BiochemistryBiochemistry1.沈同，王镜岩沈同，王镜岩生物化学生物化学（第三版）（第三版），2002高等教育出版社高等教育出版社2. David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Principles of Biochemistry(thirdedition),2000WorthPublishers3.JeremyM.Berg,JohnL.Tymoczko,LubertStryer. Biochemistry(fifthedition),2002W.H.FreemanandCompanyMainReferencehttp:/www.worthpublishers.com/lehninger/http:/www.worthpublishers.com/lehninger/http:/bcs.whfreeman.com/lehninger/http:/bcs.whfreeman.com/lehninger/http:/www.bioinfo.org.cn/book/biochemistry/http:/www.bioinfo.org.cn/book/biochemistry/http:/www.whfreeman.com/stryerhttp:/www.whfreeman.com/stryer/ /http:/bcs.whfreeman.com/biochem5/http:/bcs.whfreeman.com/biochem5/http:/www.whfreeman.com/stryer4/http:/www.whfreeman.com/stryer4/1IntroductionWhat is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry1.4 Relations with other sciencesHow to study biochemistry1.5 Suggestion for studying biochemistry1.1ConceptofbiochemistryBiochemistry is the chemistry of lifeUnderstanding life phenomena in chemical terms.1IntroductionWhat is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry1.4 Relations with other sciencesHow to study biochemistry1.5 Suggestion for studying biochemistry 生生生生命命命命是是是是一一一一个复杂的运动系统个复杂的运动系统个复杂的运动系统个复杂的运动系统：1.2Objectivesofbiochemistry(1)BodyAminoacid,Monosaccharide,Nucleotide,fattyacid/GlycerinPeptide/Protein,Polysaccharide,DNA/RNA,LipidSupermolecularcomplexOrganelleCellTissueOrgan世界统一于物质，世界统一于物质，生物化学的任务生物化学的任务生命的物质结构与性质。生命的物质结构与性质。世界统一于运动，世界统一于运动，生生命命的的物物质质代代谢谢、能能量量代谢及其调控。代谢及其调控。生物化学的应用功能生物化学的应用功能生物化学的应用功能生物化学的应用功能衍衍生生出出应应用用于于医医学学、农农业等方面的生化技术。业等方面的生化技术。C,H,O,N,P,S.生命统一于生命统一于 物质流、能量流、信息流物质流、能量流、信息流所谓动所谓动态生物态生物化学化学所谓静所谓静态生物态生物化学化学1.2Objectivesofbiochemistry(2)从从名名著著看看生生物物化化学学的的内内容容FoundationsofBiochemistry1:TheMolecularLogicofLife2:Cells3:Biomolecules4:WaterStructureandCatalysis5:AminoAcids,PeptidesandProteins6:TheThree-DimensionalStructureofProteins7:ProteinFunction8:Enzymes9:CarbohydratesandGlycobiology10:NucleotidesandNucleicAcids11:Lipids12:BiologicalMembranesandTransport13:BiosignalingBioenergeticsandMetabolism14:PrinciplesofBioenergetics15:GlycolysisandtheCatabolismofHexoses16:TheCitricAcidCycle17:OxidationofFattyAcids18:AminoAcidOxidationandtheProductionofUrea19:OxidativePhosphorylationandPhotophosphorylation20:CarbohydrateBiosynthesis21:LipidBiosynthesis22:BiosynthesisofAminoAcids,Nucleotides,andRelatedMolecules23:IntegrationandHormonalRegulationofMammalianMetabolismInformationPathways24:GenesandChromosomes25:DNAMetabolism26:RNAMetabolism27:ProteinMetabolism28:RegulationofGeneExpression29:RecombinantDNATechnology1IntroductionWhat is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry1.4 Relations with other sciencesHow to study biochemistry1.5 Suggestion for studying biochemistry1941ModernBiochemistry18911940EraofEnzymology18401890PhysiologicalChemistry18001839OrganicChemistry17721799ChemicalRevolution生物化学生物化学酶学酶学1.3BriefHistoryofbiochemistry哲学哲学生理学生理学化学化学生理化学生理化学有机化学有机化学物理学物理学现代现代生物化学生物化学What is the role of physics or physical technology in biochemistry?生物化学发展的脉络生物化学发展的脉络EraofChemicalRevolutionJ.JosephPriestley(普普里里斯斯特特利利，17331804)：英英国国化化学学家家，他他的的重重大大贡贡献献在在于于发发现现氧氧和和其其他他气气体体。1772年年发发现现了了CO2，并并证证明明植植物物可可以利用动物的呼吸气体生长。以利用动物的呼吸气体生长。1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofChemicalRevolutionA.-L.Antoine-LaurentLavoisier (拉拉 瓦瓦 锡锡 , 17431794)：法法国国化化学学家家，1772对对燃燃烧烧的的研研究究引引发发所所谓谓的的“化化学学革革命命”；1777，拉拉瓦瓦锡锡认认为为呼呼吸吸是是燃燃烧烧的的一一种种形形式式，并并观观察察到到阳阳光光下下的的“greenmatters”在在去去除除燃燃素素的的空空气气中产生气泡。中产生气泡。1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofChemicalRevolutionC.W.CarlWilhelmScheele(舍舍勒勒,17421786):瑞瑞典典化化学学家家,1784从从柠柠檬檬汁汁中中发发现现柠柠檬檬酸酸。其其他他有有机机化化合合物物有有：酒酒石石酸酸(1770)、草草酸酸(1776)、乳乳酸酸和和尿尿酸酸(1780)、苹苹果果酸酸（1785）、没没 食食 子子 酸酸 和和 焦焦 性性 没没 食食 子子 酸酸(1786)、甘油、甘油(1783)等等1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofChemicalRevolutionJan .IngenHousz (英英根根豪豪茨茨17301799):荷荷兰兰科科学学家家，在在英英国国继继续续了了普普里里斯斯特特利利的的实实验验，发发现现植植物物只只有有在在日日光光下下才才能能放放氧氧，而而且且仅仅限限于于绿绿色色部部分分，在在黑黑暗暗中中则则放放出出二二氧氧化化碳碳。1796年年提提出出carbonicacid+light-organicmatter+oxygen1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofOrganicChemistryF.Friedrich Wohler (维维勒勒，18001882)： 德德国国化化学学家家,1828第第一一次次由由无无机机物物氰氰酸酸铵铵合合成成有有机机物物尿尿素素，第第一一次次冲冲击击了了传传统统的的生生命命力力学学说说。这这种种学学说说认认为为尿尿素素纯纯粹粹是是动动物物的的产产物物，是是由由生生命命力力控控制制产产生生的的，不不可可能由无机物合成。能由无机物合成。1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofOrganicChemistrySchwann , Theodor (施施旺旺1810-1882)：德德国国生生理理学学家家，细细胞胞学学说说的的创创立立者者之之一一。1838年年提提出出发发酵酵和和腐腐败败是是由由空空气气中中微微小小的的生生物物引引起起的的。1839，施施旺旺提提出出许许多多疾疾病病与与细细胞胞的的生生理理和和化化学学方方面面有有关关，首首次次提提出出metabolicphenomena.1.3BriefHistoryofbiochemistry施旺施旺, T 对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofOrganicChemistryGerardus Johanes Mulder (穆穆尔尔德德,18021880):荷荷兰兰化化学学家家，1839研研究究了了一一批批蛋蛋白白，如如卵卵清清白白蛋蛋白白、血血清清白白蛋蛋白白、小小麦麦白白蛋蛋 白白 等等 ， 得得 出出 基基 本本 通通 式式 ：C40H62O12N10。根根据据瑞瑞典典著著名名化化学学家家贝贝采采里里乌乌斯斯提提议议，将将这这种种物质命名为蛋白质。物质命名为蛋白质。1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofPhysiologicalChemistryJuctusvonLiebig(李李比比希希,18031873)：德德国国化化学学家家，1842阐阐明明热热量量来来自自于于食食物物的的氧氧化化。首首先先提提出出机机体体中中物物质质建建设设和和破破坏坏的的化化学学过过程程称称为为代代谢谢的的定定义义；出出版版类类似似生生物物化化学学的的专专著著化化学学在在农农业业和和生生理理学学上上的的应应用用（1840）和和动动物物化化学学或或有有机机化化学学在在生生理理学学及病理学上的应用及病理学上的应用（1942）1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofPhysiologicalChemistryClaudeBernard(伯伯纳纳德德，18131878)：法法国国生生理理学学家家，1843第第一一次次分分离离纯纯化化糖糖原原，证证明明肝肝中中的的糖糖原原可可转转变变为为血血糖糖，发发现现糖糖异异生生作作用用。他他的的认认为为：所所有有生生命命的的机机制制，不不管管它它有有多多麽麽复复杂杂，都都只只有有一一个个目目的的，那那就就是是保保持持其其内内部部环境的恒常生命状态。环境的恒常生命状态。1.3BriefHistoryofbiochemistryClaudeBernardafterwinningaprestigIousaward对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofPhysiologicalChemistryLouisPasteur,Pasteur(巴巴斯斯德德，18221895)：法法国国微微生生物物学学家家，1860发发现现乙乙醇醇发发酵酵可可得得到到甘甘油油和和琥琥珀珀酸酸。证证明明了了三三个个科科学学问问题题：（1）每每一一种种发发酵酵作作用用都都是是由由于于一一种种微微菌菌的的发发展展，（2）每每一一种种传传染染病病都都是是一一种种微微菌菌在在生生物物体体内内的的发发展展（3）传传染染病病的的微微菌菌，在在特特殊殊的的培培养之下可以减轻毒力。养之下可以减轻毒力。1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家巴斯德，巴斯德，巴斯德，巴斯德，L L L LEraofPhysiologicalChemistry1872,Hoppe-Seyler(德德国国生生理理学学家家，18251895):创创办办第第一一本本生生理理化化学学杂杂志志Zeitschrift fur Physiolociasche Chemie，即即今今 天天 的的 Biological Chemistry Hoppe-Seyler ; 1877年年 创创 造造Biochemie（即即英英文文Biochemistry）一一词词;重重要要贡贡献献还还有有第第一一次次分分离离和和结结晶晶了了血血红红蛋蛋白白，第一次制备了纯的卵磷脂等。第一次制备了纯的卵磷脂等。1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家EraofEnzymology1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家Eduard Buchner(毕毕希希纳纳,1860-1917) :德德国国化化学学家家, 1894年年，与与其其兄兄弟弟一一起起发发现现酵酵母母细细胞胞的的萃萃取取液液即即可可致致发发酵酵作作用用。之之后后他他从从这这些些萃萃取取液液分分离离出出有有效效的的成成份份，称称为为酵酵酶酶（zymase），从从而而导导致致对对酵酵素素的的了了解解，并并因因此此曾曾获获1907年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖EraofEnzymology1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家SirArthurHarden(哈哈登登,1865-1940):,英英国国化化学学家家，19031906年年，证证明明酒酒化化酶酶是是酶酶的的复复杂杂混混合合物物，每每一一成成分分都都催催化化蔗蔗糖糖转转化化为为乙乙醇醇的的分分段段降降解解过过程程。并并指指出出，磷磷酸酸醣醣是是反反应应的的关关键键中中间间体体。此此后后，又又对对肝肝糖糖在在肌肌肉肉内内向向乳乳酸酸转转化化问问题题进进行行研研究究。著著有有：成成醇醇发发酵酵、实实用用有有机机化化学学。曾曾获获1929年年诺诺贝贝尔尔化化学奖学奖EraofEnzymology1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家JamesBatchellerSumner(萨萨姆姆纳纳 ，18871955）：美美国国生生物物化化学学家家，20世世纪纪20年年代代，许许多多生生物物化化学学家家认认为为酶酶是是附附着着在在胶胶体体上上的的低低分分子子量量物物质质，而而萨萨姆姆纳纳则则相相信信酶酶是是蛋蛋白白质质。1926年年他他成成功功地地分分离离出出一一种种脲脲酶酶活活性性很很强强的的细细小小晶晶体体(首首次次得得到到的的结结晶晶酶酶)，并并证证明明是是蛋蛋白白质质。推推动动了了酶酶学学的的发发展展。于于1946年年获获得得诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖金金。主主要要著著作作有有：生生物物化化学学教教本本、酶酶的的化化学学和和方方法法、酶酶-化学及其作用机制化学及其作用机制EraofEnzymology1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家 Emil Fischer (费费歇歇尔尔, 1852-1919):德德国国化化学学家家，是是使使生生物物化化学学成成为为独独立立学学科科最最有有功功劳劳的的人人之之一一。1894年年首首先先提提出出酶酶专专一一的的“锁锁钥钥匙匙”理理论论及及酶酶作作用用机机制制。20世世纪纪初初证证明明蛋蛋白白质质是是氨氨基基酸酸聚聚合合物物，并并发发明明肽肽的的合合成成，对对单单糖糖的的合合成成与与结结构构也也作作出出了了重重要要贡贡献献。1902年荣获诺贝尔化学奖年荣获诺贝尔化学奖EraofEnzymology1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家HansAdolfKrebs(克克雷雷布布斯斯，19001981）:生生物物化化学学家家,生生于于德德国国并并在在德德国国受受教教育育。1931，提提出出鸟鸟氨氨酸酸循循环环。1933年年迁迁居居英英国国，二二次次大大战战中中入入英英国国籍籍。1937年年提提出出柠柠檬檬酸酸循循环环（也也称称三三羧羧酸酸循循环环）。荣荣获获1953年年度度诺诺贝贝尔生理学或医学奖。尔生理学或医学奖。 EraofModernBiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家Oswald Theodore Avery (埃埃弗弗里里,18771955):美美国国细细菌菌学学家家,于于1944年年发发现现不不同同型型的的肺肺炎炎双双球球菌菌的的转转化化因因子子是是DNA。这这项项实实验验第第一一次次证证明明了了遗遗传传物物质质是是DNA而而不不是是蛋蛋白白质质。虽虽然然这这一一发发现现，曾曾引引起起争争论论和和怀怀疑疑，但但的的确确推推动动了了DNA的的研研究究，直直至至1953年年DNA双螺旋结构的发现双螺旋结构的发现. EraofModernBiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家FrancisHarryComptonCrick:1916,英国生物物理学家英国生物物理学家JamesDeweyWatson:1928,美国生物学家美国生物学家MauriceHughFrederickWilkins:1916,英国生物物理学家英国生物物理学家1953,揭示揭示DNA双螺旋结构，双螺旋结构，1962年获年获Nobel奖奖CrickCrickWatsonWatsonWilkinsWilkinsEraofModernBiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家Linus Carl Pauling (鲍鲍林林,19011994):美美国国量量子子化化学学家家,曾曾获获1954年年诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖及及1963年年诺诺贝贝尔尔和和平平奖奖.对对生生物物化化学学的的主主要要贡贡献献在在于于对对蛋蛋白白质质和和其其他他大大分分子子结结构构进进行行X射射线线衍衍射射分分析析并并提提出出螺螺旋旋和和其其他他结结构构以以及及镰镰刀刀形形红红细细胞胞贫贫血病等分子病的机理阐述。血病等分子病的机理阐述。EraofModernBiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家1962年年诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖获获授授予予英英国国生生化化学学家家佩佩鲁鲁茨茨(MaxFerdinandPerutz,19142002)和和肯肯德德鲁鲁(JohnCowderyKendrew,19171997)PerutzPerutzKendrewKendrew他他们们发发展展了了X射射线线晶晶体体结结构构分分析析技技术术，测测定定了了鲸鲸肌肌红红蛋蛋白白和和马马血血红红蛋蛋白白的的空空间间精精细细结构。结构。EraofModernBiochemistry1.3BriefHistoryofbiochemistry对生物化学作出重要贡献的科学家对生物化学作出重要贡献的科学家1968年年Nobel生生理理医医学学奖奖授授予予3位位破破译译遗遗传传密密码码的的美美国国生生化化学学 家家 Robert W. Holley (1922 1993） 、 Har GobindKhorana Khorana （ 1922 ） 、 Marshall WarrenNirenberg（1927）。）。HolleyHolleyKhoranaKhoranaNirenbergNirenbergNirenber和和 Khorana在在五五年年内内所所有有解解读读了了所所 有有 遗遗 传传 密密 码码 。 Holley是是 tRNA的的 主主要要发发现现者者，经经过过数数年年终终 于于 分分 离离 出出 纯纯 的的tRNA，1965年年阐阐明明其正其正确确的的构构造。造。1IntroductionWhat is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry1.4 Relations with other sciencesHow to study biochemistry1.5 Suggestion for studying biochemistryPhysicsPhysicsChemistryChemistryMolecularBiologyMolecularBiologyBiophysicsBiophysicsPhysiologyPhysiologyBiochemistryBiochemistryMicrobiologyMicrobiologyZoologyZoologyBotanyBotany( (MolecularMolecular) )ImmunologyImmunology( (MolecularMolecular) ) GeneticsGenetics( (MolecularMolecular) )VirologyVirology( (MolecularMolecular) )NeurologyNeurology ( (MolecularMolecular) )CellBiologyCellBiologyEcologyEcologyDevelopmentalBiologyDevelopmentalBiologyEvolutionaryBiologyEvolutionaryBiology BiotechnologyBiotechnologyGeneengineeringGeneengineeringProteinengineeringProteinengineeringEnzymeengineeringEnzymeengineeringBiochipBiochipNanobiotechnologyNanobiotechnologyMedicine/PharmacologyMedicine/PharmacologyAgricultureAgricultureBiochemicalindustryBiochemicalindustryEnvironmentalengineeringEnvironmentalengineering1.4Relationswithothersciences(1)1.4Relationswithothersciences(2)从诺贝尔奖看生物化学与生理学、化学及物理学的关系从诺贝尔奖看生物化学与生理学、化学及物理学的关系化学化学总总总总受受受受奖奖奖奖9595次次次次生物化生物化生物化生物化学学学学4343次次次次100%45.3%虽虽然然在在诺诺贝贝尔尔物物理理学学奖奖中中没没有有与与生生物物化化学学直直接接有有关关的的奖奖相相，但但属属于于生生物物化化学学的的生生理理/医医学学诺诺贝贝尔尔奖奖奖奖中中，包包含含了了许许多多物物理理原原理理和和方方法法的的应应用用，有有些些获获奖奖者者甚甚至至就就是是物物理理学学家家。最最典典型型的的就就是是1962年年的的生生理理/医医学学奖奖，DNA螺螺旋旋模模型型就就是是物物理理学学家家和和生生物物学学家家合合作作的的结结晶晶。至至于于生生物物化化学学中中的的化化学学诺诺贝贝尔尔奖奖，物物理理学学或或物物理理学学家家的的贡贡献献就就更更为为突突出出，如如X射射线线晶晶体体衍衍射射、电电子子衍衍射射、光光谱谱学学、核核磁磁共共振振等等对对生生物物大大分分子子的的结结构构测测定定获得过许多次化学奖。获得过许多次化学奖。生理生理/医学医学总总总总受受受受奖奖奖奖9494次次次次生物化生物化生物化生物化学学学学3535次次次次100%37.2%1IntroductionWhat is biochemistry 1.1 Concept of biochemistry1.2 Objectives of biochemistry 1.3 Brief History of biochemistry1.4 Relations with other sciencesHow to study biochemistry1.5 Suggestion for studying biochemistry1.5Suggestionforstudyingbiochemistry注注意意所所学学内内容容的的内内在在联联系系，总总结结形形成成自自己的知识体系，做到纲举目张。己的知识体系，做到纲举目张。有有意意识识地地运运用用物物理理和和化化学学知知识识来来理理解解所所学生物化学内容。学生物化学内容。课课堂堂耐耐心心听听讲讲，课课后后踊踊跃跃提提问问；及及时时复复习，相互讨论。习，相互讨论。适适当当扩扩大大阅阅读读，在在某某个个知知识识点点上上可可提提前前阅阅读读后后续续科科目目的的材材料料，但但要要“深深入入虎虎穴穴”和和“浅尝辄止浅尝辄止”相结合。相结合。