药学专业 生物化学概述 PPT课件.ppt

绪 论
2、现代分子生物学的建立和发展阶段
从20世纪50年代初——70年代初。 1953年Watson和Crick提出的DNA双螺旋结构 模型是现代分子生物学诞生的里程碑。 开创了分子遗传学基本理论建立和发展的黄金时代。
DNA双螺旋发现的最深刻意义在于：
确立了核酸作为信息分子的结构基础;提出了 硷基配对是核酸复制、遗传信息传递的基本方式； 从而最后确定了核酸是遗传的物质基础，
1945年 基因编码蛋白质


1951年 首次蛋白质测序
1953年 Watson和Crick发现DNA的双螺旋结构
绪 论
1954年 Crick提出分子生物学的中心法则 1958年 DNA半保留复制 1961年 Nirenberg发现遗传密码 1967年 发现DNA连接酶 1973年 建立了DNA重组技术 1975年 Temin和Baltimore发现逆转录酶 1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 测序方法 1985年 Mullis发明PCR 技术 1990年 美国启动人类基因组计划(HGP) 1994年 中国人类基因组计划启动 2019年 第一只克隆羊多莉诞生 2019年 美、英等国完成人类基因组计划基本 框架 2019年人类基因组序列图绘制成功
分子生物学发展的三个阶段：
1、诞生的准备和酝酿阶段 19世纪后期——20世纪50年代初。
绪 论
在这一阶段产生了两点对生命本质认识上的 重大突破： (1) 确定了蛋白质是生命的主要物质基础 19世纪末Buchner第一次提出酶（enzyme） 的名称，酶是生物催化剂。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是8年 1903年 1910年 1913年 1927年 1931年 1944年

（四）、多糖类
1、来源于植物的具有一定生物活性和药理作用的多糖。
黄芪多糖、人参多糖、刺五加多糖、麦麸多糖、黄精多糖、 昆布多糖、菊糖、褐藻多糖、波叶多糖、茶叶多糖、葡萄皮脂多 糖、麦秸半纤维素B、针裂蹄多糖、酸多糖、枸杞多糖、当归多 糖、人参多糖、地衣多糖
和有机溶剂，分子量从几十～几百万。浓碱处理 可是其部分或全部脱掉乙酰基而成为几丁质（ chitosan）,该产品可溶于烯酸。
3、用途
药物辅料：人造皮肤、手术缝合线（不用拆线）
络合回收金属离子（贵重金属离子）
降血脂、消炎、杀菌剂（伤口愈合剂）
食品添加剂（保鲜剂）
同样具有保湿作用、也大量用于化妆品中。
糖类的生物活性及药理作用
三、纤维素
CH2OH
O
CH2OH O
O OH
O OH
OH
OH
α -1,4
OH
OH
O
O CH2OH β -1,4
CH2OH O
OH
OH
淀粉
纤维素
2、纤维素的生物学功能 （1）作为植物、动物或细菌细胞的外壁支撑和保护的
物质，促使细胞保持足够的扩张韧性和刚性。
（2）作为生物圈中维持自然界能量和营养物质稳恒的贮 藏物质。
2、直链淀粉
(1)占天然淀粉量的20％～30％，药物辅料 中的可溶性淀粉（冲剂中一般用）就是这 一种。
（2）MW在50,000左右。
（3）结构：以 代表淀粉， 代表二个D －葡萄糖残基通过α－1,4糖苷键连接，则 直链淀粉的结构为：
3、支链淀粉
（1）占天然淀粉量的70％～80％。 （2）MW＝1百万左右. （3）结构：主链与直链淀粉一样，以通过α－1,4糖苷键
（2）贮能多糖：在体内作为贮能形式存在， 如淀粉和糖原，在需要是可通过生物体内酶 系统的作用，分解释放出单糖以供应能量。

肝细胞中含有胆酸转运系统，对胆酸有较强亲和力，将药物经间隔基与胆 酸偶联后，赋予药物肝细胞靶向特征。 （5）、其它
氨基酸作为药动团
H3C N
Cl HCl
Cl
NH2 HOOC
Cl N
Cl
美法仑
药效团：双β－氯乙胺 药动团：L－苯丙氨酸 引入理由：
肿瘤细胞在某个发育阶段 合成蛋白质的速度较高，要求 氨基酸在癌细胞内快速浓集， 将氮芥连在苯丙氨酸的苯环上 提高了向癌组织中分布的选择性
1、共价键结合
非共价键的相互作用
电负性、偶极矩、极性
范德华相互作用
静电相互作用
氢键
疏水作用
三、药物的官能团对药效的影响
• 一、酸性和碱性基团 • 二、酰基 • 三、烃基 • 四、卤素 • 五、羟基 • 六、巯基 • 七、醚基与硫醚基
1、酸性基团与碱性基团
• 常见的酸性基团：-SO3H、-COOH、-H2PO3 • 酸性基团和碱性基团都是极性基团，可使药物分子水溶性增大；－
“分子的完整统一性” • 为设计合成安全有效的新化合物提供重要的借鉴，从而合成出疗效更高、毒副作用
更低的药物。
第一节 药物的结构与药效的关系
• 一、药效团 1、定义：
药效团是药物分子和特定结构的生物靶点产生最佳的分子结合并激发（或阻断）其生物效应的立体上和电性上的 总体特征。是药物分子与受体结合产生药效的在空间的分布的最基本的结构特征。
第2章 药物的化学结构与生物活性
第一节 药物的结构与药效的关系 第二节 药物与受体相互作用对药效的影响 第三节 药物的结构与体内转化 第四节 药物的结构修饰
小分子药物与生物大分子结合的示意图
• 药物的化学结构和理化性质与生物活性（包括药理和毒理作用）间的关系， 简称构效关系（structure-activity relationships,SAR)。

生物药剂学
第一章 生物药剂学概述
本章要求 掌握生物药剂学的定义与研究目的 熟悉生物药剂学研究的剂型因素与生物因 素的内容；生物药剂学的研究内容 了解生物药剂学研究的发展
精品资料
• 你怎么称呼老师？
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你 是否会认为老师的教学方法需要改进？
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
析技术、人工神经网络）
（一）生物药剂学分类系统
高
溶解度
III
溶解度好
透过性不好
I
溶解度好
透过性好
IV
溶解度不好 透过性不好
低 透过性
II
溶解度不好 透过性好
高
低
（二）药物的吸收预测
“The rule of five”: 当化合物的理化参数满足下列任意两项时，化合物 在小肠中的吸收就差 分子量大于500； 氢键给体数大于5个； 氢键受体数大于10个； logP值大于5.0
3、根据机体的生理功能设计缓控释制剂
根据消化道各 pH值，药物转 运时间、酶与 细菌对药物及 辅料的作用， 设计胃肠道给 药系统 ---
胃漂浮制剂、生 物黏附制剂、结 肠定位给药系统
4、研究微粒给药系统在血液循环中的命运 为靶向给药系统设计奠定基础 长循环脂质体
Doxorubicin
85~100 nm
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
内容概要：
一、 生物药剂学的定义 二、 药物的体内过程 三、 生物药剂学的研究内容 四、 生物药剂学的发展 五、 生物药剂学与相关学科的关系
请思考:

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

体中进行。
三 生物转化反应的特点：
1.生物转化反应的连续性： 2.生物转化反应的多样性： 3.解毒与致毒的双重性：
影响生物转化反应的因素： 肝的生物转化作用受年龄、性别、疾病、诱导物、抑制
物等体内、外因素的影响 。
第三节 胆汁与胆汁酸代谢
胆汁：
肝细胞分泌，储于胆囊，再排入肠腔。 主要成分是胆汁酸盐，约占50～70%，其它为胆红素、 胆固醇、磷脂及粘蛋白、血浆蛋白、脂肪、尿素、无机盐 等 双重性 ： 一是作为消化液，促进脂类的消化吸收； 二是作为排泄液，能将体内某些代谢物(胆红素、胆固醇 等)及进入体内并经肝细胞进行了生物转化的异源物(如药 物、毒物等)排到肠道。
N H -C O CH 3
+ CH3CO~SCoA乙 酰 基 转 移 酶
+ H SC oA
SO 2N H 2
SO 2N H 2
对 氨 基 苯 磺 酰 胺
对 乙 酰 氨 基 苯 磺 酰 胺
4.甘氨酸结合：某些毒物、药物的羧基与辅酶A结 合形成酰基辅酶A，然后再与甘氨酸结合，生成 相应的结合产物。由酰基转移酶催化，此反应在 线粒
一 胆红素的生成与转运：
来源：70％以上来自衰老红细胞破坏释放的血红蛋白，其 他主要来自含铁卟啉酶类 生成途径：
破坏释放
分解
血红素加氧酶
衰老红细胞
血红蛋白
血红素
脾和肝的星形 O2和 细胞微粒体 NADPH
胆红素 胞液胆绿素还原酶 胆绿素
血红素
胆绿素 HO
胆红素 HO
（醇式）
胆红素
（酮式）
O
CH2 CH
肠肝循环的生理意义： （1）肝胆内的胆汁酸代谢池约3~5g，肠肝循环可以使有限

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DNA双螺旋结构模型的建立
1953
Watson
Crick
Franklin
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1958年，Crick提出了“中心法则 ”（central dogma):
复制 DNA
复制
转录 反转录
RNA
翻译
蛋白质
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2020/6/28
2020/6/28
克隆羊的诞生过 程
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⒈ 生物机体的化学组成
活细胞的有机物分为两大类
⑴ 大分子：蛋白质、核酸、多 糖和以结合状态存在的脂质。
⑵ 小分子：维生素、激素、各种 代谢中间物，以及合成生物大分 子所需的氨基酸、核苷酸、糖、 脂肪酸和甘油等。
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生物分子: 是构成生命体的、具有生命的最小单位。
四类生物大分子：蛋白质、核酸、糖类、脂质
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2020/6/28
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3.分子生物学（Molecular biology）
研究生物体生物大分子的结构、功能、 相互作用及其同功能的关系。
• 当代生物化学研究的主要内容 • 1)生物大分子结构与功能 • 2)物质代谢与调节 • 3)基因信息传递与调控
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生物分子的特征：
a. 具有复杂与严整的结构 b.具有各自特有的功能 c.能利用外界能量来建造和维持自身的严整结构 d.具有精确的自我复制功能
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2. 生物体内物质代谢的变化， 即代谢途径。
新陈代谢(Metabolism)包括
1.合成代谢(Anabolism):是生物体从 环境中取得物质，转化为体内新的物 质的过程，也叫同化作用 (Assimilation);

H2O
• 氧化态FAM/FAD：黄色，450nm处吸收 峰
• 还原态FAMH2/FADH2 ：无色
生物化学
2. 以烟酰胺核苷酸为辅因子的～NAD（CoⅠ）、NADP （ CoⅡ）
NAD（CoⅠ）、NADP （ CoⅡ）
2H 代谢物-2H NAD+
NADP+
传递体-2H
2H 1/2O2
代谢物
NADH+H+ 传递体 NADPH+H+
三羧酸 循环
生物化学
生物体内能量产生的三 个阶段
大分子降解 成基本结构 单位
小分子化合物 分解成共同的 中间产物（如 丙酮酸、乙酰
CoA等）
共同中间物进 入三羧酸循环, 氧化脱下的氢由 电子传递链传递 生成H2O，释放 出大量能量，其 中一部分通过磷 酸化储存在ATP 中。
一、生物氧化的概念和特点
第四章 生物氧化
第一节 生物氧化概论 第二节 线粒体电子传递链 第三节 氧化磷酸化
生物化学
第一节 生物氧化概论
一、生物氧化的概念和特点 二、生物氧化的3方面内容 三、生物氧化的酶类 四、高能化合物
生物化学
脂肪
多糖
蛋白质
脂肪酸、甘油
葡萄糖、 其它单糖
氨基酸
乙酰CoA
磷酸化
电子传递 （氧化）
+Pi
e-
（一）生物氧化的概念 糖、脂、蛋白质等有机物在细胞内氧化分解，最终生成 CO2和水并释放能量的过程。又称细胞氧化或细胞呼吸。 生物氧化的场所：真核、原核
生物化学
（二）生物氧化的特点（与非生物氧化相比）
1.相同点： （1）化学反应本质 本质是电子的得失，它有三种方式： • 加氧氧化 • 失电子 • 脱氢氧化

糖类、脂质等
酶：生物体内的催化剂， 加速化学反应的进行
代谢：生物体内化 学反应的总称，包 括合成代谢和分解
代谢
生物能：生物体内 化学反应释放的能 量，用于维持生命
活动
生物化学反应过程
酶促反应：由酶催化的化学 反应，具有高效性和特异性
非酶促反应：非酶催化的化 学反应，如自由基反应、光
化学反应等
生物化学反应：生物体内发 生的化学反应，包括酶促反 应和非酶促反应
选择与医学相关的生物化学 案例
案例应具有实际应用价值， 能够帮助学生理解生物化学
在医学领域的应用
案例应具有趣味性，能够激 发学生的学习兴趣和探索欲
望
案例分析
案例背景：某医学院 生物化学课程
教学目标：掌握生物 化学基本原理和实验
技能
教学方法：案例教学 法、小组讨论、实验
操作
教学效果：提高了学 生的学习兴趣和实践
课件特点
内容全面：涵盖 医学生物化学的 所有知识点
结构清晰：章节 分明，便于学生 理解
实例丰富：结合 实际病例，加深 学生对知识的理 解
互动性强：提供 问答、讨论等互 动环节，提高学 生的学习兴趣和 参与度
生物化学基础知识
03
生物化学基本概念
生物化学：研究细胞内 化学反应的科学
生物分子：构成生 物体的基本单位， 包括蛋白质、核酸、
生物化学反应的特点：高度 专一性、高效性、可调控性、
可逆性等
生物化学反应的应用：在医 学、生物技术、制药等领域
的应用
生物化学物质分类
蛋白质：由氨基酸组成的 高分子化合物，具有多种
生理功能
糖类：由碳、氢、氧组成 的有机化合物，是生物体
的主要能源物质