Page 18 - 第九版生物化学

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绪论 3

总之，阐明人类基因组功能是一项多学科的任务，正吸引着生物学、医学、化学、物理 、 数学 、工 程
和计算机等领域的学者共同参与，从中整合所有基因组信息，分析各种数据并提取其生物学意义 ， 因
而产生了一门前景广阔的新兴学科一生物信息学 (bioinformatics) 。 尽管生物化学与分子生物 学 的
发展异常迅速，但人类基因组序列的揭晓仅是序幕而已，生命本质的阐明任重而道远 。

四、中国科学家对生物化学发展的贡献

早在西方生物化学诞生之前，我们的祖先就已在生产 、 饮食以及医疗等方面积累的 丰富 的 经验，
其中许多成为现代生物化学的发展基础 。

公元前 22 世纪，我国人民己能酿酒，这是我国古代用“曲”作“媒＂（即酶）催化谷物淀粉发酵的实

践 。 周礼中有造酱、制怡的记载，伤寒论中用豆鼓作为健胃剂；内经素问中有关千糖的营养价值的记

载，并记载了完全膳食必备的条件，且区分了谷、畜、果、蔬四类食物的营养性质 。 我们现在也已知道，

古人用于治疗预防＂脚气病”“夜盲症”的药品或食品富含维生素 Bl 或维生素 A 。 本草纲目中不仅记
录了上千种的药物，并且对入体的代谢物及分泌物进行了比较详细的记载 。

近代生物化学发展时期，我国生物化学家吴宪等在血液化学分析方面，创立了血滤液的制备和血
糖测定法；在蛋白质研究中提出了蛋白质变性学说。我国生物化学家刘思职在免疫化学领域，用定 量
分析方法研究抗原抗体反应机制，成为免疫化学的创始人之一。 1965 年，我国科学家首先采用人工
方法合成了具有生物活性的牛胰岛素，解出了猪胰岛素的晶体结构； 1981 年，采用了有机合成和酶促
相结合的方法成功地合成了酵母丙氨酰 tRNA 。此外，在酶学 、 蛋白质结构、生物膜结构与功能方面的
研究都有举世瞩目的成就。近年来，我国的基因工程、蛋白质工程、新基因的克隆与功能 、疾 病相关基
因的定位克隆及其功能研究均取得了重要的成果 。 特别要指出的是，人类基因组序列草图的完成也
有我国科学家的一份贡献 。

第二节 当代生物化学与分子生物学研究的主要内容

生物化学与分子生物学因其应用领域不同，可分为工业、农业、海洋、医学生物化学与分子生物学
等。又可因研究对象不同，分为动物、植物、微生物生物化学与分子生物学等 。 生物化学与分子生物
学的研究内容十分广泛，包括生物个体的物 质结构、化学组成 、化学变化、生物合成及其调节，以及这
些物质组成 、 变化 、 调节与功能的关系等，从分子水平阐明生物体生命活动的本质和规 律。 当代生物
化学与分子生物学的研究主要集中在以下几个方面。

一、生物分子的结构与功能

组成生物个体的化学成分，包括无机物、有机小分子和生物大分子 。 体内生物大分子的种类繁 ＼，印~
多，结构复杂，但其结构有一定的规律性，都是由基本结构单位按一定顺序和方式连接而形成的多聚
体 (polymer ), 分子 量 一般大千 104kD 。 核酸、蛋白质、多糖、蛋白聚糖和复合脂质等是体内重要的生物
大分子，它们都是由各自基本组成单位构成的多聚体。例如，由核昔酸作为基本组成单位，通过磷酸
二酷键连接形成多核昔酸-核酸；由氨基酸作为基本组成单位，通过肤键连接形成 多肤链——蛋白
质；聚糖也是由一定的基本单位聚合而成 。 生物大分子的重要特征之一是具有信息功能 ， 由此也称之
为生物信息分子 。

对生物大分子的研究，除了确定其一级结构（基本组成单位的种类、排列顺序和方式）外，更重要
的是研究其空间结构及其与功能的关系 。 分子结构是功能的基础，而功能则是结构的体现 。生 物大

分子的功能还需通过分子之间的相互识别和相互作用而实现 。 例如，蛋白质与蛋白质的相互作用在
细胞信号转导中起重要作用；蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸 、 核酸与核酸的相互作用在基因表达调

控中发挥着决定性作用 。 由此可见，分子结构、分子识别和分子的相互作用是执行生物信息分子功能