化学对其他各门生物学科的深刻影响首先反映在与其关系比较密切的细胞学、微生物学、遗传学、生理学等领域。通过对生物高分子结构与功能进行的深入研究,揭示了生物体物质代谢、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等许多奥秘,使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。(摘自https://www.360docs.net/doc/635707974.html,/view/253496.htm)

1.2 化学生物学(Chemical Biology)

化学生物学是使用小分子作为工具解决生物学的问题或通过干扰/调节正常过程了解蛋白质的功能[1]。曾看到过一篇关于介绍化学生物学的奠基人Schreiber的文章,他曾经指出:“化学生物学是对分子生物学的有力补充,分子生物学采用定点突变的方法来改变生物分子如蛋白质和核酸的功能;而化学生物学是采用化学的手段,如运用小分子或人工设计合成的分子作为配体来直接改变生物分子的功能[2]。”

化学生物学是近年来出现的新兴研究领域,它融合了化学、生物学、物理学、信息科学等多个相关学科的理论、技术和研究方法,是一个有活力、有应用前景的新学科。它主要研究的内容包括[3]:1化学遗传学—采用小分子活性化合物作为探针,探索和调控细胞过程

(1)基因表达的小分子调控

(2)细胞周期的小分子调控研究

(3)细胞信号转导的小分子调控

2生物体系的小分子调控中,分子识别和分子间相互作用的化

学基础研究

从自然界发现新的生物活性物质,寻找它们在生物体中的靶位点,研究小分子与生物大分子之间的相互作用、构效关系和作用机制,进一步在分子和化学键水平上研究它们在调控生理过程中的分子识别、信息传递

3分子进化及其系统工程的研究

(1)分子进化是研究生命起源的重要内容

(2)研究天然化合物的生物合成途径,揭示通过DNA、RNA、蛋白质和糖等生物大分子的突变和选择改变生物表型和性状进化的分子机制。

1.3 分子生物学(Molecular Biology)

分子生物学是在分子水平上研究生命现象的科学。研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等,从这些方面来阐明各种生命现象的本质。研究内容包括各种生命过程如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等。自20世纪50年代以来,分子生物学是生物学的前沿与生长点,其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系(中心是分子遗传学)和蛋白质—脂质体系(即生物膜)。(摘自https://www.360docs.net/doc/635707974.html,/view/2461.htm)

1.4 三者之间的联系与区别

联系:化学生物学虽然目前探讨比较热烈,但它仍然是一个新的、定义不太明确的领域,化学生物学这个名词对于不同的人有不同的含义。从它与其它学科的联系来看,化学生物学是化学生物学是一门新兴的交叉学科,它利用化学的理论、研究方法和手段来探索生物医学问题的科学,很好结合了的化学知识和生物学知识,与生物化学和分子生物学等学科有着非常密切的联系。这种理解与生物化学和分子生物学的含义有较大的重叠,它强调的是化学与生物学的交叉与融合[2]。

由此看来必须给化学生物学下一个好的定义,才能将它们很好的区分。之前已经提到Schreiber的定义是化学生物学是“采用化学的手段,如运用小分子或人工设计合成的分子作为配体来直接改变生物分子功能”,这是化学生物学的核心。因此,化学生物学的中心任务[2]是采用小分子达到对生物通路的调控。合成和筛选生物活性小分子,从生物活性小分子出发寻找它们的生物靶分子,来研究活性小分子与生物靶分子相互作用、分子识别、信息传递、生命过程的小分子调控机制及发现新颖药物是化学生物学的研究关键。

区别:在了解了化学生物学的定义和内涵之后,就不难区分三者的差别了:

生物化学更强调的是描述生命的化学本质,比如对生物体的化学组成的鉴定,对生物大分子的结构与功能测定,我认为它更偏向于生物,范围也更广泛些,探讨更多的是关于生物体的化学组成结构,以及作用过程的化学本质和机理;

分子生物学是从分子水平研究生命现象的,比如生物大分子的结

构与功能,以及化学合成(光合作用等)。采用定点突变的方法来改变生物分子如蛋白质和核酸的功能,所谓定点突变

(https://www.360docs.net/doc/635707974.html,/view/274624.htm?fr=ala0_1_1)是指通过聚合酶链式反应(PCR)等方法向目的DNA片段(可以是基因组,也可以是质粒)中引入所需变化(通常是表征有利方向的变化),包括碱基的添加、删除、点突变等。定点突变能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征。分子生物学探讨了有关基因表达和细胞发育和分化的调控的分子机制,以及阐明生物分子间相互识别、相互作用和信号转导的基本化学原理等一系列问题,我认为它站在了一个更加微观的角度上;

而化学生物学是对生物化学、分子生物学的有力补充,化学生物学上采用化学的手段,如用外源性活性小分子——天然化合物,或以天然化合物为模板设计合成而创制的天然化合物类的新颖分子作为探针,去探讨生物体中的分子间相互作用和细胞发育与分化的调控作用及其所包含的分子机制,所以它应该更加侧重对生物体的调控,应用范围和前两者不同。

三者之间存在着研究方向和思维方式的不同,但是三者之间又是相辅相成,互为补充和发展前提的,只有三门学科得共同的进步,化学生物学的研究才能迈上一个新的台阶。

二、中外化学生物学教学对比

由于化学生物学是一门多交叉学科,同时又是新兴学科,教学历

史比较短,不像其他课程的教学那样有成熟的教学大纲及知识点体系,所以我对化学生物学这门课的教学形式产生过好奇,因为之前也做过关于本校与国外排名位居前列的院校在生物医学工程上的对比调研,所以结合经验和文献,对中西方化学生物学教学作了简单的对比分析,希望通过比较对自身是一个提高,并能更好了解如何学好这门课。

表一中外化学生物学教学对比[3-5]

国内国外

开设时间 湖北大学最早于1997

年开始招生的理科化学生

物学基础科学研究与教学

人才培养试点班

2003年厦门大学开始招

收化学生物学本科生;同年

清华大学开设化学—生物

学基础科学班招收本科生

2001年中国科学院化学

研究所建立了化学生物学

联合实验室,同年中国化学

会化学生物学专业委员会

成立

1995年Harvard大学率先

将其化学系改名为化学与化

学生物学系(Department of

Chemistry and Chemical

Biology)

1996年美国加州Scripps

研究所成立了Skaggs化学生

物学研究所。

课程对象设立了化学生物学硕士和

博士研究生培养专业后,开

始面向本科生

主要是研究生,并且要求具有

良好的化学和生物学背景,

课程设置 包括化学类和生物类两

方面的

课程

与交叉学科相适应的课

程占较

大比重

设置了一些与学科拓展

相关的

选修课程

较多学校实验课程采取

综合化

学实验中设置化学生物学

实验部分或者单独开设化

学生物学综合实验

哈佛大学模式:理论课和

实验课俱全,还开设了很

多各有侧重的课程

加州大学伯克利分校模

式:1)知识性学习;2)

某些领域进行深入讲解;

3)专题研讨

耶鲁大学模式:理论课和

实验课并开

教材选择 《化学生物学导论》(化

工出版社;马林、古练权主

编)

《化学生物学与生物技

术》(科学出版社;申泮文

主编)

实验教材:《化学生物学

实验教程》(化工出版社;

沃尔德曼、詹宁编;方唯硕、

赵颖、肖志艳译)

以上仅供参考

教材选择是多样化的,没有统

一的标准,界限也比较模糊。

没有一所大学采用直接命名

为“化学生物学”的书作为教

材,大多数是选择与其教学内

容相关的教材。

先修要求化学专业仍是其主导专业,

在此基础之上来加强生物

学知识。

主要是有机化学,生物化学、

分子生物学、物理化学等可以

一般了解

涉及领域

低年级课程有普通生

物学、化学原理,高年级有

有机化学、物理化学、生物

化学、细胞生物学、分子生

课题集中在生物体内的

信息流、信号转导、生物识别

以及化学分子在这些过程中

物学等核心基础课程,以及比较专业的选修课程,为学生进入高层次学习深造提供条件。在原有课程实验保留的情况下,在高年级开设综合化学实验和综合化学生物学实验。的作用、核酸和蛋白质的折叠、化学遗传学及基因组学、酶的三维结构、催化机制及调控、蛋白质与其他生物分子相互作用、药物的开发、用化学方法合成生物分子等。每个学校的主要领域和题目的选择与教师的研究兴趣密切相关。

特点 加强实验教学。

调整和融合知识体系。

加强课程建设,强化课

程之间的联系

注重采用化学方法来解释

和研究生物体系的内容,焦点

主要集中在核酸、蛋白质和糖

类,这是整个学科的基础。

关注学科领域的前沿,教

师一般会给学生提供较多近

期发表的论文,进行专题研讨,

这些必然指向学科的前沿。

对比分析:

2.1 开设时间和科研单位

开设时间:从上表可以看出化学生物学作为一个新兴的交叉学科,有着非常好的发展前景和实用价值,所以已经引起了国内外各个

高校化学院系的密切关注,国内国外一些著名大学在院系和专业的设置上也做出了相应的调整,先后开设了化学生物学这一专业,而且从开设时间来看虽然晚了一些,但没有很大差别。

科研单位:在大学院系和科研单位方面,由于目前化学生物学的研究热度及实用性,国内研究机构和若干大学也分别出现了化学生物学研究中心、重点实验室和化学生物学系,并开始招收化学生物学专业的本科生和研究生。其中院系有最早湖北大学的试点班和北京大学的化学生物学系,研究机构有中科院建立的化学生物学联合实验室,山东大学微生物国家重点实验室建立的“工业生物技术与环境化学生物学”研究组,华中师范大学组建的“农药与化学生物学”教育部重点实验室等[3]。国外1995年Harvard大学率先将化学系改名为化学与化学生物学系,之后建立了“化学与细胞生物学研究所”,随后还有美国加州Scripps研究所的Skaggs化学生物学研究所和康奈尔大学建立的化学生物学研究所等[3-5]。这一点上可以看出我国比较偏重于本国特色以及应用与化学生物学的融合,而国外更注重理论的研究。

2.2 课程对象及专业设置

课程对象:这方面国内采取的是本科、研究生、博士生兼备的方式,而国外对于开设了化学生物学课程的大学,该课程面向的对象主要是研究生,并且要求选课的学生具有良好的化学和生物学背景。

这个原因归结为:化学生物学是一门新兴交叉学科,涉及的面非常广阔,所以学生在选修化学生物学课程之前,必须有很好的化学知识背景和生物学知识背景,通常本科生要到高年级才能修完,而且本

科阶段,主要任务是学习通识课程,对于自己学科和研究体系有一个大致的了解,从而培养一种科学的思维方式,还有救市这门课需要了解很多前沿知识,要关注新的研究动向,阅读大量文献,有时还需要通过实验来验证。从这些方面来看,学习这门课程比较适合于研究生。

由对比看出来,化学生物学在我国还在起步阶段,除了要发展自身的学科,更重要的是注重后备人才的培养和储备,研究生和博士生应该占据主要地位。

专业设置:多数学校的化学生物学专业设置在化学系,化学专业仍是其主导专业,在此基础之上来加强生物学知识。如浙江大学和中山大学等学校招生名称仍然是化学或应用化学,在其后注明为化学生物学方向[4]。而国外是直接在原有基础上更改,比如Harvard大学率先将其化学系改名为化学与化学生物学系[5]。重视程度不同。

2.3 课程设置和教学手段

国内在课程设置和教学上有如下特点[4]:

1)化学生物学的教材目前国内有《化学生物学导论》以及《化学生物学与生物技术》编)两本,而化学生物学实验的教材只有一本翻译过来的《化学生物学实验教程》可供参考。化学生物学等交叉课程教材的缺乏。

2)课程设置中与交叉学科相适应的课程占较大比重,包括生物无机、生物有机、生物分析、生物物理、天然产物化学以及化学生物学课程。

3)设置了一些与学科拓展相关的选修课程,包括高级化学、应

用化学、生物技术和药学类的一些课程。

4)化学生物学专业包括化学类和生物类两方面的课程。化学类的核心课程与化学专业的基本一致,包括无机化学、有机化学、分析化学、物理化学和相应的实验课程,以夯实化学基础;而生物类课程的安排使得生物学的知识结构能够尽量完整,包括普通生物学、微生物学以及生物化学、分子生物学、细胞生物学和相应的实验课程。

5)在实验课程的设置上,较多学校采取了在综合化学实验中设置化学生物学实验部分或者单独开设化学生物学综合实验。

国外特点[5]:

1)化学生物学课程的教材选择是多样化的,没有统一的标准,界限也比较模糊,没有一所大学采用直接命名为“化学生物学”的书作为教材,大多数是选择与其教学内容相关的教材。事实上,这些只算是与上课内容相关的参考书,不是真正的教材。

2)各个大学的开课方式主要有3种。一种是像哈佛大学那样,以讲授为主,结合讨论和相应的问题设置,以对某一课题提出研究计划的方式进行。另一种是像加州大学伯克利分校那样,先进行知识讲解,然后开设专题研讨课。第三,像耶鲁大学那样,在进行知识讲解的同时开设实验课。

3)每个学校的主要领域和题目的选择与教师的研究兴趣密切相关。教师的研究兴趣一般也是教师的专长,有利于教学知识的讲解以及讨论的展开,也利于启迪学生。

可以看出,国外大学化学生物学教材以及开设的与化学生物学相

关的课程非常丰富,不限定范围,自由度比较高,而且课题选择与老师兴趣相关,可以更好的启发和教学。国内外都是理论课和实验课俱全,而且还开设了很多各有侧重的课程。在本科生阶段开设的化学生物学理论课和实验课是基础性很强的课程,主要是为学生打开化学生物学的大门。到了研究生阶段,这方面课程就各有侧重,比如有机化学与化学生物学、化学生物学与蛋白质组学,这些课程都是对本科课程的深入,反映出化学生物学涵盖的领域广阔。

2.4对比之后的启发与思考

1) 在教材选择方面,可以学习国外模式,在使用教材或参考资料时,不必要一定是书名为化学生物学的书籍。选择教材应该不拘一格,可以多种多样,最重要的是要根据教学的具体情况选择不同程度的材料,以及根据上课的内容选择与之相关的材料,这样有利于教学,可达到学好化学生物学这门强交叉性和综合性课程的目的。

2) 在学科构成上,我国的重点院校,常常按照学科的分类成立各种院系,按照学科的研究方向成立教研室或研究室,化学生物学研究室都基本放在化学系或化学学院,化学专业仍是其主导专业,在此基础之上来加强生物学知识[3]。很多学化学的不会转入生物学研究,这种设置造成研究室内的所有人员都从事同一个方向的研究,无法深入完成一个多学科、多方向的大型研究课题。所以不仅要注重化学、生物两方面知识和技能的复合,更重要的是思维方式的复合,即将传统的化学工作者“结构”和“反应性”的思维模式与生物工作者“生物化学功

能和生物学功能”的思维模式有机的结合起来[4]。

以上是我对文献的一些总结和个人的一些看法,想法还比较浅薄,总之,化学生物学的研究现在还是处于一个起步阶段,所以可以引用一些西方成功范例。取长补短,对自身学习会有很大帮助!

三、小分子探针药物研究方面的进展和展望

当今创新药物的发现越来越依赖于靶点的发现以及靶点与活性化合物作用模式的确定,化学小分子探针在这两方面的突出优越性使其成为药物化学的研究热点。在我所读的文献中,很大一部分内容都讲到了如何用化学生物学的方法来创造新药物。而化学生物学的核心就是“采用化学的手段,如运用小分子或人工设计合成的分子作为配体来直接改变生物分子的功能。”而在我所读到的Schreiber的文章中也指出了小分子探针的巨大作用,所以我在这对小分子探针在药物研究方面的进展和展望作一个介绍。

3.1 药物研究与靶点

这是我从中国科学院上海药物研究所陈凯先教授的一份PPT中找到的关于创新药物研究流程图,从图中可清楚了解现代药物的发现过程,主要包括靶点的发现和确证、先导物的发现、结构优化、临床前及临床试验等阶段,其中正确的靶点识别是影响整个过程的关键步骤之一。

图1 药物研究流程图

药物研究中最重要的是研究靶点,什么是靶点呢?靶点也称为受体,是指与药物分子在体内相互作用的功能性大分子,通常是某种蛋白质(绝大部分靶点是蛋白质)、核酸、离子通道或DNA等。药物分子在体内作用于靶点的特定部位,形成复合物,从而诱发生物化学及生理学上的变化,产生药物效应,达到治疗疾病的目的。若能发现这些靶点,就可以在此基础上建立相应的筛选模型,对活性化合物进行高效率的活性评价。从而促进先导物发现和结构优化的进程[6]。

3.2 小分子探针在靶点发现等方面的应用

何种蛋白质是针对某种疾病的小分子药物的靶点,在目前基因

水平上的生物技术仍然无法解决。随着后基因时代的到来,人们逐渐

认识到蛋白质才是生理功能的执行者,也是生命现象的直接体现者。因此针对药物发现的技术重心已经由基因组转向了蛋白质组[7]。利用化学小分子的多样性,选择适当的活性小分子,设计合成能够高选择性地探测蛋白质的功能、结构以及与活性小分子作用模式的探针——化学小分子探针,可以为重大疾病的诊断和防治提供新的标记物、新的药物作用靶点和新的先导结构,从而为创新药物的发现奠定基础[8]。

3.2.1什么是小分子探针

探针分子一般是以其母体化合物(最初的活性化合物)为基础,根据初步的构效关系设计合成的。设计的探针分子应具有适当的活性,与靶点的作用机制应与母体化合物保持一致,在不影响其活性的条件下,选择在活性分子的适宜位置引入各个功能部位。活性化合物与靶点的作用方式主要有两种[6]:

1)活性化合物中含有某些反应基团,可以与靶点蛋白的活性部位发生反应形成共价键(如图2)因此这种结合非常稳定,是不可逆的;

2)活性化合物与靶点蛋白通过离子键、偶极-偶极相互作用、范德华力、氢键等分子间引力相互吸引,形成复合物,这种作用相对较弱、不稳定,是可逆的。

图2 小分子探针作用机理[6]

分子探针可以快速、灵敏、实时获得这些信息,目前常用的分子探针有两种[7]:一种是Kramer等首次设计合成的分子信标核酸探针,它所具有的特殊发夹结构使之具有高度的特异性,能检测目标链中的单碱基突变。美国Florida大学的Tan等利用分子信标制作成了世界上最小的DNA分子马达。另一种核酸探针是能与蛋白质等配体专一、高效结合的Aptamer探针;利用Aptamer对靶分子的高识别能力和强亲和力,结合现有的核酸探针技术,已发展出灵敏,特异性的蛋白质探针。

3.2.2 小分子探针的作用

在药物发现过程中,化学小分子探针主要有以下几个方面的作用[6]:

1)针对靶点已知的有药理活性的化合物,可以进行以下三个方面的研究:

了解药物分子与靶点作用部位的结构信息,为进一步的结构改造提供帮助;

利用探针分子研究靶点蛋白在生理与病理状态下的分布情况,深入研究蛋白质的功能;

利用探针分子进行细胞或体内的标记实验,可能会发现一些与活性化合物有交叉作用的靶点蛋白,从而为已知的小分子药物可能产生的毒副作用提供预测。

2)对于体内作用靶点未知,有药理活性的化合物,特别是来自天然产物的活性化合物,可以将其设计成探针分子,通过对细胞或动物的标记实验来发现其体内的作用靶点,建立新靶点的筛选模型,为先导物的结构优化服务。

3.3 展望

以上就是我对小分子探针已有进展的初步了解和对知识简单的归纳总结,由上面可以看出化学小分子探针技术日趋成熟,在药物发现的重要环节如靶点发现及相关蛋白质功能的研究中起着越来越重要的作用,并且在这方面已经取得了一定的成果。但同时还有许多需要解决的问题。在此结合自己所看的文献和想法谈一下未来的发展:1)虽然现在已经用小分子探针进行了大量研究,但如果能建立一个好的蛋白质定量分析的方法,比如在观察检测时能有更高灵敏度,更快,更准确,这样应该可以缩短药物研究周期。

2)正如前面所说,注重DNA、蛋白质与药物探针的作用机理的研究,并且找出可以按次序选择识别不同DNA和蛋白质的分子探针会有很大帮助。

3)蛋白质与探针分子的相互作用的研究涉及许多相关学科,就像课

堂上所说应该在各学科间互补,加强各学科之间的协作,如生物学、化学、物理学及计算机科学等,必将推动这一研究领域的进步。

4)2003年之前化学小分子探针标记实验大部分还在体外进行,只能大致的揭示活细胞或体内蛋白质的功能状态。美国Scripps研究所Cravatt等将“click”化学引入到小分子探针的设计中,在研究蛋白质组学的过程中能更真实的反映出活细胞或动物体内组织中蛋白质的功能状态,发现与疾病相关的靶点蛋白[6]。关于点击化学在我所读的文献中也出现过,当时不知道怎么翻译,查阅文献后知道Click chemistry(简称CC),又称点击化学,是最近几年发展起来的一种化学合成新技术。2001年,美国Scripps研究所的Sharpless[9]等提出这一概念,是指具有以下特征的化学反应:反应原料易得,反应非常可靠,对氧气、水不敏感,产物立体选择性好、产率高,反应后处理及产物分离简单方便,一般不需要柱层析,反应副产物对环境友好。其中最重要的“click”反应是指炔基在Cu(I)催化下与叠氮基形成稳定的1, 2, 3-三氮唑化合物(也称Huisgen 1, 3-偶极环加成)的反应,在组合化学、靶点导向的活性小分子合成及生物偶联技术等方面有着较好的应用,相信未来点击化学的应用可以很好的帮助我们了解体内蛋白质功能,找到靶蛋白。

5)在一些文献中也提到过中药与小分子探针,这是很好的发展方向,在我做过的关于电子鼻的调研中也有大量关于药和茶叶的研究,这是我国的特色,可以利用小分子探针与靶分子相互作用找到中草药活性成分的生物靶分子及其相互识别与相互作用,应该尝试运用化学的基

本理论和方法,发现生物活性分子在生物体内的靶位点,并研究小分子探针与大分子相互作用的原理,探讨生物体系中分子识别和信息传递的机制,从而阐明中药中更多未知的机理。

参考文献:

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[9]H. C. Kolb, M. G. Finn and K. B. Sharpless .Click Chemistry: Diverse

化学生物学期末考试问答题

化学生物学导论期终复习题1 1.化学物质与生物大分子相互作用的化学本质是什么?即主要作用力是什么? 本质,化学物质与生物大分子(蛋白质、酶和核酸)之间作用力。 分子间相互作用力分为两类,即强相互作用(主要指共价键)和弱相互作用(又称分子间力,包括范德华力、氢键等)。前者通常维持分子的基本结构,它是使分子中或分子间的原子之间结合的主要相互作用,这些作用决定着生物大分子的一级结构。也有部分药物是通过强相互作用起作用的,其结合能远远超过分子的平均热动能。弱相互作用在数值上虽比强相互作用小得多,但它在维持生物大分子的二级、三级、四级结构中以及在维持其功能活性中起着相当重要的作用,也是药物与生物大分子相互作用的重要识别方式 非共价键的相互作用:离子键,离子-偶极作用和偶极-偶极作用,氢键,电荷转移,疏水性相互作用,范德华力,螯合作用。 2.如何通过诱导契合理论解释不同蛋白质与同一种化合物的相互作用。 构象的改变和生物活性的呈现密切相关。诱导契合学说就是指,酶在与底物相互作用下,具有柔性和可塑性的酶活性中心被诱导发生构象变化,因而产生互补性结合。这种构象的诱导变化是可逆的,可以复原。 不同蛋白质,对于同一种化合物,各自产生不同的诱导契合变化从而发生各自的相互作用。构象因素,同一种化合物与不同蛋白质相互作用,有可能发生离子配位或(受体学说)化合物不同的构象可以与不同的蛋白质结合产生不同的效果(当然结合部位不同),蛋白质有诱导契合作用,令化合物的构象发生改变,两个构象都发生改变。 3.化学物质的立体化学因素如何影响与生物大分子的相互作用? 药物与底物契合程度的好坏,直接影响药物的生物活性。 几何异构:由于化合物分子中存在刚性或半刚性结构部分,如双键或脂环,使分子内部分共价键的自由旋转受到限制而产生的顺(Z)反(E)异构现象称为几何异构。几何异构体中的官能团或与受体互补的药效基团的排列相差极大,理化性质和生物活性也都有较大差别。 光学异构:由于分子中原子或基团的排列方式不同,使两个分子无法叠合的一种立体异构现象,二者具有实物和镜像的关系。异构体生物活性的差异归因于受体的特异性,如果受体的立体特异性不高或结合部位不包括手性碳或双键上的所有基团,则异构体的生物活性就没有差异;反之,受体的立体特异性越大,则异构体活性的差别也越大。手性药物光学异构体之间的生物活性差异较为复杂。如果两种异构体在体内转运过程中受到手性生物大分子(酶、受体、载体)立体选择性的影响,则可使两种异构体表现出不同的药理作用及毒副作用。 构象异构:分子内各原子和基团的空间排列因单键旋转而发生动态立体异构现象,为构象异构。只有能为受体识别并笼受体结构互补的构象,才产生特定的药理效应,称为药效构象。作为药物不同异构体可能导致一种有效一种无效或显示不同生理作用或强度不同。 4.化学物质引起蛋白质沉淀的原理是什么?哪些物质可以引起蛋白质沉淀? 盐析:当向蛋白质溶液中逐渐加入无机盐时,开始,蛋白质的溶解增大,这是由于蛋白质的活度系数降低的缘故,这种现象称为盐溶。但当继续加入电解质时,另一种因素起作用,使蛋白质的溶解度减小,称为盐析。这是由于电解质的离子在水中发生水化,当电解质的浓度增加时,水分子就离开蛋白质的周围,暴露出疏水区域,疏水区域间的相互作用,使蛋白

动物生物化学试题

动物生物化学试题 (A) 2006.1 一、解释名词(20分,每小题4分) 1. 氧化磷酸化 2. 限制性核酸内切酶 3. Km 4. 核糖体 5. 联合脱氨基作用 二、识别符号(每小题1分,共5分) 1.SAM 2.Tyr 3.cDNA 4.PRPP 5.VLDL 三、填空题(15分) 1. 蛋白质分子的高级结构指的是(1分), 稳定其结构的主要作用力有(2分)。 2. 原核生物的操纵子是由 (1分)基因, (1分)基因及其下游的若干个功能上相关的(1分)基因所构成。 3. NADH呼吸链的组成与排列顺序为 (3分)。 4. 酮体是脂肪酸在肝脏中产生的不完全分解产物,包括(1分),

(1分)和(1分),在肝外组织中利用。 5. 脂肪酸的氧化分解首先要(1分)转变成脂酰辅酶A,从胞浆转入线粒体需要一个名为(1分)的小分子协助;而乙酰辅 酶A须经过 (1分)途径从线粒体转入胞浆合成脂肪酸。 四、写出下列酶所催化的反应,包括所需辅因子,并指出它所在的代谢途径 (10分) 1. 氨甲酰磷酸合成酶I 2. 谷丙转氨酶 五、问答题(50分) 1. 什么是蛋白质的变构作用(4分),请举例说明(4分)。(8分) 2. 以磺胺药物的抗菌作用为例(4分),说明酶的竞争抑制原理(4分)。(8分) 3. 一摩尔的乙酰辅酶A经过三羧酸循环完全氧化分解可以生成多少ATP?(3分)请说明理由(5分)。(8分) 4.比较在原核生物DNA复制过程中DNA聚合酶III和聚合酶I作用的异同。(8分) 5.真核基因有什么特点,简述真核生物mRNA转录后的加工方式。(8分) 6.简述由肾上腺素经PKA途径调控糖原分解代谢的级联放大机制。(10分)

运动生物化学习题

《运动生物化学》习题集 绪论 一.名词解释运动生物化学是生物化学的一个分支学科。是用生物化学的理论及方法 研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律 研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。 二.是非判断题 1、人体的化学组成是相对稳定的,在运动的影响下,一般不发生相应的变化。(错) 2、运动生物化学是研究生物体化学组成的一门学科。(错) 3、1937年Krebs提出了三羧酸循环的代谢理论。(对) 4、《运动生物化学的起源》是运动生物化学的首本专著。(错) 三.填空题 1、运动时人体内三个主要的供能系统是___、___、____。 2、运动生物化学的首本专著是____。 3、运动生物化学的研究任务是____。 1、磷酸原系统、糖酵解系统、有氧代谢系统 2、《运动生物化学概论》 3、揭示运动人体变化的本质、评定和监控运动人体的机能、科学地指导体育锻炼和运动训练 四.单项选择题 1. 运动生物化学成为独立学科的年代是()。 A. 1955年 B. 1968年 C. 1966年 D. 1979年 2. 运动生物化学是从下列那种学科发展起来的()。 A. 细胞学 B. 遗传学 C. 生物化学 D. 化学 3. 运动生物化学的一项重要任务是()。 A. 研究运动对机体组成的影响 B. 阐明激素作用机制 C. 研究物质的代谢 D. 营养的补充 4. 运动生物化学的主要研究对象是()。 A. 人体 B. 植物体 C. 生物体 D. 微生物 1、A 2、C 3、A 4、A 五.问答题 1.运动生物化学的研究任务是什么? 1 揭示运动人体变化的本质 2 评定和监控运动人体的机能 3 科学地指导体育锻炼和运动训练 第一章物质代谢与运动概述 一.名词解释

化学生物学考研

化学生物学考研好考吗? 发布时间:2013-05-24浏览次数:343字号:大中小 化学生物学考研好吗? 北京大学化学生物学考研研究方向: (01)核酸生物化学、基因工程、(02)蛋白质化学、蛋白质结构功能与蛋白质组学、(03)基因表达调控、(04)基因工程疫苗、(05)结构生物学、(06)代谢组学、(07)细胞与分子机理。 北京大学化学生物学考研入学考试科目: (101)思想政治理论(201)英语一(609)生物化学与分子生物学(815)有机化学或(818)物理化学。 化学生物学考研院校有哪些呢? (10001)北京大学(80001)中国科学院大学(10055)南开大学(10094)河北师范大学(10246)复旦大学(10351)温州大学(10384)厦门大学(10402)漳州师范学院(10418)赣南师范学院(11318)江西科技师范大学(10486)武汉大学(10487)华中科技大学(10513)湖北师范学院(10637)重庆师范大学(10610)四川大学(10691)云南民族大学(10697)西北大学(10712)西北农林科技大学(10718)陕西师范大学(10730)兰州大学。 化学生物学考研就业好不好? 化学生物学硕士毕业生主要就业方向: 1、生物学是现在比较热门的专业,也是医学研究的前沿领域,可以从事像免疫学,病理学,遗传学等大部分基础医学方面的研究。

2、可从事化学、药学、医疗、生化制药、生物工程、无机新材料、化工、轻工、能源等行业,以及厂矿企业、事业、技术和行政部门从事应用研究、科技开发和管理工作。 3、毕业生能胜任理、工、农、医、环境等领域的研究、开发、管理以及教学研究工作。

动物生物化学试卷试题最新完整标准包括答案.docx

动物生物化学试题(A) 2006.1 一、解释名词(20分,每小题4分) 1. 氧化磷酸化 2.限制性核酸内切酶 3. Km 4.核糖体 5.联合脱氨基作用 二、识别符号(每小题 1 分,共 5 分) 1.SAM 2.Tyr 3.cDNA 4.PRPP 5.VLDL 三、填空题(15分) 1.蛋白质分子的高级结构指的是( 1分), 稳定其结构的主要作用力有(2分)。 2.原核生物的操纵子是由(1分 ) 基因,(1分 ) 基因及其下游 的若干个功能上相关的( 1 分)基因所构成。 3.NADH呼吸链的组成与排列顺序为 ( 3 分)。 4.酮体是脂肪酸在肝脏中产生的不完全分解产物,包括( 1分), ( 1 分)和( 1 分),在肝外组织中

利用。 5.脂肪酸的氧化分解首先要( 1 分)转变成脂酰辅酶A,从胞浆转入线粒 体需要一个名为( 1 分)的小分子协助;而乙酰辅酶 A 须经过 ( 1 分)途径从线粒体转入胞浆合成脂肪酸。

四、写出下列酶所催化的反应,包括所需辅因子,并指出它所在的代谢途径 (10分) 1. 氨甲酰磷酸合成酶I 2.谷丙转氨酶 五、问答题(50分) 1.什么是蛋白质的变构作用(4 分),请举例说明( 4 分)。(8 分) 2. 以磺胺药物的抗菌作用为例( 4 分),说明酶的竞争抑制原理( 4 分)。(8 分) 3. 一摩尔的乙酰辅酶A经过三羧酸循环完全氧化分解可以生成多少ATP?( 3 分)请说 明理由( 5 分)。(8分) 4. 比较在原核生物DNA复制过程中DNA聚合酶III和聚合酶I 作用的异同。(8分) 5.真核基因有什么特点,简述真核生物mRNA转录后的加工方式。(8分) 6.简述由肾上腺素经PKA途径调控糖原分解代谢的级联放大机制。(10分)

【高考生物】运动生物化学考题(A卷)

(生物科技行业)运动生物化学考题(A卷)

运动生物化学考题(A卷) 一.名词解释:(每题4分,共24分) 1.电子传递链(呼吸链) 2.底物水平磷酸化(胞液) 3.糖酵解作用 4.酮体 5.氨基酸代谢库 6.运动性疲劳 二.填空题:(每空1分,共25分) 1.运动生物化学是生物化学的分支,是研究时体内的化学变化即及其调节的特点与规律,研究运动引起体内变化及其的一门学科。是从生物化学和生理学的基础上发展起来的,是体育科学和生物化学及生理学的结合。 2.据化学组成,酶可以分为:类和类,在结合蛋白酶类中的蛋白质部分称之为,非蛋白质部分称为(或辅助因子)。 3.人体各种运动中所需要的能量分别由三种不同的能源系统供给。即、、。 4.生物氧化中水的生成是通过电子呼吸链进行的,在呼吸链上有两条呼吸链,一条为:NADH 氧化呼吸链,一分子NADH进入呼吸链后可产生分子的ATP;另一条为FADH2氧化呼吸

链,一分子FADH2进入呼吸链后可产生分子ATP。 在肝脏,每分子甘油氧化生成乳酸时,释放能量可合成ATP;如果完全氧化生成CO2和H2O时,则释放出的能量可合成ATP。 5.正常人血氨浓度一般不超过μmol/L。 评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指标是尿素氮;尿中。 血尿素在安静正常值为毫摩尔/升 6.运动强度的生化指标有、、;运动负荷量的生化评定指标主要有:、、、。 三、辨析题:(判断正误,如果表述错误,请将正确的表述论述出来。每题判断正误2分,论述2分,共16分) 1.安静时,运动员血清酶活性处于正常范围水平或正常水平的高限;运动后或次日晨血清酶活性升高;血清中酶浓度升高多少与运动持续时间、强度和训练水平有关。运动员安静时血清升高是细胞机能下降的一种表现,属于病理性变化。 2.底物水平磷酸化与氧化磷酸化都是在线粒体中进行的。 3.所有的氨基酸都可以参与转氨基作用。 4.脂肪分子中则仅甘油部分可经糖异生作用转换为糖。脂肪酸不能转化为糖。

《代谢组学》课程考试大纲

《代谢组学》课程考试大纲 适用专业:化学生物学,本科学制年限:四年 总学时: 32(讲课)学分: 2.0 制定者:何德审核人: 一、课程的性质与考试目的 1、课程性质:代谢组学(metabonomics/metabolomics)是效仿基因组学和蛋白质组学的研究思想,对生物体内所有代谢物进行定量分析,并寻找代谢物与生理病理变化的相对关系的研究方式,是系统生物学的组成部分。其研究对象大都是相对分子质量1000以内的小分子物质。先进分析检测技术结合模式识别和专家系统等计算分析方法是代谢组学研究的基本方法。 2、考试目的:考核学生系统掌握本课程教学的基本理论、基本知识和基本技能,以及联系实际、运用所学的理论分析问题和解决问题的能力,确保学生达到本专业应掌握的基本代谢组学知识要求。 二、考试的内容与要求 第一章绪论 考试内容:代谢组学的概念,范畴;代谢组学研究的内容、对象、任务和方法。 考试要求:掌握代谢组学的基本概念和任务。 第二章代谢与代谢组学 考试内容:1、代谢2、代谢的组学研究3、代谢组与转录组学和蛋白组学的联系与区别4、代谢组学与系统生物学 考试要求:掌握代谢的组学研究;辨析代谢组与转录组学和蛋白组学以及系统生物学的相对关系 第三章代谢组学的技术平台 考试内容:代谢组学研究中所用到的技术方法以及原理:气相色谱、质谱、液质联用(LC-MS)法、傅立叶变换质谱、红外光谱、毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)、核磁共振 考试要求:掌握毛细管电泳-质谱联用(CE-MS)、核磁共振技术。 第四章代谢组学的研究方法和步骤 考试内容:代谢组学的研究方法和步骤:样品制备,数据采集和标志物识别,数据分析,代谢途径分析 考试要求:了解和掌握代谢组学的研究方法和步骤 第五章代谢组学分析

生物科技行业运动生物化学考题A卷

生物科技行业运动生物化学考题 A 卷 运动生物化学考题(A 卷) 一. 名词解释:(每题 4 分,共24 分) 1.电子传递链(呼吸链) 2.底物水平磷酸化(胞液) 3.糖酵解作用 4.酮体 5.氨基酸代谢库 6.运动性疲劳 二.填空题:(每空1 分,共25 分) 1.运动生物化学是生物化学的分支,是研究时体内的化学变化即及其调 节的特点和规律,研究运动引起体内变化及其的壹门学科。 是从生物化学和生理学的基础上发展起来的,是体育科学和生物化学及生理学的结 合。 2.据化学组成,酶能够分为:类和类,在结合蛋白酶类中的蛋白质部分称之 为,非蛋白质部分称为(或辅助因 子)。 3.人体各种运动中所需要的能量分别由三种不同的能源系统供给。即、、。4.生物氧化中水的生成是通过电子呼吸链进行的,在呼吸链上有俩条呼吸链,壹条为: NADH 氧化呼吸链,壹分子NADH进入呼吸链后可产生分子的ATP;另壹条为FADH2 氧化呼吸链,壹分子FADH2进入呼吸链后可产生分子ATP。 在肝脏,每分子甘油氧化生成乳酸时,释放能量可合成ATP;如果完全氧化生成 CO2和H2O 时,则释放ft的能量可合成ATP。 5.正常人血氨浓度壹般不超过μmol/L。 评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指标是尿素氮;尿 中。血尿素在安静正常值为毫摩尔/升 6.运动强度的生化指标有、、;运动负荷量的生化评定 指标主要有:、、、。 三、辨析题:(判断正误,如果表述错误,请将正确的表述论述ft来。每题判断正误2 分, 论述2 分,共16 分) 1.安静时,运动员血清酶活性处于正常范围水平或正常水平的高限;运动后或次日 晨血清酶活性升高;血清中酶浓度升高多少和运动持续时间、强度和训练水平有关。 运动员安静时血清升高是细胞机能下降的壹种表现,属于病理性变化。 2.底物水平磷酸化和氧化磷酸化都是在线粒体中进行的。 3.所有的氨基酸都能够参和转氨基作用。 4.脂肪分子中则仅甘油部分可经糖异生作用转换为糖。脂肪酸不能转化为糖。 四、简答题:(每题 5 分,共25 分) 1.简述三大营养物质(糖原、脂肪、蛋白质)生物氧化的共同规律。 2.从葡萄糖至1,6-2磷酸果糖生成消耗多少ATP?消耗ATP的作用是什么? 3.糖酵解过程可净合成多少分子ATP?根据运动实践谈谈糖酵解是何种运动状态下的主要 能量来源。 4.描述糖有氧氧化的基本过程。(三个步骤) 5.乳酸消除的意义是什么? 五.总结三大功能系统的特点(10 分)。

化学生物学专业(理学类)(精)

化学生物学专业(理学类) 一、学科门类:理学 专业名称:化学生物学 专业代码:070303W 授予学位:理学学士 标准学制:4年 在校修业年限:3—8年 二、培养目标 本专业培养适应21世纪社会主义现代化建设需要,德、智、体全面发展,具有坚实的和系统化学与生物学基础理论和较广泛的化学与生物学基本知识,具备熟练的化学与生物学实验技能和良好的科学实验素质,能在化学与生物学交叉领域及相关技术领域从事教学、科研和科技开发等工作的复合型新型人才。 三、培养要求与特色 (1)培养要求、特色 本专业学生应具有优良的政治思想素质、道德修养和较强的敬业、创业精神。具有理论联系实际的良好作风、严谨求实的科学态度、勇于开拓创新的精神,综合素质好,就业面宽,适合在化学与生物学相关领域从事化学、生物、医药(原料药和药物制剂)及相关产品生产、研究开发、经营和管理工作,也可在高等院校和科研单位从事教学科研工作。 (2)毕业生应获具备以下几方面的知识、能力和素质: ①系统地掌握化学生物学基本理论、基本知识和基本技能,受过比较全面的科学思维和基础理论的训练及比较系统的科学研究训练。 ②了解本学科的发展趋势和学术动态,具有从事科学研究、教学和进入研究生层次继续深造的业务素质和实际能力。 ③掌握一门外国语,具备较强的读、写、听、说(“四会”)能力;能熟练操作运用计算机进行信息数据的输入和处理;熟悉文献检索和其它获取科研信息的方法。 四、主干学科: 化学、生物。 五、主要课程:

大学化学、有机化学、基础生物学、仪器分析、生物化学、物理化学、化学基础实验、生物基础实验。 模块一(化学方向):化工基础、化工基础实验、高分子化学、谱学基础、合成化学。 模块二(生物方向):遗传学、遗传学实验、分子生物学、分子生物学实验、微生物学。 模块三(药物化学方向): 药物化学、药剂学、药理学、现代生物制药技术。 六、学位课程: 邓小平理论、大学化学、有机化学、基础生物学、仪器分析、生物化学、物理化学、化学基础实验、生物基础实验。 七、理论课程设置及实践教学环节安排(见附表)。 八、最低毕业学分: 本专业最低毕业学分:179.5学分(含课外学分)。 1、最低教学总学分:169.5学分。 (1)理论教学136.5学分。其中:公共必修课37.5学分,公共选修课10学分;学科专业基础平台必修课59学分;学科专业基础平台选修课13学分;专业模块选修课10学分,专业选修课7学分。 (2)实践教学环节33学分,其中必修28学分,选修5学分。 2、课外学分:10学分。 九、各类课程学分学时构成表 学分学时构成表

动物生物化学试题

动物生物化学试题(中国农业周顺伍) 一、填空题(每空1分,共30分) 1.核酸的基本组成单位是_____,它由____、____和____三部分组成。2.单纯蛋白质的基本组成单位是_______。 3.多肽链的序列测定常采用___________法。 4.聚糖一级结构铁测定可选择_______、___________和_____等多种仪器分析方法。 5.蛋白聚糖是由______和_______通过共价键连接所形成的糖复合物。6.维生素PP即搞癞皮病因子,它包括_______和_______。 7._____是唯一含金属的,而且是相对分子质量最大,结构最复杂的维生素。8.糖原是人体内糖的贮存形式,主要存在于______和______中。 9.食物中脂质物质主要包括______、_____、____及____,以_____最多。 10.人体含有的不饱和脂肪酸主要有_______、______、_____、____以及_____。 11.胆固醇是环戊烷多氢菲的衍生物,在体内主要以_______和______两种形式存在。 12.氨基酸分解代谢最首要的反应是____________。 13.DNA指导的_______________是RNA合成中最主要的酶类。 二、列举题(每题5分,共25分) 1.列举DNA分子的一级结构? 2.列举蛋白质的一级结构? 3.列举常见的酶的必需基团? 4.列举生物氧化的特点? 5.列举DNA分子的碱基组成? 三、名词解释(每题5分,共20分) 1.蛋白质的氨基酸组成: 2.维生素;

3.核酸的一级结构: 4.免疫球蛋白: 四、问答题(每题5分,共25分) 1.变性蛋白质有哪些表现? 2.温度对酶反应速度有哪些影响? 3.柠檬酸循环的特点? 4.胆固醇的生物合成途径可分为哪三个阶段?5.肝脏在脂类代谢中的作用有哪些?

习题-运动生物化学

第一章物质代谢与运动概述 一、单项选择题: 1. 运动生物化学成为独立学科的年代是()。 A. 1955年 B. 1968年 C. 1966年 D. 1979年E1982年 2. 运动生物化学的一项重要任务是()。 A. 研究运动对机体组成的影响 B. 阐明激素作用机制 C. 研究物质的代谢 D. 营养的补充 E. 研究运动人体的物质组成 3.酶促反应中决定反应特异性的是() A. 酶蛋白 B. 辅基 C. 辅酶 D. 金属离子 E .变构剂 4.酶促反应速度(V)达最大反应速度(Vm)的60%时,底物浓度[S]为() A. 1 Km B. 2 Km C. 1.5 Km D. 2.5 Km E. 3 Km 5.下列哪个化学物质不属于运动人体的能源物质。() A.葡萄糖 B.维生素C C.氨基酸 D.软脂酸 E.糖原 6.酶分子中将底物转变为产物的基团是() A. 结合基团 B. 催化基团 C. 碱性基团 D. 酸性基团 E. 疏水基团 7.温度对酶活性的影响是() A. 低温可以使酶失活 B. 催化的反应速度随温度的升高而增加 C. 最适温度是酶的特征性常数 D. 最适温度随反应的时间而有所变化 E. 以上全对 8.关于酶活性中心的叙述,哪项不正确() A. 酶与底物接触只限于酶分子上与酶活性密切有关的较小区域 B. 必需基团可位于活性中心之内,也可位于活性中心之外 C. 一般来说,总是多肽链的一级结构上相邻的几个氨基酸的残基相对集中,形成酶的活性中心 D. 酶原激活实际上就是完整的活性中心形成的过程 E. 当底物分子与酶分子相接触时,可引起酶活性中心的构象改变 9.一种酶作用于多种底物,其天然底物的Km是() A. 与其他底物相同 B. 最大 C. 最小 D. 居中 E. 与Km相同

化学生物学期末考试试题-A卷

化学生物学—复习题 1蛋白质的翻译后修饰:蛋白质翻译后修饰在生命体中具有十分重要的作用. 它使蛋白质的结构更为复杂, 功能更为完善, 调节更为精细, 作用更为专一。常见的蛋白质翻译后修饰过程有泛素化、磷酸化、糖基化、脂基化、甲基化和乙酰化等。 2 化学遗传学:运用遗传学的原理,以化学小分子为工具解决生物学的问题或通过干扰/调节正常生理过程来了解蛋白质的功能,可用于寻找酶抑制剂和作用底物,研究细胞信号转导,基因转录以及解释疾病产生的机理等,为新药的研发提供充足的理论依据。 3 双嵌插:双嵌插剂是两个嵌插环被不同长度的链共价连接起来。这些化合物相对于一元嵌插剂来说,作为药物的生物活性往往由于与DNA的强结合而加强,分解速率也低。(4分)合成的双嵌插剂的代表是一些丫啶类的双嵌插剂。 4肽模拟物:肽模拟物根据与受体结合的多肽而设计,将多肽分子中的结构信息转化为非肽结构,具有很强的药物发现和开发价值。(2分)主要分为3种类型:1)以酰胺类似物或二级结构类似物来代替多肽的模拟物;2)功能模拟物;3)非肽类模拟物。(3分) (1)基因突变有哪几种类型?为什么会引起基因突变? 碱基置换:碱基置换是某一碱基配对性能改变或脱落而引起的突变。此时首先在DNA复制时会使互补链的相应位点配上一个错误的碱基,即发生错误配对。这一错误配上的碱基在下一次DNA复制时却能按正常规律配对,于是一对错误的碱基置换了原来的碱基对,最终产生碱基对置换或简称碱基置换(3分)。 碱基置换造成一个三联体密码子的改变;此时可能出现同义密码、错义密码或终止密码(1分)。 移码:是DNA中增加或减少了一对或几对不等于3的倍数的碱基对所造成的突变,从原始损伤的密码子开始一直到信息末端的氨基酸序列完全改变(2分);由于碱基序列所形成的一系列三联体密码子相互间并无标点符号,于是从受损位点开始密码子的阅读框架完全改变,故称移码(2分)。 大段损伤:DNA链大段缺失或插入。这种损伤有时可跨越两个或数个基因,涉及数以千计的核苷酸。它往往是DNA断裂的结果,有时在减数分裂过程中发生错误联合和不等交换也可造成小缺失。小缺失通常可引起突变(2分)。 (2)简述多肽固相合成的基本原理、步骤,并画出固相多肽合成的合成路线。 基本原理与步骤:氯甲基聚苯乙烯树脂作为不溶性的固相载体,首先将一个氨基被封闭基团保护的氨基酸共价连接在固相载体上。在三氟乙酸的作用下,脱掉氨基的保护基,这样第一个氨基酸就接到了固相载体上了。然后氨基被封闭的第二个氨基酸的羧基通过N,Nˊ-二环己基碳二亚胺(DCC,

最新动物生物化学习题库(带答案)

动物生物化学习题库 班级 姓名 教师 汇编人:李雪莲 新疆农业职业技术学院动物科技分院 2016.2

教学单元一核酸与蛋白质化学核酸化学 一、单选题 1、维持DNA分子中双螺旋结构的主要作用力是: A.范德华力 B.磷酸二酯键 C.疏水键 D.氢键 D 2、DNA的戊糖在哪个位置脱氧: A.l B.2 C.3 D.4 C 3、连接核苷与磷酸之间的键为: A.磷酸二酯键 B.糖苷键 C.氢键 D.磷酸酯键 D 4、核苷酸去掉磷酸后称为: A.单核苷酸 B.核苷 C.戊糖 D.碱基 B

5、核酸的基本组成成分是: A.组蛋白、磷酸 B.核糖、磷酸 C.果糖、磷酸 D.碱基、戊糖、磷酸 D 6、RNA分子中的碱基是: A.TCGU B.TAGU C.AGCU D.ATGC C 7、不参与DNA组成的是: A.dUMP B.dAMP C.dTMP D.dGMP A 8、稀有碱基主要存在于: A.mRNA B.tRNA C.rRNA D.DNA B 9、在DNA和RNA中都含有的是: A.腺苷二磷酸 B.环磷酸腺苷

C.磷酸 D.脱氧核糖 C 10、RNA代表: A.脱氧核糖核酸 B.核糖核酸 C.单核苷酸 D.核苷 B 11、属于戊糖的是: A.蔗糖 B.乳糖 C.核糖 D.葡萄糖 B 12、核酸中不存在的碱基是: A.腺嘌呤 B.黄嘌呤 C.胞嘧啶 D.尿嘧啶 B 13、核酸一级结构的主要连接键是: A.肽键 B.氢键 C.磷酸二酯键 D.盐键 C

14、在DNA中,A与T间存在有: A.3个氢键 B.2个肽键 C.2个氢键 D.l个磷酸二酯键 C 15、连接碱基与戊糖的键为: A.磷酸二酯键 B.氢键 C.糖苷键 D.磷酸酯键 C 15、DNA两股多核苷酸链之间的键为: A.磷酸二酯键 B.氢键 C.糖苷键 D.磷酸酯键 B 16、DNA的空间结构有几条多核苷酸链: A.l条 B.2条 C.3条 D.4条 B 17、有互补链的是: A.RNA

运动生物化学考题

得分 名词解释:(每题4分,共24分) 1.电子传递链(呼吸链) 2.底物水平磷酸化(胞液) 3.糖酵解作用 4.酮体 5.氨基酸代谢库 6.运动性疲劳 得分 填空题:(每空1分,共25分) 1.运动生物化学是生物化学的分支,是研究时体内的化学变化即及其调节的特点与规律,研究运动引起体内变化及其的一门学科.是从生物化学和生理学的基础上发展起来的,是体育科学和生物化学及生理学的结合. 2.据化学组成,酶可以分为: 类和类,在结合蛋白酶类中的蛋白质部分称之为,非蛋白质部分称为(或辅助因子). 3.人体各种运动中所需要的能量分别由三种不同的能源系统供给.即, , . 4.生物氧化中水的生成是通过电子呼吸链进行的,在呼吸链上有两条呼吸链,一条为:NADH氧化呼吸链,一分子NADH进入呼吸链后可产生分子的ATP;另一条为FADH2氧化呼吸链,一分子FADH2进入呼吸链后可产生分子ATP. 在肝脏,每分子甘油氧化生成乳酸时,释放能量可合成ATP;如果完全氧化生成CO2和H2O时,则释放出的能量可合成ATP. 5.正常人血氨浓度一般不超过μmol/L. 评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指标是尿素氮;尿中. 血尿素在安静正常值为毫摩尔/升 6.运动强度的生化指标有, , ;运动负荷量的生化评定指标主要有: , , , . 得分 三,辨析题:(判断正误,如果表述错误,请将正确的表述论述出来.每题判断正误2分,论述2分,共16分) 1.安静时,运动员血清酶活性处于正常范围水平或正常水平的高限;运动后或次日晨血清酶活性升高;血清中酶浓度升高多少与运动持续时间,强度和训练水平有关.运动员安静时血清升高是细胞机能下降的一种表现,属于病理性变化. 2. 底物水平磷酸化与氧化磷酸化都是在线粒体中进行的. 3. 所有的氨基酸都可以参与转氨基作用. 4. 脂肪分子中则仅甘油部分可经糖异生作用转换为糖.脂肪酸不能转化为糖. 得分 简答题:(每题5分,共25分) 1.简述三大营养物质(糖原,脂肪,蛋白质)生物氧化的共同规律. 2.从葡萄糖至1,6-2磷酸果糖生成消耗多少ATP 消耗ATP的作用是什么 3.糖酵解过程可净合成多少分子ATP 根据运动实践谈谈糖酵解是何种运动状态下的主要能量来源. 4.描述糖有氧氧化的基本过程.(三个步骤) 5.乳酸消除的意义是什么 五.总结三大功能系统的特点(10分).

生物化学论文

生物化学 摘要:生物体的生命现象(过程)作为物质运动的一种独有的特殊的运动形式,其基本表现形式就是新陈代谢和自我繁殖。构成这种特殊运动形式物质基础是蛋白质、核酸,糖类、脂类、维生素、激素、萜类,卜啉生物分子等。正是这些生物分子之间的相互协调作用才形成了丰富多彩的生命现象。生物化学就是研究生物体的物质组成和生命过程中的生物分子化学变化的一门科学。在此,化学与生物的界限已经很模糊了。随着生命科学的飞速发展,生物化学研究的内容在深度和广度上也在迅速地拓展,并已渗透到生物学科内外许多相关学科,产生了生物有机化学、酶工程、蛋白质工程、代谢工程、蛋白质组学、结构生物学、化学生物学等新领域和新知识。但其基本内容主要涉及蛋白质、糖类、脂类、核酸和数以万计生物分子的结构与功能、代谢与调控等内容。 关键词:生物化学Biochemie 生物大分子人类基因组酶促反应DNA 生物化学因研究的物质不同,可分为蛋白质化学、核酸化学、脂化学、糖化学、酶学等分支;研究各种天然物质的化学称为生物有机化学;研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。生物化学这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初,但它的起源可追溯得更远,其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。 生物化学的发展大体可分为三个阶段: 第一阶段从19世纪末到20世纪30年代,主要是静态的描述性阶段,对生物体各种组成成分进行分离、纯化、结构测定、合成及理化性质的研究。其中菲舍尔测定了很多糖和氨基酸的结构,确定了糖的构型,并指出蛋白质是肚键连接的。1926年萨姆纳制得了脲酶结晶,并证明它是蛋白质。 此后四、五年间诺思罗普等人连续结晶了几种水解蛋白质的酶,指出它们都无例外地是蛋白质,确立了酶是蛋白质这一概念。通过食物的分析和营养的研究发现了一系列维生素,并阐明了它们的结构。与此同时,人们又认识到另一类数量少而作用重大的物质——激素。它和维生素不同,不依赖外界供给,而由动物自身产生并在自身中发挥作用。肾上腺素、胰岛素及肾上腺皮质所含的甾体激素都在这一阶段发现。此外,中国生物化学家吴宪在1931年提出了蛋白质变性的概念。1 第二阶段约在20世纪30~50年代,主要特点是研究生物体内物质的变化,即代谢途径,所以称动态生化阶段。其间突出成就是确定了糖酵解、三羧酸循环以及脂肪分解等重要的分解代谢途径。对呼吸、光合作用以及腺苷三磷酸(ATF)在能量转换中的关键位置有了较深入的认识。当然,这种阶段的划分是相对的。对生物合成途径的认识要晚得多,在50~60年代才阐明了氨基酸、嘌岭、嗜啶及脂肪酸等的生物合成途径。 第三阶段是从20世纪50年代开始,主要特点是研究生物大分子的结构与功能。生物化学在这一阶段的发展,以及物理学、技术科学、微生物学、遗传学、

最新动物生物化学习题库(带答案)

1 2 3 4 5 6 7 动物生物化学习题库8 9 10 11 班级12 姓名13 教师 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 1

26 汇编人:李雪莲 27 新疆农业职业技术学院动物科技分院28 2016.2 29 30 31 32 教学单元一核酸与蛋白质化学 33 核酸化学 34 一、单选题 35 1、维持DNA分子中双螺旋结构的主要作用力是: 36 A.范德华力 37 B.磷酸二酯键 38 C.疏水键 39 D.氢键 40 D 41 2、DNA的戊糖在哪个位置脱氧: 42 43 A.l 44 B.2 C.3 45 2

46 D.4 47 C 48 49 3、连接核苷与磷酸之间的键为: 50 A.磷酸二酯键 51 B.糖苷键 52 C.氢键 53 D.磷酸酯键 54 D 55 4、核苷酸去掉磷酸后称为: 56 57 A.单核苷酸 58 B.核苷 C.戊糖 59 60 D.碱基 B 61 62 63 5、核酸的基本组成成分是: A.组蛋白、磷酸 64 3

65 B.核糖、磷酸 66 C.果糖、磷酸 67 D.碱基、戊糖、磷酸 68 D 69 6、RNA分子中的碱基是: 70 71 A.TCGU 72 B.TAGU C.AGCU 73 74 D.ATGC C 75 76 77 7、不参与DNA组成的是: 78 A.dUMP 79 B.dAMP 80 C.dTMP 81 D.dGMP 82 A 83 4

8、稀有碱基主要存在于: 84 85 A.mRNA 86 B.tRNA C.rRNA 87 88 D.DNA B 89 90 91 9、在DNA和RNA中都含有的是: 92 A.腺苷二磷酸 93 B.环磷酸腺苷 94 C.磷酸 95 D.脱氧核糖 C 96 97 98 10、RNA代表: 99 A.脱氧核糖核酸 100 B.核糖核酸 101 C.单核苷酸 102 D.核苷 5

运动生物化学习题库

《运动生物化学》习题集 一.名词解释 运动生物化学 二.是非判断题 1、人体的化学组成是相对稳定的,在运动的影响下,一般不发生相应的变化。 2、运动生物化学是研究生物体化学组成的一门学科。 3、1937年Krebs提出了三羧酸循环的代谢理论。 4、《运动生物化学的起源》是运动生物化学的首本专著。 三.填空题 1、运动时人体内三个主要的供能系统是____、____、____。 2、运动生物化学的首本专著是____。 3、运动生物化学的研究任务是____。 四.单项选择题 1. 运动生物化学成为独立学科的年代是()。 A. 1955年 B. 1968年 C. 1966年 D. 1979年 2. 运动生物化学是从下列那种学科发展起来的()。 A. 细胞学 B. 遗传学 C. 生物化学 D. 化学 3. 运动生物化学的一项重要任务是()。 A. 研究运动对机体组成的影响 B. 阐明激素作用机制 C. 研究物质的代谢 D. 营养的补充 4. 运动生物化学的主要研究对象是()。 A. 人体 B. 植物体 C. 生物体 D. 微生物五.问答题 1.运动生物化学的研究任务是什么 2.试述运动生物化学的发展简史 绪论 一、名词解释 运动生物化学是生物化学的一个分支学科。是用生物化学的理论及方法,研究人体运动时体内的化学变化即物质代谢及其调节的特点与规律,研究运动引起体内分子水平适应性变化及其机理的一门学科。 二、是非判断题 1、错 2、错 3、对 4、错 三、填空题 1、磷酸原系统、糖酵解系统、有氧代谢系统 2、《运动生物化学概论》 3、揭示运动人体变化的本质、评定和监控运动人体的机能、科学地指导体育锻炼和运动训练 四、单项选择题 1、A 2、C 3、A 4、A 五、问答题 1、运动生物化学的研究任务是什么 答:(1)揭示运动人体变化的本质 (2)评定和监控运动人体的机能 (3)科学地指导体育锻炼和运动训练2、试述运动生物化学的发展简史 答:运动生物化学的研究开始于20世纪20年代,在40-50年代有较大发展,尤其是该时期前苏联进行了较为系统的研究,并于1955年出版了第一本运动生物化学的专著《运动生物化学概论》,初步建立了运动生物化学的学科体系,到60年代,该学科成为一门独立的学科。至今,运动生物化学已

化学生物学考试大纲

化学生物学考试大纲 总要求 1.理解和掌握化学生物学的基本理论和基本知识。 2.掌握化学生物学研究中使用技术的基本原理、操作步骤和应用范围。对于这些理论和技术要求融会贯通,可将这些技术应用到科研、生产中的能力。 第 1 章多肽和蛋白质 【内容】 1. 蛋白质的定义。 2. 天然氨基酸的种类和构型。 3. 多肽合成原理 4. 化学合成多肽方法 5. 固相多肽合成步骤 6. 表达蛋白连接及其优点。 第2章核酸 【内容】 1.DNA复性和增色效应 2.核小体的组成和核苷酸的组成 3.真核和原核生物rRNA的种类 4.tRNA的二级结构和三级结构 5.核酸体外的合成方法 6.核酸适体及其应用 7.核酶和肽核酸 8.RNA干扰(RNAi)的原理 第3章糖的化学生物学 【内容】 1.天然寡糖的构型 2.蛋白聚糖与糖缀合物 3.寡糖合成方法 4.糖的保护基满足的条件 5.保护基的正交性 6.糖生物学主要研究内容 7.糖序列分析方法

第4章有机小分子 【内容】 1.初级代谢物 2.脂类化合物功能 3.非核糖体合成多肽 4.辅酶Q10生产方法 5.小分子的优势 第5章生命中的金属 【内容】 1.物质跨膜运输的方式及比较? 2.趋磁细菌 3.金属化合物药物的缺点 4.仿生金属催化研究内容 5.金属化合物药物的缺点 第6章基因组学和蛋白质组学【内容】 1.单核苷酸多态性(SNP) 2.荧光原位杂交(FISH)的基本原理 3.转录组学 4.蛋白质组和蛋白质组学 5.双向电泳步骤 6.肽质量指纹图谱 7.蛋白质结构解析方法 8.噬菌体展示 第7章化学遗传学 【内容】 1.正向化学遗传学 2.反向化学遗传学 3.计算机辅助的药物设计的步骤 第8章组合化学与多样性导向合成

衡阳师范学院 第学年二学期期末考试分析化学试卷

衡阳师范学院 第学年二学期期末考试分析化学试卷(A卷) 班级:_______________学号:_______________姓名:_______________得分:_______________ 题目部分,(卷面共有33题,100.0分,各大题标有题量和总分) 一、选择题(17小题,每题2分,共34.0分) 1. 做滴定分析遇到下列情况时,会造成系统误差的是---------------------------------( ) (A) 称样用的双盘天平不等臂 (B) 未标有“吹”字的移液管转移溶液后管尖处残留有少量溶液 (C) 滴定管读数时最后一位数字估计不准 (D) 称量试样时天平零点稍有变动 2. 有关间接碘量法测铜, 下列论述错误的是() A. 淀粉指示剂在滴定临近终点时才加入 B. 滴定在碱性条件下进行 C.临近终点时需加KSCN D. 采用Na2S2O3作滴定剂 3. 下列数据中有效数字为二位的是---------------------------------------------------( ) (A) 0.02 (B) pH=2.0 (C) lgK=16 (D) lgK=16.46 4. 在定量分析中,做对照试验的目的是------------------------------------------------() (A)提高实验的精密度(B)使标准偏差减小 (C)减小随机误差(D)检查系统误差是否存在 5. 在下列各组酸碱组分中,属于共轭酸碱对的是-----------------------------------------( ) (A) HCN-NaCN (B) H3PO4-Na2HPO4 (C) +NH3CH2COOH-NH2CH2COO-(D) H3O+-OH- 6. 今欲用H3PO4与NaOH来配制pH = 7.20的缓冲溶液,则H3PO4与NaOH物质的量之比n(H3PO4)∶n(NaOH)应当是---------------------------------------------------------( ) (已知H3PO4的解离常数pK a1 = 2.12, pK a2 = 7.20, pK a3 = 12.36) (A) 1:1 (B) 1:2 (C) 2:1 (D) 2:3 7. 某碱液25.00 mL,以0.1000 mol/L HCl标准溶液滴定至酚酞褪色,用去15.28 mL,再加甲基橙继续滴定,又消耗HCl 6.50 mL,此碱液的组成为-----------------------------------( ) (A) Na2CO3(B) NaOH+Na2CO3 (C) NaHCO3(D) Na2CO3+NaHCO3 8. 在磷酸盐溶液中,HPO42-浓度最大时的pH是------------------------------------------( ) (已知H3PO4的解离常数pK a1 = 2.12, pK a2 = 7.20, pK a3 = 12.36) (A) 4.66 (B) 7.20 (C) 9.78 (D) 12.36 9. 0.1 mol/L Ag(NH3)2+溶液的物料平衡式是----------------------------------------------( ) (A) [Ag+] = [NH3] = 0.1 mol/L (B) 2[Ag+] = [NH3] = 0.2 mol/L (C) [Ag+]+[Ag(NH3)+]+2[Ag(NH3)2+] = 0.1 mol/L (D) [NH3]+[Ag(NH3)+]+2[Ag(NH3)2+] = 0.2 mol/L 10.六次甲基四胺[(CH2)6N4]缓冲溶液的缓冲pH范围是--------------------------------( ) (已知(CH2)6N4的pK b = 8.85) (A) 4~6 (B) 6~8 (C) 8~10 (D) 9~11

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