关于化学生物学研究前沿进展的综述

关于化学生物学研究前沿进展的综述

姓名：陶宗学号：16010601001 导师：王海华教授

摘要

作为化学领域的一门新兴二级学科，化学生物学已经成为具有举足轻重作用的交叉研究领域，是推动未来生命和化学学科发展的重要动力。本文对近几年来我国化学生物学领域取得的突出进展加以归纳和介绍: (1)基于小分子化合物及探针的研究。利用有机化学手段，通过设计合成一系列多样化的小分子化合物，以这些探针为工具深入开展了细胞生理、病理活动的调控机制、细胞关键信号转导通路及重要靶标、抑制剂和标记物的发现、基于金属催化剂的活细胞生物分子激活等方面的研究；(2)以化学生物学技术为手段，着重发展了针对蛋白质、核酸和糖等生物大分子的合成、特异标记与操纵方法，用以揭示这些生物大分子所参与的生命活动的调控机制；(3)采用信号传导过程研究与靶标发现相结合，以实现“从功能基因到药物”的药物研发模式，发展了药物靶标功能确证与化合物筛选的联合研究策略；(4)以化学分析为手段，发展了在分子水平、细胞水平或活体动物水平上，获取生物学信息的新方法和新技术。这些研究成果极大地推动了我国化学生物学的进步。

关键词：化学生物学; 小分子探针; 生物大分子标记; 信号转导; 药物靶标

近年来，化学生物学已经成为具有举足轻重作用的一门新兴交叉学科，是推动未来生命科学和生物医药发展的关键研究领域。通过充分发挥化学和生物学、医学交叉的优势，化学生物学的研究具有重要的科学意义和应用前景，能够深入揭示生物学新规律，促进新药、新靶标和新的药物作用机制的发现，造福于人类的健康事业，推动社会经济发展。

在化学生物学的发展过程中，相继出现了如组合化学、高通量筛选技术、分子进化等一系列新技术和新方法，为化学与生物学、医学交叉领域的研究注入了新的内涵和驱动力。近年来，化学生物学家以小分子探针为主要工具，对细胞生命现象，尤其是细胞信号转导过程中的重要分子事件和机理进行了深入的研究。与此同时，化学生物学在与包括生物化学、分子生物学、结构生物学、细胞生物学等领域的交叉合作越发深入，研究优势越发明显，这也推动了化学、医学、药学、材料科学和生物学科相关前沿的探索研究。以下对近两年来我国化学生物学领域取得的突出进展进行大致的归纳和介绍。

1 基于小分子化合物及探针的研究

1.1 以小分子化合物为探针，深入研究细胞生理、病理活动的调控机制

自吞噬(autophagy)是细胞内的一个重要降解机制。中国科学院上海有机化学研究所马大为和美国哈佛大学袁鈞英合作，发现spautin-1可以特异性地抑制泛素化酶USP10和USP13，进一步促进了VPS34/P13复合物的降解，导致特异性地抑制自吞噬。他们发现USP10和USP13作用于VPS34/P13复合物的亚单位Beclin-1，Beclin-1是一肿瘤抑制剂，调控P53的水平。他们的发现提供了一个蛋白去泛素化调控P53和Beclin-1的水平、抑制肿瘤的新机制[1]。

1.2 若干细胞关键信号转导通路的研究

李林发现了NC043和中国科学院昆明植物研究所郝小江发现了天然产物S3类似物HLY78两个全新的调节Wnt信号途径的小分子。

1.3 重要靶标、抑制剂和标记物的发现

陈国强等在前期发现从腺花香茶菜中提取的腺花素(Adenanthin)能够诱导白血病细胞分化的基础上，成功地捕获了它在细胞内的靶蛋白——过氧化还原酶(peroxiredoxin)I/II，并依此阐释了白血病细胞分化的新机理[2]。

1.4 天然产物分子的生物及化学合成

谭仁祥等通过研究发现了螳螂肠道真菌(Daldinia eschscholzii)产生的结构全新的Dalesconol类免疫抑制物及其独特的“异构体冗余现象”。在此基础上，发现Dalesconol 类免疫抑制物是由不同的萘酚通过酚氧游离基耦合产生的，同时发现其“异构体冗余现象”很可能源于真菌漆酶引致的关键中间体优势构象[3]。

1.5 金属催化剂在活细胞及信号转导中的应用

利用化学小分子在活体环境下实现生物大分子的高度特异调控是化学生物学领域的前沿热点问题之一。作为生物体内含量最多的一类生物大分子，蛋白质几乎参与了所有的生命活动，因此“在体”研究与调控其活性及生物功能意义重大。陈鹏课题组通过将基于钯催化剂的“脱保护反应”与非天然氨基酸定点插入技术相结合，首次利用小分子钯催化剂激活了活细胞内的特定蛋白质[4]。

2 基于蛋白质和多肽的研究

李艳梅课题组长期致力于化学合成糖肽疫苗和免疫学研究，取得了一系列成果。现

阶段化学合成疫苗的研究主要存在两大问题: 一是需要寻找有效的特异性抗原，以区分正常组织和病变组织，二是需要寻找疫苗体系以打破免疫耐受，促进机体免疫反应。针对第1个问题，他们以MUC1糖肽为骨架，合成了具有不同糖基化修饰的肿瘤相关糖肽抗原。针对第2个问题，他们对疫苗进行了结构优化，通过T细胞表位、免疫刺激剂和自组装片段等策略提高免疫反应效果，设计合成了两组分疫苗、三组分疫苗以及自组装疫苗等一系列高效的疫苗，能够产生高强度的IgG抗体，同时可以通过疫苗分子调节体液免疫和细胞免疫[5-6]。

3 糖化学生物学的进展

寡糖化合物的合成是制约糖科学发展的瓶颈之一。叶新山等利用“糖基供体预活化”策略，将添加剂控制的立体选择性糖基化方法应用于葡萄糖和半乳糖硫苷供体的糖基化反应中，实现了路易斯酸控制的高α-立体选择性糖基化反应[7]；并将该策略成功应用于伤寒Vi抗原寡糖重复片段的合成[8]。

4 核酸化学生物学的进展

随着化学、生物学和医学研究的发展和融合，现在发现大量重大疾病，如恶性肿瘤、遗传疾病等，都与核酸相关。核酸不仅是遗传基因信息的载体，同时基因信息调控的正确与否与生命体的正常生理功能和健康与疾病有密切的联系。而且，机体受各因素影响发生基因变异到形态学或生理功能发生病变，是一个多阶段的改变累积过程。端粒DNA 和端粒酶与人的寿命和癌症等疾病密切相关，已成为癌症治疗的特殊靶标。曲晓刚等[9]发现，碳纳米管可以通过稳定人端粒imotif结构来抑制端粒酶的活性，此实验结果第一次证实单壁碳纳米管(SWNT)干扰端粒功能。这为SWNT的生物医学效应和i-motif DNA 的生物学重要性提供了新的认识。

5 分析方法和手段的进展

徐涛和徐平勇等在超高分辨率成像领域取得重要研究成果。近期发展的超高分辨率成像技术(F)PALM/STORM能够在纳米尺度展示生物分子的精确定位，是蛋白质研究和荧光成像领域的研究热点和发展趋势。然而，现有的荧光蛋白限制了当前(F)PALM/STORM等超高分辨成像技术的发展和广泛应用。为了进一步完善和优化现有的超高分辨成像方法，发展具有普适性和颜色多样的新型光激活荧光蛋白(PAFPs)至关重要。

6 化学生物学的发展趋势

化学生物学经过十多年的发展正在成为一门具有自身特点和内涵的学科，将成为研究生命科学问题的重要手段及创新药物研究的重要工具。以下就未来化学生物学发展的趋势加以展望。

6.1 药物发现的化学生物学基础

癌症、心血管疾病、神经退行性疾病、代谢性疾病、免疫疾病、病毒和病菌感染等重大疾病的药物靶标和先导化合物的开发。

6.2 纳米技术的化学生物学

发展生命调控的纳米材料，提供生命研究的功能化纳米分子工具，研究解决与重大疾病的诊断和治疗相关的问题。

6.3 蛋白质与多肽化学生物学

在分子水平上研究蛋白质与多肽分子的结构、功能及生物学、医学应用，并在研究过程中强调化学方法与化学手段的运用与创新。

参考文献

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生物化学综述

合肥学院 2012届生物化学综述 题目糖代谢综述 姓名：余同节 专业：生物工程 班级： 12级生物工程（1）班 学号： 1202011036 指导教师：肖厚荣

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数学学科发展前沿

数学学科发展前沿调研报告 145407 徐珺 数学，是研究数量、结构、变化、空间以及信息等概念的一门学科，从某种角度看属于形式科学的一种。而在人类历史发展和社会生活中，数学发挥着不可替代的作用，也是学习和研究现代科学技术必不可少的基本工具。近半个多世纪以来，随着计算机技术的迅速发展，数学的应用不仅在工程技术、自然科学等领域发挥着越来越重要的作用，而且以空前的广度和深度向经济、金融、生物、医学、环境、地质、人口、交通等新的领域渗透，所谓数学技术已经成为当代高新技术的重要组成部分。 一、数学学科的意义 数学在人类文明的进步和发展中一直发挥着重要的作用。过去，人们习惯把科学分为自然科学、社会科学两大类，数、理、化、天、地、生都归属于自然科学。但是，现在科学家更倾向于把自然科学界定为以研究物质的某一运动形态为特征的科学，如物理学、化学、生物学。数学是忽略了物质的具体运动形态和属性，纯粹从数量关系和空间形式的角度来研究现实世界的，具有超越具体科学和普遍适用的特征，具有公共基础的地位。数学的许多高深理论与方法正广泛深入地渗透到自然科学的各个领域中去。数学在当代科技、文化、社会、经济和国防等诸多领域中的特殊地位是不可忽视的。发展数学科学，是推进我国科学研究和技术发展，保障我国在各个重要领域中可持续发展的战略需要。 由于数学的性质及其应用途径不断发生变化，新的数学领域不断涌现，数学的应用范围的不断扩充，加之计算机的发展和应用爆炸性的增长，都要求发展新的数学。数学是打幵科学大门的钥匙，数学在科学理论成就中的重要性。早在古希腊的毕 达哥拉斯学派就把数学看作万物之本源；享有“近代科学之父”尊称的伽利略认为， 宇宙像一本用数学语言写成的大书，如不掌握数学的符号语言，就像在黑暗的迷宫

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生物化学研究进展论文蛋白质提纯

生物化学研究进展 作业 题目蛋白质的提取、纯化 姓名 学号 班级 专业

题目：蛋白质的提取、纯化 姓名： 专业： 摘要：本文综述了蛋白质的提取原理及方法，蛋白质纯化的意义、基本原则及方法，蛋白质纯化的前景展望。 关键词：提取原理提取方法水溶液有机溶剂双水相萃纯化意义基本原则方法溶解度带电性质电荷数配体特异性前景 正文： 1 蛋白质样品的提取 1．1蛋白质样品的提取原理 提取蛋白质的基本原理主要有两方面：一是利用混合物中几个组分分配率的差别，把它们分配到可用机械方法分离的两个或几个物相中，如盐析、有机溶剂提取、层析和结晶等；二是将混合物置于单一物相中，通过物理力场的作用使各组分分配于不同区域而达到分离目的，如电泳、超速离心、超滤等。 1．2 蛋白质样品的提取方法 1．2．1 水溶液提取法稀盐和缓冲系统的水溶液是提取蛋白质最常用的溶剂。通常用量是原材料体积的1—5倍，提取时需要均匀地搅拌，以利于蛋白质的溶解。提取的温度要视有效成分性质而定，一般在低温(5℃以下)下操作。另外，蛋白质和酶是两性电解质，提取液的pH值应选择在偏离等电点两侧的pH值范围内。一般来说，在避免极端pH值的前提下，碱性蛋白质用偏酸性的提取液提取，而酸性蛋白质用偏碱性的提取液提取。此外，稀浓度可促进蛋白质盐溶，并且盐离子与蛋白质部分结合，能够保护蛋白质不易变性。因此可在提取液中加少量NaC1等中性盐，一般以0．15 mol／L浓度为宜。 1．2．2 有机溶剂提取法一些和脂质结合牢固或分子中非极性侧链较多的蛋白质和酶都不溶于水、稀盐溶液、稀酸或碱，可溶于乙醇、丙酮和丁醇等有机溶剂，具有一定的亲水性和较强的亲脂性，并且不会残留在产品中，容易蒸发除去，密度低，与沉淀物质的密度差大，便于离心分离。但不足的是用有机溶剂来提取蛋白质比用盐析法更容易引起蛋白质变性。 1．2．3 双水相萃取法双水相萃取法是依据物质在两相间的选择性分配，当物质进入双水相体系后，由于表面性质、电荷作用、各种力(疏水键、氢键和离子键等)的存在和环境因素的影响，使其在上、下相中的浓度不同，进而分离目的蛋白。此方法可在室温下进行，双水相中的聚合物还可以提高蛋白质的稳定性，收率较高。对于细胞内的蛋白质，需要先对细胞进行有效破碎。目的蛋白常分布在上相并得到浓缩，细胞碎片等固体物分布在下相中。采用双水相系统浓缩目的蛋白，会受聚

生物无机化学的认识

生物无机化学的认识 生物无机化学是无机化学、生物化学、医学等多种学科的交叉领域。其研究对象是生物体内的金属（和少数非金属）元素及其化合物，特别是衡量金属元素和生物大分子配体形成的生物配合物，如各种金属酶、金属蛋白等。侧重研究它们的结构-性质-生物活性之间的关系以及在生命环境内参与反应的机理。 生物无机化学虽然听起来有些不实用，其实在生活中，我们经常可以看到一些运用了生物无机化学的地方。比如农业方面，我们熟知的化肥，就运用了生物无机化学的知识，农作物的生长发育，不仅需要常量营养元素，还需要如铁、锰、铜、锌、钼等微量元素，这些微量元素和氮、磷、钾同等重要，不可代替。同样，在我们熟知的一些保健品，像“脑白金”、“黄金搭档”等等，都是补充我们人体内的微量元素的保健食品。以我们最熟悉的钙来说，从小我们的父母就给我们补钙，喝牛奶、吃钙片等等方式，可见钙对于我们的重要性。人体缺钙，就容易腿软、抽筋、蛀牙，但钙多了也不行，人体内的钙过量容易得佝偻病。所以，微量元素虽然重要，但是也不能过多。 生物无机化学无疑正在迅速发展。生物无机化学主要分为两部分：一是研究生物体本身微量元素的作用，二是研究外界微量元素对机体的影响。 含有微量元素的蛋白是生物无机化学中偏向生物领域的研究对象，做此项研究主要依靠生物化学技术。含有微量元素的蛋白是微量元素与蛋白质形成的配合物，与酶的区别在于含有微量元素的蛋白并不表现催化活性，但却有其他的重要功能。现在的研究在于发现新的蛋白，确定其结构、性质。现在热门的蛋白有硒蛋白，因为硒蛋白是硒在体内存在和发挥生物功能的主要形式。硒的作用，主要在癌症、神经退行性疾病和病毒等方面，但结论不统一。现在主要在探索新的硒蛋白作为预防药物开发、癌症治疗和药物筛选靶标。如杜明等通过硫酸铵沉淀等方法,从富硒灵芝中获得了一种新的含硒蛋白,并研究了它的抗氧化活性与其硒含量间的关系。研究发现该蛋白的抗氧化活性与其硒含量具有相关性。 无机药物的发展在生物无机领域中有很重要的地位。顺铂的抗肿瘤作用的发现开辟了无机药物化学的新领域。在抗癌药物应用中，顺铂药物目前仍在临床上使用，主要有四种铂配合物：顺铂、卡铂、顺糖氨铂、奥沙利铂。从1980年发现二烃基锡衍生物具有抗癌活性以来，人们先后合成了具有顺铂结构的二烃基二卤化锡配合物，与卡铂结构类似的有机锡化合物，以及有机锡羧酸衍生物等等。在锗化合物方面，从发现1971年合成的β-羧基乙基锗倍半氧化物具有抗癌活性以来，人们先后合成了许多有机的锗化合物。此外还有茂钛衍生物和稀土配合物。因为癌症是人类健康寿命最主要的杀手，所以在抗癌药物的研究开发方面将有很大

学科前沿进展

分子生态学 班级:生物科学111班姓名:李江学号:1303110115 摘要:介绍分子生态学这个新学科的历史发展，基本内容，研究现状，及发展前景。综合国内外最近几年在动植物自然种群的分子研究，介绍国际分子生态学的发展历史和在各个领域的进展。简单介绍分子生态学的基本研究技术。 1、分子生态学发展简介： 从20世纪50年代，淀粉凝胶电泳技术和蛋白质组织化学染色法的发明；到20世纪60年代，分子进化的中性理论的提出以及限制性内切酶的发现；再到20世纪70年代，DNA转膜杂交技术的建立和DNA序列分析技术的发现；最后到20世纪末DNA聚合酶链式反应(PCR)的发明和热稳定DNA聚合酶的发现。这一系列分子生物学技术的革命与发展为分子生态学的产生奠定了基础。 1976 年，由 AviseLansman 等，第1次将 mtDNA 的分析方法应用于自然种群的研究，被看作是分子生态学的首次工作。在随后的几十年里，无论是在基础理论还是在应用技术方面均取得了突飞猛进的发展。 1992年，英国生态学会主办的国际性杂志分子生态学 ( Molecular ecology) 的创刊成为分子生态学诞生的主要标志。 2、分子生态学概念： 对这一新学科的准确定义存在较多争议，而目前较为一致的看法是:分子生态学是生态学的微观研究层次与领域，它利用分子生物学原理方法和技术，来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学，从分子水平探讨生物与环境的关系[1]。 3、分子生态学基础理论： 3.1分子进化的中性理论：分子水平上的绝大多数突变是选择上中性的，因为它们在进化中的命运是由随机遗传漂变，而不是由自然选择所决定的。中性理论对分子生态学的研究具有指导意义。 3.2哈德-温伯格原理：在满足生物进行有性繁殖且随机交配、等位基因在雌雄两性中随机分布、种群足够大(理论上可视为无穷大)、世代没有重叠、没有自然选择、突变和迁移的假设条件的前提下，不管群体的初始基因型频率如何，经过一代的随机交配，等位基因频率和基因型频率将达到平衡，即在以后的世代中保持不变。

生物化学课程内容

生物化学是研究生命化学的科学，它在分子水平探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节、及其在生命活动中的作用。近30年来，生命科学发展惊人，而 21 世纪被认定为是一个生命科学腾飞的世纪，作为生命科学的基础和核心，生物化学的发展更加引人瞩目。现代生物化学的内容越来越多、程度越来越深、影响越来越大，目前生命科学已经渗透到医药科学的各个分支，特别是分子生物学与传统医学课程结合起来，形成了一批冠以“分子”二字的新型学科：如分子解剖学、分子生理学、分子病理学、分子免疫学、分子诊断学等等，成为名副其实的“领头学科”，足见生命科学已经与医药科学融为一体，生命科学的理论和技术已经成为医药科学各分支的“共同语言”。 生物化学的教学任务主要是介绍生物化学与分子生物学的基本知识，以及某些与医学相关的生物化学进展，理论教学内容分成四个知识模块，模块一：生物大分子的结构和功能，包括第一章绪论，第二章蛋白质的结构与功能，第三章核酸，第四章维生素，第五章酶；模块二：物质代谢及其调节, 包括第六章生物氧化，第七章糖代谢,第八章脂肪代谢，第九章蛋白质的分解代谢，第十章核苷酸代谢；模块三：分子生物学基础包括第十一章 DNA 生物合成，第十二章 RNA生物合成，第十三章蛋白质生物

合成，第十四章癌基因与抑癌基因，第十五章分子生物学常用技术及其应用模块四：专题篇包括第十六章细胞信号转导，第十七章水和电解质的代谢，第十八章酸碱平衡，第十九章肝的生物化学。这四个知识模块中，模块一是基础，模块二是传统生物化学教学的重点和核心，近些年随着分子生物学的飞速发展，模块三已成专科生物化学的重点教学内容，也是教学的一个难点，模块四是一些生物化学与分子生物学相关专题内容的讲述。实验教学内容：总体设计了14个实验，不同的专业，由于教学侧重不同开设的实验项目也有所区别，比如临床医学专业强调代谢与疾病的联系，故除了开设基本的生化实验，主要开设与临床检验有关的血糖测定、转氨酶的测定以及较综合的调节的实验；再如护理学专业，注重营养学的内容，开设了维生素C含量的测定；而药学专业要掌握更多生物化学与分子生物学的技术为后期专业课做基础，所以相对开设更多的利用传统生化技术和分子生物学技术的实验，如各种类型电泳、层析技术，为了让同学了解更多更新但由于条件不能开设的实验技术，我们选了一些综合性比较强，技术比较实用的项目录象，比如PCR技术、基因工程技术。 在生物化学教学中，很多概念、理论抽象难懂，图、表及反应式多。结合专科学生主动学习能力薄弱的特点，抓住“生命的物质组成与物质变化”主线索，遵循循序渐

生物化学 糖综述

糖类 1. 糖类是多羟基醛类或多羟基酮及其聚合物和某些衍生物的总称 2. 旋光异构 凡是使“平面偏振光”偏振平面发生旋转的物质，称旋光活性物质，构型不同的分子旋光性不同，此现象称为旋光异构现象。 注：旋光性的大小和方向用旋光度来衡量，但是某种物质的旋光度并不是恒定值，受到多种因素的影响。 3. 构象（Conformation）：指一个分子中，不改变共价键结构，仅单链周围的原子旋转所产生的空间排布。从一种构象变成另一种构象时，不要求共价键的断裂和重新生成。 构型（configuration）：指一个分子由于其不对称C原子上各原子和原子团特有的固定的空间排列，而使该分子所具有的特定的立体化学形式。 4. 葡萄糖与甘露糖、半乳糖相比较，仅一个不对称C原子构型有所不同，这种非对映异构物称为差向异构体（epimers）。但是甘露糖、半乳糖这两不是差向异构体。 5. 葡萄糖空间的排列有两种形式，它们互为对映异构体（antipode），分别用D-型或L-型表示， *葡萄糖的构型取决于第五位羟基，如果在投影式中此碳原子上的-OH与D(+)-甘油醛的C2-OH有相同取向，则称D型糖，反之L型糖； 自然界中的葡萄糖都是D-型结构。 6.变旋现象 许多单糖，新配制的溶液会发生旋光度的改变，这种现象称变旋。 葡萄糖的变旋现象：是由于开链状态与环状状态形成平衡体系过程中比旋度变化引起的。在溶液中，α-D-葡萄糖可以转变为开链式结构，再有开链式结构转变成β-D-葡萄糖，同时β-D-葡萄糖也会以此方式转化为α-D-葡萄糖。一段时间后，三者异构体达到动态平衡后，旋光度不在变化。 其原因是开链的单链分子内醇基与醛基或酮基发生亲核加成，形成环状半缩醛或半缩酮的缘故。 7. α-D(+)-或β-D(+)-吡喃葡萄糖 1. 葡萄糖分子中的醛基可以和C5上的羟基缩合形成六元环的半缩醛。这样原来羰基的C1就变成不对称碳原子，并形成一对非对映旋光异构体。一般规定半缩醛碳原子上的羟基(称为半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子(C5)上的羟基在同一侧的称为α-葡萄糖，不在同一侧的称为β-葡萄糖。 2. 半缩醛羟基比其它羟基活泼，糖的还原性一般指半缩醛羟基。葡萄糖的醛基除了可以与C5上的羟基缩合形成六元环外，还可与C4上的羟基缩合形成五元环。五元环化合物不甚稳定，天然糖多以六元环的形式存在。五元环化合物可以看成是呋喃的衍生物，叫呋喃糖；六元环化合物可以看成是吡喃的衍生物，叫吡喃糖。 3. 因此，葡萄糖的全名应为α-D(+)-或β-D(+)-吡喃葡萄糖。α-和β-糖互为端基异构

生物化学工程的研究进展

生物化学工程的研究进展 摘要:生物化学工程是一门由化学、工程学和生物学等学科相互渗透、密切结合而形成的新兴边缘学科，近十余年来，随着对生物反应器、生物传感器、分离纯化设备等的研究，生物反应和分离纯化的动力学模型的建立，以及计算机控制技术，过程的系统分析和技术经济评价等的运用，生物化学工程这门新兴学科也得到了突飞猛进的发展。 关键词：生物化学；生化工程；研究进展 生物化学工程一般称为生化工程，生物化学工程是生物化学反应的工程应用，主要包括代谢工程、发酵工程和生物化学传感器等，生物化学工程和生物医学工程是最初的生物工程学概念，基因重组、发酵工程、细胞工程、生化工程等在21世纪整合而形成了系统生物工程。 生物化学工程的研究内容有很多，主要包括：生化反应器，分离提纯技术与设备，生物传感器、测量与控制，生化过程分析评价与设计放大等内容。下面将主要介绍分离提纯技术与生物传感器的研究进展。 1.分离提纯技术 生物化学反应一般会在稀水中进行，所以浓度会很低，同时又有很多杂质，产出的物质有可能发生反应，甚至连温度也有可能对反应产生影响所以，如何提取和分离出我们所需要的产品就成了我们研究的重点，生物产品的分离技术，除了传统的沉淀法、吸附法、萃取法

和离子交换等方法以外,近年来,又发展了许多新的分离方法,如层析技术和膜分离技术(包括微孔过滤、超滤与反渗析技术)，随着生物化学的发展，会有更加高效和具有针对性的方法出现。 2.生物传感器 生物体内的反应是十分复杂的，随着生物体内各种代谢反应的进行，生物体内的各项指标是一直在变化的，如何检测这些指标，使其达到最适于人体的程度，就需要各种生物传感器的帮助，生物传感器是根据酶和微生物细胞对其基质具有专一性而用于分析某一化学物质的工具。是由固定化的生物材料与适当的换能器件密切接触而构成。此换能器件可将生化信一号转换成定量的电或光的信号，其特点是检测速率快、灵敏度高、专一性强和使用简便。0年代,酶电极第一个实现了生物传感器的构型.对它的研究经70年代飞跃后现已进入实用阶段，可以用来测控多种有机物，目前利用复合酶膜制成的多功能酶电极检测鱼肉鲜度或酶的活性已实用化。 随着科技的迅猛发展，各种检测手段不断发展，生化工程会越来越实用，研究不断深入，领域不断拓宽，人类日益增长的需要也会得以满足。 参考文献： [1]朱龙华生物化学工程研究进展 [2]陈红征李菊梅杨洁生物化学工程研究进展及其发展趋势

生物无机化学论文-血液的颜色

血液的颜色

中文摘要 摘要：世界是斑斓多彩的。有七色的彩虹，绚丽的烟花，五颜六色的花卉。如果问你血液是什么颜色？大部分人也许会脱口而出：红色。不错，日常中的哺乳动物和我们人类的血液都是鲜红的。但是科学家会告诉你：血液是多彩的。那么血液都有什么颜色？它们是什么生物？血液颜色的多样化是为什么？本文将会逐一从生物学、化学层面为你解答以上问题。 关键词：血液颜色化学结构生物 英文摘要 Abstract：The world is colorful.There are seven colors of the rainbow, colorful fireworks, colorful flowers.If you ask what color your blood? Most people may blurt out: red.Yes, the blood of mammals and humans are bright red in our daily life.But scientists will tell you: blood is colorful.So what's the color of blood?What are they biological? Why is the diversity of the color of blood? These questions will be answered one by one from a biological, chemical levels for you. Keywords: blood color chemical structure biological

学科前沿

学科前沿专题 专业：机械电子工程姓名：刘洪民 学号：22

一、阐述机械制造业的变革及挑战。 机械制造业作为一个传统的领域已经发展了很多年，积累了不少理论和实践经验，但随着社会的发展，人们的生活水平日益提高，各个方面的个性化需求越加强烈。作为已经深入到各行各业并已成为基础工业的机械制造业面临着严峻的挑战。机械制造技术的发展趋势可以概括为：（1）机械制造自动化。（2）精密工程。（3）传统加工方法的改进与非传统加工方法的发展。 下面对自动化技术给予论述和展望。 机械制造自动化技术始终是机械制造中最活跃的一个研究领域。也是制造企业提高生产率和赢得市场竞争的主要手段。机械制造自动化技术自本世纪20年代出现以来，经历了三个阶段，即刚性自动化、柔性自动化和综合自动化。综合自动化常常与计算机辅助制造、计算集成制造等概念相联系，它是制造技术、控制技术、现代管理技术和信息技术的综合，旨在全面提高制造企业的劳动生产率和对市场的响应速度。 一、集成化 计算机集成制造（CIMS）被认为是21世纪制造企业的主要生产方式。CIMS 作为一个由若干个相互联系的部分（分系统）组成，通常可划分为5部分：1．工程技术信息分系统 包括计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程分析（CAE），计算机辅助工艺过程设计（CAPP），计算机辅助工装设计（CATD）数控程序编制（NCP）等。 2．管理信息分系统（MIS） 包括经营管理（BM），生产管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），财务管理（FM）等。 3．制造自动化分系统（MAS） 包括各种自动化设备和系统，如计算机数控（CNC），加工中心（MC），柔性制造单元（FMS），工业机器人（Robot），自动装配（AA）等。 4．质量信息分系统 包括计算机辅助检测（CAI），计算机辅助测试（CAT），计算机辅助质量控制（CAQC），三坐标测量机（CMM）等。 5．计算机网络和数据库分系统（Network & DB） 它是一个支持系统，用于将上述几个分系统联系起来，以实现各分系统的集成。 二、智能化 智能制造系统可被理解为由智能机械和人类专家共同组成的人机一体化智能系统，该系统在制造过程中能进行智能活动，如分析、推理、判断、构思、决策等。 在智能系统中，“智能”主要体现在系统具有极好的“软”特性（适应性和友好性）。在设计和制造过程中，采用模块化方法，使之具有较大的柔性；对于人，智能制造强调安全性和友好性；对于环境，要求作到无污染，省能源和资源充分回收；对于社会，提倡合理协作与竞争。 三、敏捷化 敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础，选择合作者组成虚拟公司，分工合作，为同一目标共同努力来增强整体竞争能力，对用户需求作出快速反应，以满足用户的需要。为了达到快速应变能力，虚拟企业的建立是关键技术，其核心是虚拟制造技术，即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系

《生物化学》课程教学大纲

《生物化学》课程教学大纲 biochemistry 学时数：62 其中：实验学时：10 课外学时： 学分数：3.5分 适用专业：临床护理学 执笔者：郭冬招 编写日期：2006年11月 一、课程的性质、目的和任务 生物化学是研究生命化学的科学，它是在分子水平上探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。生物化学是高等医学院校各专业的重要基础课程之一，它的任务主要是介绍生物化学的基本知识，以及某些与医学相关的生物化学进展，为学生学习其它基础医学和临床医学课程，以及对认识疾病的病因和发病机理、诊断和防止疾病奠定扎实的基础。当今生物化学越来越多的成为生命科学的共同语言，它已成为生命科学领域的前沿学科。 通过本课程的学习，要求学生从理论上掌握生物体的分子结构与功能，理解物质代谢与调节及其在生命活动中的作用。了解物质代谢异常与临床疾病的关系。通过实验课熟悉生物化学基本实验技术的原理及生化检验项目检测的临床意义等。 为了完成和达到生物化学的教学任务和要求,在整个教学环节中,要特别注意培养学生的独立思考能力。教学内容宜以物质代谢为主线，加强生物化学基本理论和基本知识的教学与训练，使学生能牢固和熟练地掌握和应用。 二、课程教学的基本要求 (一)绪论 1.掌握生物化学的定义 2.熟悉生物化学研究的对象和方法。理解新陈代谢的特点与其生理功能之间的关系。 3.了解生化与各基础学科的关系，生化与临床医学的关系。 （二）蛋白质的化学 1. 掌握组成蛋白质20种氨基酸的结构特点。掌握肽键和肽的概念。 2. 掌握蛋白质一级结构、二级结构、三级结构、四级结构及亚基的概念和特点，掌握稳定蛋白质各级结构中的非共价键和共价键。 3. 理解蛋白质一级结构、空间结构与功能的关系，并举例说明。 4. 理解蛋白质的理化性质及实际应用：蛋白质的两性解离、胶体性质、变性与沉淀。 5．了解氨基酸的呈色反应和蛋白质的分类。

生物化学课程论文

一前言 免疫球蛋白或称抗体，是以高特异性和亲和力结合抗原的血清糖蛋白，是血清中最丰富的蛋白质之一。具有高度的特异性和庞大的多样性。1968年命名为Imunog lobulin,简称Ig,人类有五种化学上和物理上不同类别的抗体，分别为IgG,IgA,IgM,IgD,IgE。普遍存在于哺乳动物的血液、组织液、淋巴液及外分泌液中。免疫球蛋白在动物体内具有重要的免疫和生理调节作用,是动物体内免疫系统最为关键的组成物质之一。

二本论 2.1免疫球蛋白的基本结构 2.1.1 抗体单位 所有的抗体都有相同的基本的4条多肽链单位：两条轻链（L链）和两条重链（Ｈ链）。一条通过二硫键二硫键和非共价相互作用与一条重链结合。同样地，两条重链通过通过共价二硫键以及通过非共价键的亲水的和疏水的相互作用结合在一起。每种免疫球蛋白的Ｌ链都含有可变区（Ｖ区）和恒定区（Ｃ区）。Ｖ区包含抗原结合部位而C区决定抗原的命运。 2.1.2亲和力 亲和力是一个抗体结合部位与一个抗原决定簇结合的牢固性。结合常数越高，抗体自抗原分离可能越小。显然，当抗原是一个毒素或病毒，并且必须通过与抗体快速和牢固的结合来中和时，抗体群体的亲和力是关键的。在抗原注入后不久形成的抗体通常对该抗原具有较低亲和力，而后来产生的抗体则有显著的亲和力。 2.1.3 抗体效价和亲合力 一个抗体的效价是它能与之反应的抗原决定簇的最大数量，当对一个抗原有两个或更多的结合部位时，能显著地增加抗体对细菌或病毒上的抗原结合的牢固性。这种结合效应就是亲合力，是多决定簇抗原和针对它产生的抗体之间结合的牢固程度。 2.2抗体类别 免疫球蛋白(Ig)是参与人体体液免疫的生力军，通常有IgG、IgM、IgA、IgD、IgE等五类[1]此外，根据抗原特异性的不同，同一种Ig又可分为若干亚类。不同的抗原具有不同的生物学活性，并通过不同途径进入机体。机体为了抗御这些抗原，不同类型的抗体有分工。免疫球蛋白的多样性非常复杂，除了免疫球蛋白重链和轻链由于恒定区不同而形成不同类型或亚类免疫球蛋白外，重链和轻链可变区的氨基酸组成多样化是决定抗体多样性的重要因素[2]。 2.3免疫生理功能 科学研究证明，免疫球蛋白对许多病原微生物和毒素具有抑制作用。如志贺痢疾菌，弗氏痢疾菌-1，弗氏痢疾茵-6，尔内氏痢疾菌，沙门氏菌，埃希氏大肠杆菌，脆壁类菌体，链球菌，肺炎双球菌，金黄葡萄菌，白喉毒素，破伤风毒素，链球菌溶血素，葡萄球菌溶血素，脑病毒，流感病毒等［3］。 人体免疫活性细胞存在着全部Ig的合成信息，由遗传控制基因编码产生各种Ig，以维持机体的正常免疫[4]。每种免疫球蛋白还具有各自所特有的基本特性与免疫功能。 IgG类免疫球蛋白是血液中最丰富的免疫球蛋白，对血液带有的大多数传染性介质具有较强的免疫力，并且是唯一一种通过胎盘对发育中的胎儿从而对初生婴儿提供被动体液免疫的抗体。有四种不同的IgG亚类，各亚类的重链顺序上略有不同，功能活性上有相应的差异。 IgA主要存在外分泌物中，具有一定的抗感染免疫作用，局部抗菌，抗病毒。是防御

生物化学论文

糖尿病及其治疗 姓名：学号： 引言：随着人们生活水平的提高和物质生活的丰富，加之肥胖、体力活动减少、饮食结构不合理、病毒感染等原因，近年来，我国糖尿病的发病率已明显呈上升趋势。 关键词：糖尿病高血糖胰岛素治疗 一糖尿病的概念 糖尿病是一种代谢内分泌疾病，是由于人体内胰岛素缺乏或相对缺乏所致的一种慢性内分秘代谢性疾病，以糖代谢紊乱为突出表现，未治疗状态下高血糖为主要特征，并伴有蛋白质和脂肪代谢异常。我国早在2000多年前就有该病的记载，早在《黄帝内经》中对糖尿病已有详细的记载，对糖尿病病因病机、临床表现、治则和预后都作出了论述，到汉代在《金匮要略》中把糖尿病作为一个独立疾病来对待，唐代《外台秘要》中最先记载了糖尿病尿甜的表现。而西方国家直到1672年才有土耳其人Areteus较系统的描述了糖尿病的临床表现，他发现了糖尿病患者“尿甜如蜜”，并详细记载了糖尿病患者从开始发病到病情恶化，直至昏迷死亡的临床过程。 二糖尿病的种类 糖尿病(Diabetes)分1型糖尿病和2型糖尿病。在糖尿病患者中，2型糖尿病所占的比例约为95%。 1型糖尿病 其中1型糖尿病多发生于青少年，因胰岛素分泌缺乏，依赖外源性胰岛素补充以维持生命。 2型糖尿病 2型糖尿病多见于中、老年人，其胰岛素的分泌量并不低，甚至还偏高，临床表现为机体对胰岛素不够敏感，即胰岛素抵抗(Insulin Resistance，IR)。 三糖尿病的起因 糖尿病有明显的遗传倾向并存在显著遗传异质性。除少数患者是由于单基因突变所致外，大部分1型糖尿病（胰岛素依赖性糖尿病，insulin-dependent diabetes mellitus，IDDM）及2型糖尿病（非胰岛素依赖性，non-insulin-dependent diabetes mellitus，NIDDM）患者是多基因及环境因子共同参与及相互作用引起的多因子病（也称为复杂病）。 四糖尿病的危害 三多一少（多饮、多食、多尿及体重减轻）是初诊糖尿病者的经典症状。

紫外可见光谱在生物无机化学中的应用

紫外可见光谱在生物无机化学中的应用 摘要综述了紫外可见光谱在生物无机化学各方面应用中的最新进展和独特之处,探讨了紫外可见光谱研究金属离子与生物分子相互作用的基本原理及所得主要信息。 关键词紫外可见光谱生物无机化学 生物无机化学是近几十年来发展起来的一门新兴的边缘学科,它是无机化学(特别是配位化学) 、生物化学、医学临床化学、营养化学、环境科学等学科相互渗透、相互融合的产物,是近年来自然科学中十分活跃的一个领域,是在分子水平上研究生物金属与生物配体之间的相互作用,研究分析测定这些生物化合物结构和性能以及它们在活体中作用的一门学科。 生物无机化学发展迅速。除了在金属蛋白和金属酶方面由铁、铜、锌?8943 .等扩大到诸如镍酶、钒酶、锰酶、钼酶、钨酶?8943 .以外,还从金属蛋白扩大到以非金属元素为活性元素的蛋白。研究各种金属与生物配体相互作用的方法有电子吸收光谱、圆二色谱、红外光谱、核磁共振谱、X 射线衍射光谱、荧光光谱等。在生物分子结构的研究中,很重要的目的是了解金属蛋白和金属酶。金属蛋白和金属酶中仅含少量的金属离子,但它们起至关重要的作用,即它们及其配位环境往往就是生物分子的活性中心,因而测定金属离子及其微环境的结构是很有意义的。金属蛋白和金属酶中金属离子的基态及最低激发态往往与它们所处的环境有直接的联系。因此,金属蛋白和金属酶的电子吸收光谱研究是表征金属离子所处环境的主要手段。本文对紫外可见光谱(电子吸收光谱) 在生物无机化学中的应用研究最新进展作了综述。 1 紫外可见光谱的基本原理 所有的光谱都是由于粒子(原子、离子、自由基、分子、晶体等) 与电磁波以某种类型的相互作用产生的。电子吸收光谱是由电子在一系列能级上跃迁产生的。当电磁波的能量接近△E电子的能量时,可引起电子在各能级之间的跃迁并伴随分子的振动能级和转动能级的变化而产生的吸收光谱。由于是电子跃迁所需的能量通常落在光谱的紫外、可见区,因而又称作紫外可见吸收光谱。从本质上说,电子跃迁是原子或分子

土木工程学科前沿论文

土木工程发展前景 07工程管理张清0704060365 南京理工大学泰州科技学院土木 摘要：目前我们的土木工程变为好多的系统专业，系统专业的改进和渐渐的单一精确是我们适应与世界发展的必要，可是依据现在的世界人口是我们是人才和技术的竞争，转而想一下，要是再过几个世纪人口逐渐的减少，我们的专业是不是还是很手欢迎呢！也许有人会说：“那个时候我们是要限量的口子制人口的。”或是我们可以把我们的知识放在电脑里存放啊！美曰：时代的前进和我们的命运是否由自己来安排。我们的土木工程专业有几人可以认的是什么？有几人可以说出是什么？ 关键词：发展历史前景新技术 Abstract: at present, our system of civil engineering specialty, to a lot of improvement and professional gradually to the single accurate is our world and the necessary, but according to the development of the world's population is now our talents and technology is the competition, to think about, if again after centuries of population, we are still very popular professional hand! Maybe someone will say: "that we want to measure to control population." cut Or we can put our knowledge on the computer! Beauty: advanced and our destiny is by himself to arrange. Our civil engineering specialty several people can recognize what? Some people can say what it is? Keywords: new technology development history prospects 土木工程发展历史 要了解土木工程的前景，我们先来看看土木工程的发展历史，他已经有悠远的历史了，总的来说分为三个阶段。 人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。 砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～ 19世纪，在长达两千多年时间里，砖和