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生物化学教学课件ppt

生物化学教学课件ppt
分子间作用力
分子间作用力包括范德华力、氢键和疏水作用力等，影响分子的聚集状态和稳 定性。
化学反应与能量转化
化学反应
化学反应是原子或分子重新组合的过程，遵循质量守恒和能 量守恒定律。
能量转化
化学反应中伴随着能量的吸收或释放，可用于解释反应的动 力学和热力学性质。
酸碱反应与缓冲溶液
酸碱反应
酸和碱通过质子转移反应生成水和盐，酸碱反应是化学反应中的重要类型之一。
生物化学教学课件
目录
• 生物化学概述 • 生物化学基础知识 • 生物大分子与细胞结构 • 生物化学代谢过程 • 生物化学实验技术与方法 • 生物化学前沿研究与发展趋势
01
生物化学概述
生物化学的定义与重要性
定义
生物化学是生物学和化学两门学 科的交叉学科，主要研究生物体 内的化学过程和物质代谢。
重要性
02
生物化学基础知识
分子结构与性质
分子结构
分子由原子组成，通过化学键连接， 具有空间构型和电子分布，决定分子 的物理和化学性质。
分子性质
分子的性质由其结构决定，包括极性 、溶解度、挥发性等，影响分子的物 理状态和化学反应活性。
化学键与分子间作用力
化学键
化学键是原子间通过电子转移或共享形成的相互作用力，分为共价键、离子键 和金属键等。
核酸的结构与功能
总结词
核酸是生物体中重要的遗传物质，具有多种结构和功能。
详细描述
核酸包括DNA和RNA，它们由核苷酸组成，具有一级、二级和三级结构。一级结构决定了核酸的序列 ，二级结构决定了核酸的双螺旋结构，三级结构决定了核酸的空间构象。核酸的功能是携带和传递遗 传信息。
酶的结构与催化机制
总结词

生物化学》ppt课件14

生物化学》ppt课件14

(一)病毒癌基因(virus oncogene,v-onc)
1. 病毒癌基因是存在于病毒基因组中的癌基因，它 不编码病毒的结构成分，对病毒复制也没有作用， 但可以使细胞持续增殖。
2.病毒基因组结构
长末端 重复序列
正常的病毒基因
癌基因
LTR gag
pol
env src LTR
调节和 产生病毒 产生逆转录 产生病毒 产生酪氨酸 启动转录 核心蛋白 酶和整合酶 外膜蛋白 激酶
白 因 子 ， 决 定 三 种 RNA(mRNA 、 tRNA 及 rRNA)转录的类别。
2.特异转录因子(special transcription factors) 为个别基因转录所必需，决定该基因的时
间、空间特异性表达。
转录激活因子
分为
转录抑制因子
(三)反式作用因子的结构
TF
DNA结合域 酸性激活域
(三) 癌基因的分类与功能
根据表达产物在细胞中的定位和功能分为：
1.蛋白激酶类 2.信息传递蛋白类 3.生长因子类 4.核内转录因子类
跨膜生长因子受体 膜结合的酪氨酸蛋白激酶 可溶性酪氨酸蛋白激酶 胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 非蛋白激酶受体
二、抑癌基因
(一)什么是抑癌基因？
抑癌基因又称肿瘤抑制基因(tumor suppressor gene)或抗癌基因(anti-oncogene)，是指存在于正常细 胞内的一大类可抑制细胞生长并具有潜在抑癌作用的 基因。
第一节 基因表达调控的 概念和原理
(Concept and principle： Regulation of Gene Expression)
一、基因表达调控的概念
(一)基因表达(gene expression) 是指基因经过

2020化学生物学课件PPT

2020化学生物学课件PPT
2020化学生物学课件 PPT
化学生物学是研究生物大分子在化学层面上的结构、功能和相互作用的跨学 科领域。本课件将带您深入了解化学生物学的重要概念和应用。
化学生物学定义和概念
化学生物学研究生物大分子（蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类）的化学特 性及其在生物体内的结构和功能，是生物学与化学的交叉学科。
化学生物学在农业和食品加工中的应用
1
农业育种
利用化学生物学的知识，优化作物的
肥料和农药研发2Biblioteka 品质和产量，抗病虫害能力等。
通过了解植物和害虫的生理过程，研
发更加高效、环保的肥料和农药。
3
食品添加剂
应用化学生物学的原理开发安全、功 能性的食品添加剂，改善食品品质。
现代化学生物学的发展趋势
精准医学
基于个体遗传信息，实现个体化预防和治疗。
脂类
脂类在细胞膜的形成、维稳和 信号传导中起关键作用，同时 也是能量储存的重要分子。
生物大分子的合成和分解反应
1
合成
生物大分子的合成是通过聚合反应将
分解
2
单体结合而成，例如蛋白质的合成是 通过核酸指导下的翻译过程完成的。
生物大分子的分解是通过水解反应将
大分子分解为单体，例如蛋白质的降
解是由蛋白酶催化的。
生物大分子的结构和功能
蛋白质
核酸
碳水化合物
蛋白质是生物体内结构最复杂、 功能最多样的生物大分子，扮 演着细胞结构、酶催化、信号 传导等关键角色。
核酸是遗传信息的主要携带者， 包括DNA和RNA，负责存储、 传递和表达遗传信息。
碳水化合物是细胞能量供应和 结构支持的主要来源，也参与 细胞信号传导等重要生物过程。
蛋白质合成

化学生物学导论蛋白质化学12PPT课件

化学生物学导论蛋白质化学12PPT课件

COOH
H2NCH2CHCH2CH2CHCOOH
OH
NH2
4-羟基脯氨酸
5-羟基赖氨酸
CH3NHCH2CHCH2CH2CHCOOH NH2
6-N-甲基赖氨酸
I
HO
CH2CHCOOH
I
NH2
3,5-二碘酪氨酸
☺胶原中出现的羟基氨基酸残基是形成坚韧的胶原纤维的必要条件； ☺甲状腺球蛋白中带有甲状腺素等碘化酪氨酸残基。
碳
50%～55%
氮 15.0％～17.6％
氢
6.9％～7.7％
硫
0.3％～2.3％
氧
21%～24％
磷
0.4 %～ 0.9%
在任何生物样品中，每克氮的存在，大约表示该样品含 100/16=6.25g蛋白质。凯氏定氮法以生物样品中的含氮量计算
蛋白质含量（质量分数，％）＝每克样品中氮含量g 6.25 100%
重要知识点！
化学与材料科学学院
等电点的确定
pK1和pK2分别代表α碳上COOH和 NH3+的解离常数负对数。
曲线的转折点pK1=2.34，在此pH条件 下，有一半发生电离。可以将1mol/甘氨 酸溶于水时，溶液的pH约为6 ，用标准 盐酸溶液进行滴定，得到滴定曲线A。
曲线的转折点pK2=9.6，另一半电离。 用标准NaOH溶液滴定,得到曲线B。
碱所滴定，可根据氨基酸的滴定曲线来推算pK值。
氨基酸的等电点 pI
化学与材料科学学院
等电点的定义
❖等电点(isoelectric point, pI) :在某一pH的溶液中， 氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成 为兼性离子，呈电中性。此时溶液的pH值称为该氨 基酸的等电点。

《化学生物学》课件

《化学生物学》课件

化学生物学在生命科学、医学、农业等领域具有广泛的应用价值，对人类健康和生活质量的提高具有重要意义。
总结词
化学生物学在药物研发、疾病诊断和治疗、农业生物技术等方面发挥着重要作用。通过研究化学物质对生物体的影响，可以发现新的药物候选物和治疗策略，提高疾病的诊疗效果和人类的健康水平。同时，化学生物学在农业上也具有广泛应用，如农药的研发和植物生长调节剂的使用等。
化学生物学在环境污染物的生物效应研究中，关注污染物对生物体生理功能的干扰和破坏作用，探究污染物在生物体内的代谢和转化过程。
通过研究环境污染物的生物效应，有助于深入了解环境污染对生态系统和人类健康的危害，为环境污染治理和生态修复提供科学依据。
05
CHAPTER
化学生物学的未来展望
利用化学生物学方法发现和验证药物作用的靶点，为新药研发提供关键信息。
药物作用机制研究
化学生物学可以帮助深入了解药物与靶点的作用机制，预测药物在不同体内的效果和安全性，为新药研发提供理论支持和实践指导。
01
02
化学生物学还可以研究生物体内化学物质的合成、分解、代谢等过程，探究物种多样性的化学基础。
化学生物学在生物进化与物种多样性研究中，通过比较不同物种间化学成分和代谢途径的差异，揭示物种进化的规律和机制。
详细描述
总结词
化学生物学的发展经历了早期的化学与生物学的独立研究、20世纪后期的交叉融合以及现代的多元化和个性化研究三个阶段。
详细描述
化学生物学的发展历程可以追溯到早期的化学和生物学研究。在20世纪后期，随着学科交叉融合的深入，化学生物学逐渐形成了一门独立的学科。进入现代后，化学生物学的研究领域不断扩大，研究方法也日益多元化和个性化，为解决生命科学领域的问题提供了更多可能性。

最新整理化学生物学Shandong.ppt

最新整理化学生物学Shandong.ppt
将是21世纪生物高技术企业开发新产品的基础， 可为新药的开发带来决定性的影响。
例如：细胞的纠错功能
——癌细胞能克隆出正常胚胎 美国科学家利用
小白鼠大脑癌细胞基因克隆出正常的鼠胚胎。
操作方法 从肿瘤细胞中取出受损DNA的细胞核， 注入到小鼠的卵细胞中。
试验结果：卵细胞通过某种形式纠正了遗传错误， 发育成了一个正常胚胎。
——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。在 某种意义上, 使用小分子调节目标蛋白质,这与制药 公司发展新药类似.
化学生物学又被叫做化学遗传学(chemical genetics)
• 遗传学 研究对象是生物体内的各种变异，包括:
宏观水平 个体或细胞的形态变化， 分子水平 基因或蛋白质的突变。
绪
论
• 化学生物学与生物化学定义 • 生物化学的基本内容 • 化学生物学主要研究方向简介： • 化学、生物化学与其他学科的关系 • 学习生物化学应注意的问题
化学生物学
——通过用化学的理论和方法研究生命现象、生命过 程的化学基础，通过探索干预和调整疾病发生发展的 途径和机理，为新药发现中提供必不可少的理论依据。
素在生物体内被发现。
• 元素组成：C、H、O、N、P、S 及微量元素。 • 基本成分：
（1）蛋白质、核酸、多糖、脂类 ——生物体四大基本组成，作为生物体骨架， 提供能量。
（2）维生素、激素、有机酸——次生物质 酶、维生素、激素三者又称为催化调节物质。
（3）无机盐和水。 常见无机盐K、Na 、Ca、Mg盐等。
生物体的信息代谢
• 核酸是遗传信息的携带者
• 蛋白质是生命信息表达 ：
它的合成构成了生物体内遗传信息传递 的主要通路，

《生物化学》幻灯片

《生物化学》幻灯片
如果此时在培养基中又参加一些葡萄糖，培 养基中既有乳糖又有葡萄糖，那么乳糖的代谢又 停顿，大肠杆菌又转向利用葡萄糖而不利用乳糖。 只有葡萄糖消耗殆尽，大肠杆菌才能又利用乳糖。
〔1〕乳 糖操纵 子的构 造和阻 遏蛋白 的负性 调节
A. 无乳糖时 i
i m RNA
B. 有乳糖时 i
i m RNA
乳糖
p
基因表达表现为严格的规律性，即时间特异性、 空间特异性。 按功能需要，某一特定基因的表达严格按照 特定的时间顺序发生，这就是基因表达的时间 特异性。在个体生长全过程某种基因产物在个 体内按不同组织空间顺序地出现，这就是基因 表达的空间特异性。
例如：母牛只有在分娩小牛后才开场泌 乳时，乳腺中的各种蛋白质基因也只有 在这时才开场表达产生各种乳蛋白。
但游离的 CAP 是不能与启动子上游的 CAP 结合位 点结合的，在细胞内有足够的cAMP时，CAP 首 先与 cAMP 形成复合物，此复合物才能与启动 子结合。因此CAP也称做cAMP受体蛋白。
葡萄糖的降解产物能降低细胞内cAMP的含量，因 而当向乳糖培养基中参加葡萄糖时，造成cAMP 浓度降低，CAP便不能结合在CAP结合位点上。 此时即使有乳糖存在，已解除了对操纵基因的阻 遏，也不能进展转录，所以仍不能利用乳糖。
生长发育过程中更为明显，许多基因只 有在特定的时间和空间才进展表达，其 余时间或空间这些基因那么关闭。
13.1.3 基因表达的方式
13.1.3.1 组成性表达 13.1.3.2 诱导和阻遏表达
13.1.3.1 组成性Байду номын сангаас达
有些基因产物在生命全过程都是必需的，通常 把在一个生物个体的几乎所有细胞中持续表达 的 基 因 称 为 管 家 基 因 〔housekeeping gene〕。

化学生物学-第1章导论精品PPT课件

化学生物学-第1章导论精品PPT课件
生物化学的基本内容包括： 发现和阐明构成生命物体的
分子基础生物分子的化学 组成、结构和性质； 生物分子的结构、功能与生 命现象的关系； 生物分子在生物机体中的相 互作用及其变化规律。
3、分子生物学的概念
分子生物学是从分子水平研究生命本质为目的的一 门新兴边缘学科，它以核酸和蛋白质等生物大分子 的结构及其在遗传信息和细胞信息传递中的作用为 研究对象，包括对遗传、生殖、生产和发育等生命 基本特征的分子机理的阐明，从而为利用和改造生 物奠定基础和提供新的手段。
2000年,人类基因组计划完成
化学生物学
❖ 生物有机化学 ❖ 生物无机化学 ❖ 生物物理化学 ❖ 生物分析化学 ❖ 生物高分子化学
三、化学生物学研究的中心任务
1、化学生物学研究一般都是从对生物体的生理或病理 过程具有调控作用的小分子生物活性物质开始，研究其 结构；发现其在生物体中的靶分子，研究这些物质与生 物体靶分子的相互作用，
二、化学生物学的起源ຫໍສະໝຸດ 有机化学无机化学化学
物理化学
分析化学
高分子化学
动物学
生物学
微生物学
化学生物学
化学
植物学
生物化学
生物学
分子生物学
现代生物化学可以说从德国的谢利研究各种动植物组织以及法 国的著名化学家拉瓦锡研究燃烧和呼吸叙述起，那是１８世纪 的下半叶，相当于清乾隆年间，距今２００多年的历史。人们 将这短短的历史划分为三个时期。 静态生物化学时期（1920年以前） 研究内容以分析生物体内物质的化学组成、性质和含量为主。 动态生物化学时期（1950年以前） 这是一个飞速发展的辉煌时期， 随着同位素示踪技术、色谱技术等物理学手段的广泛应用，生 物化学从单纯的组成分析深入到物质代谢途径及动态平衡、能 量转化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代谢、蛋白质 合成、核酸的遗传功能、酶、维生素、激素、抗生素等的代谢 ，都基本搞清。

《生物化学》全套PPT课件

《生物化学》全套PPT课件

研究对象
生物大分子（蛋白质、核酸、多糖等 ）及其相互作用；生物小分子（氨基 酸、脂肪酸、糖类等）及其代谢；生 物体内能量转化与传递等。
2024/1/26
4
生物化学发展历史及现状
发展历史
从19世纪末到20世纪初，生物化学逐渐从生理学和有机化学中独立出来，成为 一门独立的学科。随着科学技术的不断发展，生物化学的研究领域和深度不断 拓展。
胆固醇的生理功能
胆固醇在体内具有多种生理功能，如参与胆汁酸的合成、 构成细胞膜、合成类固醇激素和维生素D等。
胆固醇代谢异常与疾病
胆固醇代谢异常可导致多种疾病的发生，如高胆固醇血症 、动脉粥样硬化等。因此，维持胆固醇代谢平衡对于预防 和治疗相关疾病具有重要意义。
26
06 基因表达调控与疾病关系
2024/1/26
入三羧酸循环彻底氧化分解，释放大量能量。
2024/1/26
03
甘油代谢途径
甘油在体内可转化为磷酸二羟丙酮，进而进入糖酵解途径分解产生能量
，或转化为葡萄糖等供能物质。
24
磷脂代谢途径探讨
磷脂的合成与分解
磷脂合成主要发生在肝脏和肠黏膜细胞中，以甘油二酯为骨架，通过CDP-甘油二酯途径 合成不同种类的磷脂。磷脂的分解则通过磷脂酶的作用，水解生成甘油、脂肪酸和磷酸等 产物。
2024/1/26
三级结构
整条肽链中全部氨基酸残 基的相对空间位置，包括 结构域、超二级结构等。
四级结构
由多个具有独立三级结构 的亚基组成的复杂空间结 构。
10
蛋白质功能多样性
催化功能
作为酶催化生物体内的化学反应。
运输功能
如载体蛋白，血红蛋白运输氧气等。
营养功能

《化学生物学》PPT课件

《化学生物学》PPT课件
capacity and high heat of vaporization) c. Excellent solvent: biomolecules should be
water-soluble to some extent Hydrophilic Hydrophobic Amphipathic
完整版课件ppt
4. Subcellular organelles
5. Cell
Fig. 2-14. Hierarchical nature of完c整e版llu课la件rpspttructures and their assembly 30
結合建材而形成生物大分子的鍵結方式: 均為在生理 狀況下甚為安定的共價鍵(covalent bond)
>>>生命現象均可視為生命的基本單位 (細胞) 因其所含 的生物分子 (biomolecules) 特質，依化學與物理原則 運作下所呈現的。了解生物分子的基本化學性質，有助 於掌握生命現象的原理和規律。細胞運作的化學原理並 無因控管生命現象而有不同。
細胞運作的化學原理
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7
The importance of carbon (C)
20
Biomembranes: Phospholipid bilayer
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21
細胞膜 (III)
a. 邊界 b. 區位化 c. 通透 d. 監測內外訊息 e. 細胞間黏附與交互作用
Biomembranes Network? Fiber like? Gate type?
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a. 各胺(氨)基酸間利用胜肽鍵 (peptide bond) (即醯 胺鍵; amide bond) 組成胜肽(peptide)和蛋白質 (protein)。
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>>>生命現象均可視為生命的基本單位 (細胞) 因其所含 的生物分子 (biomolecules) 特質，依化學與物理原則 運作下所呈現的。了解生物分子的基本化學性質，有助 於掌握生命現象的原理和規律。細胞運作的化學原理並 無因控管生命現象而有不同。
細胞運作的化學原理
h
7
The importance of carbon (C)
h
16
Functions of membranes
h
17
細胞膜 (II)
>>>細胞藉胞膜做為內外之區隔，胞膜具有邊 界、區位化、通透、監測內外訊息、細胞 間黏附與交互作用的功能。
>>細胞膜的功能 a. 邊界(boundary) b. 區位化(compartmentation) c. 通透(permeability) d. 監測內外訊息(inner-outer signal transduction) e. 細胞間黏附與交互作用(adhesion and
d. Supramolecular structures: 自我組合(selfassembly)
h
28
Spontaneous peptide folding
h
29
1. Small molecules
2. Macromolecules
3. Supramolecular structures
4. Subcellular organelles
membranes (7, 8) 3/18 Enzymes (6) _______________________________________
h
6
Chapter 2: The Chemistry of the Cell 細胞內的化學
>>生命的基本單位是細胞 (cells)，生命體是由許多分工 複雜的細胞所組成，高等生命體須能執行生長、生殖、 新陳代謝、對生長環境具有反應能力等等生命現象。生 命科學 (life science) 泛指研究生命體何以能表現生 命現象的科學。
Hardin, eds.
>>Other supportive references will be provided.
h
5
Date and titles of part 1 (Shiao)
_______________________________________ 2/19 The chemistry of the cell (2) 2/26 The macromolecules of the cell (3) 3/4 Bioenergetics (5, 13) 3/11 Membranes and transport across the
4. Subcellular organelles
5. Cell
Fig. 2-14. Hierarchical nature of celluhlar structures and their assembly 23
Cell architecture (I)
Level 1: Small organic molecules Level 2: Macromolecules Level 3: Supramolecular structures Level 4: Sub-cellular organelles Level 5: The cell
>>>Synthesis by polymerization of monomers using same, stable covalent bonding repeatedly
h
26
生物大分子合成原則(II)
a. 胜肽 (peptides)與蛋白質 (proteins) 是由20種的 胺基酸所組成的。RNA由含A/U/G/C 4種氮 鹼的核苷酸所組成，而DNA則是由A/T/G/C 4種氮鹼 (nitrogen bases) 的去氧核醣核苷酸 組成。
h
9
The importance of carbon (II)
>>>碳可產生多鍵結的安定共價鍵
(covalent bonds): SP3 : tetrahedron (Cabcd) SP2 : planar (C=C and C=X) SP : linear (ex. HC=CH) a. 安定 (stable) b.多元 (diverse) c.立體化學 (stereochemistry)
b. To interpret the chemical principles that govern the biological functions at the molecular and cellular levels
c. To provide chemical basis of the complicated biological systems
>>>這些共價鍵結均在常溫、中性水系統中有極 高的化學安定性。
interaction)
h
18
Phospholipids: amphipathic molecules
(membrane composition)
h
19
Biomembranes: phospholipid (PL) bilayers
Amphipathic
h
20
Biomembranes: Phospholipid bilayer
b. RNA和DNA利用N-glycosidic bond將氮鹼 (nitrogen base)與核醣相結合，二個相鄰核苷 則是用磷酸雙酯鍵 (phosphodiester bond) 相結 合。
c. 可皂化脂質(lipids)的脂肪酸(fatty acid)與甘油或 膽固醇(cholesterol)間則以酯鍵 (ester bond) 相 結合。
>>>組成這四大類生物分子的有機化合物均含碳元素。 元素碳藉著可產生多鍵結之共價鍵 (covalent bond)，以及碳可呈現SP3 (正四面體)和SP2 (平面) 之混成軌域，而造成含碳化合物立體構形多變化。
h8ຫໍສະໝຸດ The importance of carbon (I)
>>>組成這四大類生物分子的有機化合物
h
24
The synthesis of biologicahl macromolecules
25
生物大分子 (biological macromolecules) 合 成原則 (I)
>>>生物大分子種類及結構變化雖多， 但其合成原則大致都是採用小分子 建材 (building blocks) 方式組合(I)
Water
Hydrogen bonding
h
14
生命系統是在水系統中進行的 (II)
生命系統所進行的化學反應大都是在接 近中性 (pH 7) 的水系統中進行
a. 水可溶 (water-soluble) b. 中性 (neutral) c. 濃度 (concentration) d. 區隔化 (compartmentation)
5. Cell
Fig. 2-14. Hierarchical nature of celluhlar structures and their assembly 30
結合建材而形成生物大分子的鍵結方式: 均為在生 理狀況下甚為安定的共價鍵(covalent bond)
a. 各胺(氨)基酸間利用胜肽鍵 (peptide bond) (即醯 胺鍵; amide bond) 組成胜肽(peptide)和蛋白質 (protein)。
化學生物學 Chemical Biology
h
1
The course
a. Lecture (2 hours per week) (3:30—5:20 PM, Thursday)
b. Three instructors 1. Shiao (VGH-Taipei) (5) 2. Lin (6) 3. Lee (4) About the course evaluation
h
10
Cabcd
Chiral center Stereoisomers
h
11
Stereochemistry
L-amino acids
h
12
生命系統是在水系統中進行的 (I) Water (H-O-H)
a. Polar and forming hydrogen bond (氫鍵) b. Heat stabilizing capacity (high heat
h
15
細胞膜 (I)
1. 每一個細胞均有細胞膜，細胞膜呈現磷脂 雙層且鑲有蛋白質的構造，包括: 細胞外 圍的胞漿膜(cytoplasmic membrane) 及次細 胞膜 (subcellular membrane)。
2. 細胞藉胞膜做為內外之區隔，胞膜具有邊 界、區位化、通透、監測內外訊息、細胞 間黏附與交互作用的功能。
蕭明熙 台北榮民總醫院 教學研究部 Tel: (02)28712121 Ext. 3363
h
2
What is chemical biology?
>>To understand the biological functions at the molecular and cellular levels by using the chemical tools (including chemical principles and chemicals as tools)
d. To link organic chemistry with courses of biochemistry and cell biology