化学生物学第一章-绪论课件.ppt

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1、大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学刘巨涛教授刘巨涛教授15941185517化学生化学生 物物 学学第一次课第一次课Chemical Biology 大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学第一章第一章第一章第一章 绪论绪论绪论绪论第二章第二章第二章第二章 细胞与生物膜细胞与生物膜细胞与生物膜细胞与生物膜第三章第三章第三章第三章 生物催化生物催化生物催化生物催化第四章第四章第四章第四章 生物转化生物转化生物转化生物转化第五章第五章第五章第五章 生物氧化生物氧化生物氧化生物氧

2、化第六章第六章第六章第六章 化学物质与蛋白质相互作用化学物质与蛋白质相互作用化学物质与蛋白质相互作用化学物质与蛋白质相互作用第七章第七章第七章第七章 化学物质与核酸相互作用化学物质与核酸相互作用化学物质与核酸相互作用化学物质与核酸相互作用第八章第八章第八章第八章 化学物质与酶相互作用化学物质与酶相互作用化学物质与酶相互作用化学物质与酶相互作用具体章节具体章节大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学第一章第一章 绪论绪论Chapter 1.Introduction大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Li

3、u化学生物学化学生物学 一、再谈化学一、再谈化学一、再谈化学一、再谈化学 二、二、二、二、化学物质对生命的影响化学物质对生命的影响化学物质对生命的影响化学物质对生命的影响 三、三、三、三、化学与生物学的融合化学与生物学的融合化学与生物学的融合化学与生物学的融合 四、四、四、四、化学生物学化学生物学化学生物学化学生物学 基本内容基本内容大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学第一节第一节 再谈化学再谈化学 近近百百年年来来化化学学家家已已经经设设计计和和合合成成了了数数千千万万个个化化合合物物，几几乎乎又又创创造造了了一一个个新新的的自自

4、然然界界；同同时时还还发发现现了了大大量的新反应、新试剂、新方法和新理论。量的新反应、新试剂、新方法和新理论。20世世纪纪前前半半叶叶，由由于于基基础础化化学学中中高高分分子子化化学学的的兴兴起起和和发发展展，逐逐步步形形成成了了塑塑料料、纤纤维维、橡橡胶胶三三大大合合成成材材料工业。料工业。医医药药工工业业的的发发展展与与化化学学紧紧密密相相关关。化化学学合合成成药药在在医医学学工工业业中中占占主主导导地地位位。目目前前世世界界药药物物市市场场年年销销售售量量约为约为3000亿美元，在世界经济发展中作用重大。亿美元，在世界经济发展中作用重大。化化学学工工业业已已成成为为某某些些国国家家的的支

5、支柱柱产产业业。例例如如，美美国国90年年代代化化学学工工业业产产值值约约占占30%，化化学学品品出出口口占占总总出出口的口的30%，位居世界第二位。，位居世界第二位。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学“化学是中心科学化学是中心科学”在在自自然然科科学学的的基基础础学学科科中中，化学一直有着独特的位置。化学一直有着独特的位置。当当然然这这个个中中心心是是指指化化学学面面向向物物质质变变化化的的这这一一科科学学，从从这这一一意意义义上上讲讲，它它能能联联系系到到自自然然科科学学的的方方面面。方方面面。汉汉语语“化化学学”一一词词也也

6、较较好好地地概概括括了了这这门门包包容容万万物物、集集天天地地之之造化的学问。造化的学问。这这是是化化学学科科学学的的第第一一个个特特征征。可可以以说说化化学学是是我我们们这这个个社社会会无无处处不在的现实。不在的现实。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学化学取得的成就并未获得社会认同化学取得的成就并未获得社会认同 在在20世世纪纪的的10

7、0年年中中，化化学学与与化化工工取取得得了了空空前前辉辉煌煌的的成成就就。化化学学合合成成和和分分离离了了2285万万种种新新化化合合物物、新新药药物物、新新材材料料、新新分分子子来来满满足足人人类类生生活活和和高高新新技技术术发发展展的的需需要要，化化学学是是以以指指数数函函数数的的形形式式向向前前发发展展的。的。没没有有一一门门其其他他科科学学能能像像化化学学那那样样在在过过去去的的100年年中中创创造造出出如如此此众众多多的的新新化化合合物物。这这个个成成就就用用“空空前前辉辉煌煌”来来描描述述并并不不过过分分。但但“化化学学家家太太谦谦虚虚”(这这句句话话是是Nature杂杂志志在在2

8、001年年的的评评论论中中说说的的)，没没有有向向社社会会宣宣传传化化学学与与化化工工对对社社会会的的重重要要贡贡献献。因因此此20世世纪纪化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。化学取得的辉煌成就，并未获得社会应有的认可。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 100年年前前，“化化学学可可以以赋赋予予你你更更好好的的生生活活”的的承承诺诺把把成成千千上上万万的的人人造造化化合合物物引引进进了了人人们们的的生生活活。随随着着工工业业化化社社会会的的发发展展，人人类类在在生生活活和和生生产产过过程程中中可可能能接接触到的外源化学物

9、日益增多。触到的外源化学物日益增多。现现今今估估计计外外源源化化学学物物已已达达到到十十多多万万种种，其其中中已已进进入社会的约有入社会的约有6-8万种。万种。这这些些外外源源化化学学物物包包括括工工业业品品及及工工业业使使用用的的原原材材料料、食食品品色色素素与与添添加加剂剂、农农药药、化化妆妆品品以以及及医医用用药药品品等等。为我们的生活及生命提供了丰富多彩的物质。为我们的生活及生命提供了丰富多彩的物质。正正如如杜杜邦邦公公司司广广告告用用语语所所讲讲的的那那样样“化化学学开开创创美美好生活好生活”。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化

10、学生物学 化化学学家家非非常常谦谦虚虚，在在交交叉叉学学科科中中放放弃弃冠冠名名权权，如如分分子子晶晶体体管管、分分子子马马达达、分分子子计计算算机机等等都都是是化化学学家家开开始始研研究究的的，但但开开创创这这方方面面研研究究的的化化学学家家却却不不提提出出“化化学学器器件件学学”这这一一新新名名词词，而而微微电电子子学学专专家家马马上上看看出出这这些些研研究究的的发发展展远远景景，并并称称之之为为“分分子子电电子子学学”。又又如如化化学学家家合合成成了了C60，于于1996年年被被授授予予诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖,后后来来化化学学家家又又做做了了大大量量研研究究工工作作，合合成成了了碳碳纳

11、纳米米管管。但但是是许许多多由由这这一一发发明明所所带带来来的的研研究究被被人人们们当当作作应应用用物物理学或纳米科学的贡献。理学或纳米科学的贡献。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 内内行行人人知知道道分分子子生生物物学学正正是是生生物物化化学学的的发发展展。在在这这个个交交叉叉领领域域里里化化学学家家与与生生物物学学家家共共同同奋奋斗斗，把把科科学学推推向向前前进进。但但是是在在“分分子子生生物物学学”中中“化化学学”一一词词已已经经消消失失了。了。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu

12、化学生物学化学生物学 这这样样，化化学学这这门门重重要要的的中中心心科科学学反反而而被被社社会会看看作作是是伴伴娘娘科科学学而而不不受受重重视视。世世界界著著名名的的Nature杂杂志志也也为为化化学学家家鸣鸣不不平平，在在2001年年发发表表了了社社论论说说:“化化学学的的形形象象被被其其交交叉叉学学科科的的成成功功所所埋埋没没”。但但化化学学家家仍仍然然很很谦谦虚虚，居居然然不不喊喊不不叫叫也也不不抱抱怨怨。化化学学没没有有树树立品牌，化学与化工被认为是污染源。立品牌，化学与化工被认为是污染源。化化学学为为人人类类生生活活现现代代化化作作出出了了极极大大的的贡贡献献。但但是是当当今今社社会

13、会上上化化学学不不再再那那末末受受人人欢欢迎迎：化化学学工工作作又又苦苦又又累累，又又毒毒又又脏脏。从从80年年代代以以来来，人人们们也也许许可可以以观察到化学在社会公众中的形象有一些微妙的变化。观察到化学在社会公众中的形象有一些微妙的变化。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 本本文文前前面面提提到到的的杜杜邦邦公公司司广广告告用用语语中中“化化学学”被被删删去去，尽尽管管还还是是要要用用化化学学来来生生产产它它的的产产品品，但但只只剩剩下下“开开创创美美好好生生活活”一一句句了了。我我们们国国内内一一些些食食品品、化化妆妆品品广

14、广告告或或包包装装上上常常加加一一句句“本本品品不不含含任任何何化化学学添加剂添加剂”。好像。好像“化学化学”成了成了“有害有害”的同义词。的同义词。化学何去何从化学何去何从?大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学今日化学何去何从今日化学何去何从?北北京京大大学学徐徐光光宪宪教教授授的的文文章章认认为为：对对于于这这个个问问题有两种回答题有两种回答:1.化化学学已已有有200余余年年的的历历史史，是是一一门门成成熟熟的的老老科科学学，现现在在发发展展的的前前途途不不大大了了；21世世纪纪的的化化学学没没有有什什么么可可搞了，将在物理学

15、与生物学的夹缝中逐渐消微。搞了，将在物理学与生物学的夹缝中逐渐消微。2.化化学学取取得得了了辉辉煌煌的的成成就就，21世世纪纪的的化化学学将将在在与与物物理理学学、生生命命科科学学、材材料料科科学学、信信息息科科学学、能能源源、环环境境、海海洋洋、空空间间科科学学的的相相互互交交叉叉，相相互互渗渗透透，相相互互促进中共同大发展。促进中共同大发展。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学第二节第二节 化学物质对生命的影响化学物质对生命的影响 主主要要是是指指某某些些人人工工合合成成或或天天然然存存在在的的化化学学物物质质对生物体内发生的生

16、物化学过程的调控作用。对生物体内发生的生物化学过程的调控作用。这这些些化化学学物物质质通通常常被被称称为为生生理理活活性性物物质质。例例如如食食物物、药药物物、农农药药和和有有毒毒物物质质等等。经经过过生生活活和和实实践践的的检检验验，人人们们发发现现，自自己己所所服服用用的的药药物物、所所吃吃的的食食物物和和使使用用的的用用品品以以及及家家居居环环境境中中无无处处不不存存在在化化合物所造成的危害。合物所造成的危害。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学

17、生物学化学生物学药物与毒物药物与毒物 在在一一定定条条件件下下，较较小小剂剂量量即即能能对对机机体体产产生生损损害害作作用用或或使使机机体体出出现现异异常常反反应应的的外外源源化化学学物物称为毒物。称为毒物。毒毒物物与与药药物物之之间间并并无无绝绝对对界界限限，某某种种外外源源化化学学物物在在某某些些特特定定的的条条件件下下可可能能是是有有毒毒的的，而而在在另另一一些些条条件件下下又又可可能能是无毒的。是无毒的。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物

18、学化学生物学大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学第三节第三节 化学与生物学的融合化学与生物学的融合一、化学与生物学的第一次融合一、化学与生物学的第一次融合 在在19世世纪纪初初，人人工工尿尿素素的的合合成成揭揭示示了了生生物物体体的的反反应应同同样样遵遵循循物物理理和和化化学学规规律律，化化学学理理论论和和方方法法才才开开始始被被全全面面引引进进生生物物学学研研究究之之中中，从从而而诞诞生生了了用用化化学学研研究究生生命命现现象象的的边边缘缘科科学学-被被称称为为生生命命的的化化学学的的生生物化学。物化学。生生物物化化学学一一诞诞生

19、生，便便与与同同一一时时期期诞诞生生的的用用物物理理学学研研究究生生命命的的生生物物物物理理学学一一道道，相相互互促促进进，共共同同发发展展，以以其其自自身身的的迅迅速速发发展展大大大大推推进进了了生生命命科科学学的的发发展展，使使人人类类对对生生命命活活动动的的研研究究深深入入到到了了分分子子水水平平，从从静静止止的的观观察察与与描描述述发发展展到到动动态态的的定定量量分分析析，从从生生命现象的探索上升到生命本质的阐述。命现象的探索上升到生命本质的阐述。第二次课第二次课大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 同同时时，从从事事蛋蛋白

20、白质质、多多肽肽和和核核酸酸研研究究的的化化学学家家们们组组建建了了生生物物化化学学学学科科，随随后后生生物物化化学学、细细胞胞生生物物学学和和遗遗传传学学相相互互交交织织，并并成成为为一一个个不不可可分分割割的的整整体体，从从而而诞诞生生了了一一个个新新的的学学科科领领域域分分子子生生物物学学。分分子子生生物物学学的的出出现现，反反映映出出当当时时对对生生命命现现象象以以及及疾疾病病发发生生和和发发展展过过程程的的研研究究达达到到新新的的、更更高高的的境境地地。渐渐渐渐地地生生物物化化学学多多多多少少少少脱脱离离了了化化学学系系或或化化学学社社会会主主流流，在中国则更明显。在中国则更明显。大

21、连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学二、化学与生物学的第二次融合二、化学与生物学的第二次融合 进进入入20世世纪纪70年年代代，那那些些没没有有脱脱离离化化学学社社会会的的化化学学家家应应用用有有机机化化学学、分分析析化化学学的的理理论论和和方方法法在在分分子子水水平平上上研研究究生生命命现现象象的的化化学学本本质质，形形成成了了生生物物化化学的分支学的分支-生物有机化学、生物分析化学。生物有机化学、生物分析化学。随随后后开开始始有有意意识识地地深深入入探探讨讨生生命命体体的的无无机机化化学学组组成成（除除碳碳、氮氮、氧氧、氢氢之之外

22、外的的各各种种无无机机元元素素）与与活活动动状状况况，又又促促成成了了生生物物化化学学与与无无机机化化学学的的结结合合，从而出现了新的边缘学科从而出现了新的边缘学科-生物无机化学。生物无机化学。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 目目前前，理理论论化化学学、化化学学合合成成的的现现代代技技术术、化化合合物物分分离离手手段段和和化化学学分分子子结结构构解解析析技技术术日日趋趋完完善善，特特别别是是选选择择性性合合成成、手手性性合合成成技技术术和和组组合合化化学学的的实实现现，人人们们已已经经能能够够合合成成自自然然界界发发现现的的任

23、任何何复复杂杂的的天天然然化化合合物物，并并在在此此基基础础上上能能够够设设计计和和合合成成具具有有特特定定性性能能的的新新颖颖化化合合物物，化化学学已已具具备备了了研研究究复复杂杂分分子子和和分分子子体系的能力。体系的能力。化化学学家家开开始始尝尝试试用用外外源源性性活活性性小小分分子子-天天然然化化合合物物，或或以以天天然然化化合合物物为为模模板板设设计计合合成成的的天天然然化化合合物物类类新新颖颖分分子子为为探探针针，去去探探讨讨生生物物体体系系中中分分子子间间的的相相互互作作用用和和细细胞胞发发育育与与分分化化的的调调控控作作用用以以及及所所包包括括的的分子机制。分子机制。大连民族学院

24、生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 传传统统的的生生物物学学研研究究生生命命过过程程的的途途径径往往往往采采用用基基因因突突变变的的方方法法，利利用用天天然然存存在在的的变变种种或或无无序序引引入入突突变变或或定定点点突突变变干干扰扰正正常常的的生生命命过过程程，再再用用对对照照比比较较的的方方法法弄弄清清楚楚这这些些过过程程的的内内在在联联系系和相互关系。和相互关系。化化学学与与生生物物学学的的融融合合就就产产生生了了用用化化学学小小分分子子来来干干扰扰生生命命过过程程，从从而而来来分分析析这这些些变变化化的的新新的的研研究究途途径径。化化

25、学学与与生生物物学学有有机机结结合合，同同时时用用化化学学和和生生物物学学的的技技术术、工工具具、理理论论来来系系统统研研究究生生命体系，即开创了化学生物学研究的新领域。命体系，即开创了化学生物学研究的新领域。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 其其实实以以化化学学小小分分子子为为探探针针直直接接研研究究生生命命体体系系，在在20世世纪纪50年年代代就就开开始始了了，不不过过当当时时的的目目的的只只是是为为了了研研究究药药物物的的药药理理作作用用，而而不不是是系系统统地地去去揭揭示示生生命命过过程程的的调调控控体体系系，所所用用的

26、的工工具具也也仅仅局局限限于于已已知知的的药药物物。当当时时化化学学家家的的工工作作也也只只是是发发现现和和合合成成新新物物质质，而药理学家则利用这些化合物研究它的生理活性。而药理学家则利用这些化合物研究它的生理活性。化化学学家家的的研研究究和和生生物物学学家家的的研研究究是是分分离离的的。即即便便如如此此，仍仍然然还还是是发发现现了了很很多多有有效效的的药药物物，也也揭揭示示了了生生命命过过程程中中的的很很多多调调控控机机制制。随随着着研研究究的的深深人人，发发展展了了“受受体体”的的概概念念，也也奠奠定定了了生生物物体体系系调调控控作作用中分子识别的物质基础。用中分子识别的物质基础。大连民

27、族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学三、化学与生物学的第三次融合三、化学与生物学的第三次融合 化化学学生生物物学学作作为为一一个个新新的的前前沿沿交交叉叉学学科科领领域域，它它实实现现了了传传统统的的天天然然产产物物化化学学、生生物物有有机机化化学学、生生物物无无机机化化学学、生生物物化化学学、药药物物化化学学、晶晶体体化化学学、波波谱谱学学和和计计算算机机化化学学等等学学科科的的部部分分研研究究方方法法的的有有效效融融合合，大大大大拓拓宽宽了了研研究究领领域域。化化学学家家充充分分发发挥挥化化学学物物质质的的结结构构和和反反应应性性，并

28、并将将反反应应性性创创造造(合合成成)新新物物质质的能力发挥到了极致。的能力发挥到了极致。同同时时，化化学学家家逐逐渐渐掌掌握握了了更更多多的的生生物物学学知知识识，熟熟悉悉并并能能够够应应用用基基因因表表达达和和蛋蛋白白质质工工程程等等重重要要生生物物技技术术，使使研研究究复复杂杂的的超超分分子子体体系系成成为为可可能能，也也促促进进了化学学科本身的发展。了化学学科本身的发展。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 生生物物化化学学家家更更关关心心化化学学学学科科向向生生物物学学的的渗渗透透。R.Lemer提提出出“我我的的指指导导

29、思思想想是是化化学学是是中中心心学学科科，在在生生物物学学和和医医学学中中发发生生的的每每件件事事都都有有它它的的化化学学基基础础，如如果果你你没没有有化化学学的的思思维维，就就无无法法设设计计许许多多试试验验；如如果果你你不不能能合合成成分分子子，那那么么整整个个试试验验层层次次的的研研究就会被排除在你的思维之外。究就会被排除在你的思维之外。”人人们们认认为为应应用用化化学学生生物物学学研研究究视视野野，可可能能有有利利于于开开发发出出疗疗效效好好而而副副作作用用小小的的新新药药；在在研研究究生生物物催催化化和和生生物物转转化化时时可可以以开开发发出出新新型型高高效效的的生生物物催催化化剂剂

30、和和生生物物催催化化体体系系。所所以以，医医学学和和制制药药工工业业等等领领域域的的技术进步也正期待着从其发展中得到新的机会。技术进步也正期待着从其发展中得到新的机会。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学第四节第四节 化学生物学化学生物学 化化学学生生物物学学已已变变成成一一个个非非常常流流行行的的名名词词，有有机机化化学学家家、生生物物化化学学家家、分分子子生生物物学学家家和和细细胞胞生生物物学学家家都都给给予予了了极极大大的的关关注注。但但化化学学生生物物学学仍仍然然是是一一个个新新的的、定定义义不不太太明明确确的的领领域域，化

31、化学学生生物物学学这这个个名名词词对于不同的人也有不同的理解。对于不同的人也有不同的理解。多多年年来来，化化学学、生生物物及及药药物物学学学学科科，尤尤其其是是一一些些非非相相关关学学科科的的教教师师、学学生生对对化化学学生生物物学学的的内内涵涵有有很很多多误误解解，常常常常认认为为化化学学生生物物学学就就是是化化学学学学科科建建立立的的生生物物化化学学学学科科，是是生生物物化化学学学学科科的的另另一一种种说说法法，导致人们对化学生物学学科的建立很不理解。导致人们对化学生物学学科的建立很不理解。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学

32、即即使使是是化化学学学学科科的的教教师师和和学学生生也也是是如如此此，常常常常认认为为化化学学学学科科原原有有的的生生物物无无机机化化学学、生生物物有有机机化化学学、生生物物分分析析化化学学、天天然然产产物物化化学学等等内内容容的的加加合合就就是是化化学生物学。学生物学。Schreiber等等人人指指出出：“化化学学生生物物学学是是对对分分子子生生物物学学的的有有力力补补充充，分分子子生生物物学学采采用用定定点点突突变变的的方方法法来来改改变变生生物物分分子子如如蛋蛋白白质质和和核核酸酸的的功功能能；而而化化学学生生物物学学则则是是采采用用化化学学的的手手段段，如如运运用用小小分分子子或或人人

33、工工设设计计合合成成的的分分子子作作为为配配体体来来直直接接改改变变生生物物分分子子的的功功能能”。化化学学生生物物学学可可以以看看作作是是一一个个特特定定的的学学科科领领域域，与与分分子子生生物物学学，生生物物化化学学之之间间存存在在着着差差别别。因因此此，准确地对化学生物学进行定义是非常重要的。准确地对化学生物学进行定义是非常重要的。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 我我国国许许多多高高校校的的网网站站，特特别别是是化化学学生生物物学学本本科科生生、研研究究生生的的招招生生简简介介中中都都认认为为化化学学生生物物学学是是利利

34、用用化化学学的的理理论论、研究方法和手段来探索生物、医学中的科学问题。研究方法和手段来探索生物、医学中的科学问题。这这种种解解释释的的确确是是化化学学生生物物学学研研究究的的主主要要目目的的，但但作作为为化化学学生生物物学学的的定定义义会会给给化化学学、生生物物学学学学科科的的学学生生、教教师师许许多多错错觉觉，好好象象生生物物化化学学已已经经被被包包含含在在化化学学生生物物学学之之中中了了，因因为为生生物物化化学学主主要要是是应应用用化化学学的的理理论论和和方方法法来来研研究究生生命命现现象，阐明生命现象化学本质的科学。象，阐明生命现象化学本质的科学。一一些些化化学学学学科科的的学学生生和和

35、教教师师也也不不理理解解，因因为为除除了了高高等等院院校校、研研究究所所需需要要少少数数从从事事生生命命科科学学研研究究的的化化学学研研究究人人员员外外，大大多多数数化化学学学学科科的的学学生生不不可可能能，也也没没有有机机会会深深入入去去研研究生物、医学中的科学问题。究生物、医学中的科学问题。因因此此，我我们们需需要要一一个个简简单单、明明确确，可可以以被被不不同同学学科科人人员理解的化学生物学的定义。员理解的化学生物学的定义。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学一、化学生物学的研究范畴一、化学生物学的研究范畴 大体可以分为两个方

36、面：大体可以分为两个方面：一一是是通通过过对对生生物物机机制制，特特别别是是对对人人类类疾疾病病发发病病机机制制的的理理解解和和操操控控，为为医医学学研研究究提提供供严严格格的的证证据据并并使使之之发展成为有前景的诊断和治疗方法；发展成为有前景的诊断和治疗方法；二二是是通通过过分分离离和和微微型型化化的的模模拟拟手手段段，理理解解和和探探索索生物医学科学中的一些特殊现象。生物医学科学中的一些特殊现象。前前者者比比较较注注重重应应用用前前景景，而而后后者者对对基基础础研研究究的的贡贡献极为重要。献极为重要。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化

37、学生物学二、化学生物学的中心任务二、化学生物学的中心任务 化化学学生生物物学学研研究究一一般般是是从从对对生生物物体体的的生生理理或或病病理理过过程程具具有有调调控控作作用用的的小小分分子子生生物物活活性性物物质质开开始始的的，研研究究其其结结构构，发发现现其其在在生生物物体体中中的的靶靶分分子子，研研究究这这些些物物质与生物体靶分子的相互作用；质与生物体靶分子的相互作用；进进一一步步采采用用化化学学方方法法改改造造其其结结构构，创创制制具具有有某某种种特特异异性性质质的的新新颖颖生生物物活活性性物物质质，探探讨讨其其结结构构与与活活性性关关系和作用机制；系和作用机制；阐阐明明生生理理或或病病

38、理理过过程程的的发发生生、发发展展与与调调控控机机制制，揭揭示示生生命命过过程程的的秘秘密密，并并进进一一步步从从中中发发现现新新的的诊诊断断与与治疗方法或药物。治疗方法或药物。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 按按照照这这个个目目标标来来定定义义的的话话，化化学学生生物物学学是是利利用用化化学学的的理理论论、研研究究方方法法和和手手段段来来探探索索生生物物、医医学学问问题的科学。题的科学。可可以以看看出出上上面面的的定定义义是是以以生生物物、医医学学问问题题为为最最终终目目标标，涉涉及及到到分分子子药药理理学学、分分子子毒毒理

39、理学学、生生物物化化学学、分分子子生生物物学学、细细胞胞生生物物学学和和微微生生物物学学等等学学科科，与与药药物物的的研研制制、分分子子药药理理学学研研究究过过程程基基本本上上没没有有明明显显的的区区别别，强强调调的的是是化化学学如如何何为为生生物物学学、医医学学服服务务，这这种种定定义义可可以以说说比比较较符符合合生生命命科科学学、药药学学和和医医学学研研究人员的科学观念。究人员的科学观念。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学三、化学生物学的化学理解三、化学生物学的化学理解 化化学学生生物物学学的的核核心心内内容容是是如如何何利利

40、用用化化学学合合成成的的现现代代技技术术、化化合合物物分分离离手手段段和和化化学学分分子子结结构构解解析析技技术术获获得得各各种种各各样样的的化化学学物物质质；以以及及这这些些化化学学物物质质如如何何与与生生物大分子、细胞相互作用及分子识别。物大分子、细胞相互作用及分子识别。从从天天然然化化合合物物和和化化学学合合成成中中发发现现对对生生命命体体系系代代谢谢过过程程具具有有调调控控作作用用的的物物质质；发发展展作作用用于于新新靶靶点点的的新新一一代代治治疗疗药药物物；发发现现生生物物合合成成和和自自然然界界分分子子进进化化的的调调节节控制规律。控制规律。因因此此，从从化化学学的的角角度度看看，

41、按按照照材材料料化化学学等等学学科科的的定定义义方方式式可可以以理理解解为为化化学学生生物物学学是是研研究究化化学学物物质质的的生生物化学功能、生物学功能和医药学作用的一门科学。物化学功能、生物学功能和医药学作用的一门科学。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学四、化学生物学的研究内容四、化学生物学的研究内容 化化学学生生物物学学是是一一个个研研究究内内容容非非常常丰丰富富，范范围围十十分分广广泛泛的的新新兴兴领领域域，化化学学家家、生生物物学学家家以以及及药药学学家家对化学生物学的内涵有着不同的理解。对化学生物学的内涵有着不同的理解

42、。因因此此，要要对对此此作作一一个个系系统统、完完整整的的介介绍绍是是十十分分困困难难的的。国国际际学学术术界界认认为为化化学学生生物物学学包包括括蛋蛋白白质质组组学学和和基基因因组组学学、分分析析技技术术、生生物物无无机机化化学学、生生物物有有机机化化学学、组组合合化化学学、生生物物高高分分子子、生生物物催催化化与与生生物物转化、作用机制、模拟体系和下一代疗法等。转化、作用机制、模拟体系和下一代疗法等。但但是是，关关于于化化学学生生物物学学的的主主要要研研究究内内容容仍仍然然没没有有一一个个系系统统的的可可以以被被不不同同学学科科研研究究人人员员理理解解的的比比较较清晰的结论。清晰的结论。大

43、连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 多多数数学学者者认认为为化化学学生生物物学学的的研研究究内内容容虽虽然然涉涉及及到到上上述述许许多多成成熟熟的的化化学学学学科科、生生物物学学学学科科、医医药药领领域域和和方方向向，但但并并非非是是这这些些学学科科和和方方向向简简单单的的合合并并，而是在一定程度上的融合。而是在一定程度上的融合。根根据据国国际际上上化化学学生生物物学学的的研研究究概概况况，化化学学生生物物学的研究内容可以简单分为四大方面：学的研究内容可以简单分为四大方面：大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.D

44、r.J.T.Liu化学生物学化学生物学大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学五、化学生物学的内涵五、化学生物学的内涵大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学六、化学生物学与其它学科的关系六、化学生物学与其它学科的关系大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学七、化学生物学要达到的目的七、化学生物学要达到的目的大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学 也也许许有有些些

45、同同学学认认为为化化学学对对自自己己不不合合适适，不不感感兴兴趣趣，学学习习没没有有动动力力。化化学学这这一一职职业已经不能使你感到兴奋。业已经不能使你感到兴奋。但但是是解解铃铃还还需需系系铃铃人人，一一个个洁洁净净的的世世界界、一一个个可可持持续续发发展展社社会会在在很很大大程程度度上上还还要要靠靠化化学学家家的的努努力力，更更需需要要不不断断有有年年青青人人献献身身于于化化学学工工作。作。实实际际上上，化化学学学学科科领领域域广广阔阔，只只要要你你去去寻寻觅觅，总总会会发现有适合你奋斗的位置。发现有适合你奋斗的位置。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.L

46、iu化学生物学化学生物学1.以以生生物物活活性性小小分分子子为为探探针针，研研究究它它们们与与生生物物靶靶分分子的相互识别和信息传递机制；子的相互识别和信息传递机制；2.发发现现自自然然界界中中分分子子进进化化和和生生物物合合成成的的基基本本规规律律，为合成多样化的分子提供理论和技术；为合成多样化的分子提供理论和技术；3.发现作用于新靶点的新一代药物；发现作用于新靶点的新一代药物；4.提供分子多样性的组合化学；提供分子多样性的组合化学；5.生物催化剂与生物转化研究。生物催化剂与生物转化研究。八、化学生物学的重要研究方向八、化学生物学的重要研究方向大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院

47、Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学九、化学生物学的核心领域九、化学生物学的核心领域 -以生物活性小分子为探针，研究蛋白质的以生物活性小分子为探针，研究蛋白质的生物功能和达到对生物体系的调控生物功能和达到对生物体系的调控化学遗传学化学遗传学 基基因因表表达达的的小小分分子子调调控控；细细胞胞周周期期的的小小分分子子调调控控；细胞信号传导的小分子调控。细胞信号传导的小分子调控。生生物物体体系系的的小小分分子子调调控控中中，分分子子识识别别和和分分子子间间相相互互作用的化学基础研究。作用的化学基础研究。分子进化及其系统工程研究。分子进化及其系统工程研究。复杂生物体系进行静态和动态分析的技术。复杂生物体系进行静态和动态分析的技术。大连民族学院生命科学学院大连民族学院生命科学学院Prof.Dr.J.T.Liu化学生物学化学生物学THE END OF CHAP 1!