分子生物学绪论
一、分子生物学的基本含义
二、分子生物学的主要研究内容
三、分子生物学与其他学科的关系
四、分子生物学发展简史
• (一)准备和酝酿阶段
• (二)现代分子生物学的建立和发展阶段
• (三)初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展阶段
第一章 蛋白质化学(Chemistry of Protein)
第一节 蛋白质分子的组成
• 一、蛋白质的元素组成
• 二、蛋白质的基本组成单位——氨基酸
• 三、氨基酸的分类
第二节 蛋白质分子中氨基酸的连接方式
第三节 蛋白质的结构及其功能
• 一、蛋白质的一级结构
• 二、蛋白质的空间结构
◦ (一)蛋白质的二级结构
◦ (二)超二级结构和结构域
◦ (三)蛋白质的三级结构
◦ (四)蛋白质的四级结构
• 三、蛋白质的结构与功能的关系
第四节 蛋白质的理化性质
• 一、蛋白质的胶体性质
• 二、蛋白质的两性电离和等电点
• 三、蛋白质的变性
• 四、蛋白质的沉淀
• 五、蛋白质的呈色反应
第五节 蛋白质的分类
参考资料
• 蛋白质一级结构的测定方法
第二章 酶(Enzyme)
第一节 酶的作用特点
第二节 酶的分类和命名
• 一、酶的分类
• 二、酶的命名
第三节 酶的分子组成和化学结构
• 一、酶的分子组成
• 二、酶的分子结构和活性中心
第四节 酶的作用机理
• 一、酶作用在于降低反应活化能
• 二、中间复合物学说
• 三、酶作用高效率的机理
第五节 酶促反应的动力学
• 一、酶浓度对反应速度的影响
• 二、底物浓度对反应速度的影响
• 三、pH对反应速度的影响
• 四、温度对反应速度的影响
• 五、抑制剂对反应速度的影响
• 六、激活剂对酶促反应速度的影响
第六节 酶在体内存在的几种主要形式
• 一、酶原
• 二、同工酶
• 三、变构酶
• 四、修饰酶
• 五、多酶复合体
• 别构机制的模式
第三章 维生素(Vitamins)
第一节 脂溶性维生素
• 一、化学特点
◦ 1.维生素A
◦ 2.维生素D
◦ 3.维生素E
◦ 4.维生素K
• 二、生理作用
第二节 水溶性维生素
• 一、维生素B复合体
• 二、维素素C和P
第四章 糖代谢
第一节 概述(overview)
• 一、代谢的基本概念(Basis concepts of Metabolism)
• 二、食物中糖的消化和吸收(Digestion and absorption of carbohydrates)
• 三、糖的主要生理功能(Functions of carbohydrate)
第二节 糖的分解代谢(catabolism of carbohydrate)
• 一、糖酵解途径(glycolytic pathway)
◦ (一)葡萄糖的转运(transport of glucose)
◦ (二)糖酵解过程
◦ (三)丙酮酸在无氧条件下生成乳酸
◦ (四)糖酵解及其生理意义
◦ (五)糖酵解的调节
• 二、糖的有氧氧化
◦ (一)有氧氧化过程
◦ (二)糖有氧氧化的生理意义
◦ (三)糖有氧氧化的调节
◦ (四)有氧氧化和糖酵解的相互调节
• 三、磷酸戊糖途径
◦ (一)反应过程
◦ (二)生理意义
• 四、糖醛酸代谢
• 五、其它单糖的酵解
第三节 糖异生
• 一、糖异生的途径
◦ (一)由丙酮酸激酶催化的逆反应是由两步反应来完成的。
◦ (二)由己糖激酶和磷酸果糖激酶催化的两个反应的逆行过程
• 二、糖异生的生理意义
◦ (一)糖异生作用的主要生理意义
◦ (二)糖异生作用与乳酸的作用密切关系
◦ (三)协助氨基酸代谢
◦ (四)促进肾小管泌氨的作用
• 三、糖异生的调节
◦ (一)激素对糖异生的调节
◦ (二)代谢物对糖异生的调节
第四节 糖原的合成与分解
• 一、糖原的合成
• 二、糖原的分解
• 三、糖原代谢的调节
◦ (一)糖原代谢的别构调节
◦ (二)激素的调节
第五节 血糖及血糖含量调节
• 一、血糖的来源和去路
• 二、激素对血糖的调节作用
• 三、神经调节
• 四、糖代谢障碍
第五章 脂类代谢
第一节 概 述
• 一、脂类的分类及其功能
• 二、脂类的消化和吸收
第二节 血脂及其代谢
• 一、血浆脂蛋白的分类
• 二、血浆脂蛋白的组成
◦ (一)脂蛋白中脂类的组成特点:
◦ (二)载脂蛋白(apoprotein,apo)
◦ (三)脂蛋白的代谢
◦ (四)高脂蛋白血症
第三节 甘油三酯代谢
• 一、甘油三酯的分解代谢
• 二、甘油三酯合成代谢
◦ (一)甘油一酯途径
◦ (二)磷脂酸途径
◦ (三)不同组织甘油三酯合成特点
第四节 脂肪酸代谢
• 一、脂肪酸的氧化分解
◦ (一)脂肪酸的β-氧化过程
◦ (二)脂肪酸β-氧化的生理意义
◦ (三)脂肪酸的特殊氧化形式
◦ (四)酮体的生成与利用
• 二、脂肪酸的合成
◦ (一)软脂酸的生成
◦ (二)其它脂肪酸的生成
◦ (三)脂肪酸合成的调节
◦ (四)前列腺素、血栓素及白三烯
• 三、PG、TX及LT的生理功能
◦ (一)PG
◦ (二)TX
◦ (三)LT
第五节 磷脂代谢
• 一、甘油磷脂的代谢
◦ (一)分类及生理功能
◦ (二)甘油磷脂的合成
◦ (三)甘油磷脂的分解
• 二、鞘磷脂的代谢
◦ (一)鞘磷脂的合成
◦ (二)鞘磷脂的分解
第六节 胆固醇代谢
• 一、肝胆固醇的来源及释放途径
◦ (二)合成原料
◦ (三)合成基本过程
◦ (四)胆固醇合成的调节
• 二、胆固醇的转化
第六章 生物氧化(Biological oxidation)
• 一、生物氧化酶类
• 二、生物氧化的基本概念
第二节 呼 吸 链
• 一、呼吸链的组成
◦ (一)尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)或称辅酶I(CoI)。
◦ (二)黄素蛋白(flavoproteins)
◦ (三)铁硫蛋白(ironsulfur proteins,Fe-S)
◦ (四)泛醌(ubiquinone,UQ或Q)
◦ (五)细胞色素体系
• 二、呼吸链中各种传递体的排列顺序
◦ (一)确定排列顺序的方法
◦ (二)氧化呼吸链
• 三、胞浆中NADH的转移
◦ 1.α磷酸甘油穿梭(glycerolα-phosphateshuttle)
◦ 2.苹果酸,天冬氨酸穿梭(malate aspartate shuttle):
第三节 ATP的生成、储存和利用
• 一、ATP的生成方式
◦ (一)底物水平磷酸化(substrate level phosphorylation)
◦ (二)氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)
• 二、氧化磷酸化偶联部位的测定
◦ (一)P/0值测定
◦ (二)根据氧化还原电位计算电子传递释放的能量是否能满足ATP合成的需要
• 三、氧化磷酸化中ATP生成的结构基础
• 四、氧化磷酸化的偶联机制
• 五、氧化磷酸化抑制剂
• 六、氧化磷酸化的调节
• 七、高能磷酸化合物的储存和利用
◦ (一)高能化合物
◦ (二)ATP能量的转移
◦ (三)磷酸肌酸
第七章 氨基酸代谢
第一节 氨基酸的一般代谢
• 一、氨基酸的脱氨基作用
• 二、氨的代谢
• 二、α-酮酸的代谢
• 三、脱羧基作用
第二节 个别氨基酸代谢
• 一、一碳单位代谢
• 二、含硫氨基酸的代谢
• 三、芳香族氨基酸的代谢
• 四、支链氨基酸的代谢
第三节 氨基酸的生物合成
第八章 核苷酸代谢(Nucleotide Metabo lism)
第一节 核苷酸的化学结构
第二节 嘌呤核苷酸的合成代谢
• 一、嘌呤核苷酸的合成
◦ (一)嘌呤核苷酸的从头合成
◦ (二)补救合成途径:
第三节 嘧啶核苷酸的合成代谢
第四节 脱氧核糖核苷酸的生成
• (一)脱氧核糖的生成:
• (二)脱氧核糖核苷酸合成的调节
• (三)脱氧胸腺嘧啶核苷酸的生成
第五节 核苷酸的分解代谢
• 一、嘌呤的分解代谢
• 二、嘧啶核苷酸的分解代谢
第九章 物质代谢调节(Regulation in Metabolism)
第一节 细胞水平的代谢调节
• 一、细胞内酶的分隔分布
• 二、酶分子结构的调节
◦ (一)变构调节
◦ (二)酶分子化学修饰调节
• 三、酶含量调节
◦ (一)酶蛋白合成的诱导和阻遏
◦ (二)酶分子降解的调节
第二节 激素对物质代谢的调节
• (一)cAMP是激素在细胞内的信使
• (二)cAMP依赖性蛋白激酶是cAMP的靶分子
第三节 物质代谢的整体调节
第十章 血浆蛋白与凝血
第一节 血浆蛋白质
• 一、白蛋白
• 二、金属结合蛋白
• 三、铜蓝蛋白(ceruloplasmin;Cp)
第二节 血液凝固
• 一、血液凝固的机理
• 二、凝血酶原激活物的生成
◦ (一)内源性途径
◦ (二)外源性途径
• 三、凝血酶原的激活
• 四、纤维蛋白原转变为纤维蛋白
• 五、凝血作用的调节
• 六、纤维蛋白溶解
◦ (一)纤维蛋白溶解机理
◦ (二)纤溶抑制物
第三节 红细胞的代谢
• 一、血红素的生物合成
◦ (一)血红素的合成通路(过程)
◦ (二)血红素合成的调节
• 二、成熟红细胞的代谢特点
◦ (一)糖酵解
◦ (二)2,3-二磷酸甘油酸(2,3-BPG)支路
◦ (三)磷酸戊糖通路
第十一章 肝脏的生物化学
第一节 肝脏的化学组成特点
第二节 肝脏在物质代谢中的作用
• 一、肝脏在糖代谢中的作用
• 二、肝脏在脂类代谢中的作用
• 三、肝脏在蛋白质代谢中的作用
• 四、肝脏在维生素代谢中的作用
• 五、肝脏在激素代谢中的作用
第三节 肝脏的生物转化作用
• 一、肝脏生物转化的概述
• 二、生物转化反应类型
◦ (一)氧化反应
◦ (二)还原反应
◦ (三)水解反应
◦ (四)结合反应
• 三、影响生物转化的因素
第四节 胆汁酸代谢
• 一、胆汁酸的种类
• 二、初级胆汁酸的生成
• 三、次级胆汁酸的生成及胆汁酸的肠肝循环
• 四、胆汁酸的生理功能
第五节 胆色素代谢
• 一、胆红素的生成及转运
◦ (一)胆红素的来源
◦ (二)胆红素的生成
◦ (三)胆红素在血液中的运输
• 二、胆红素在肝脏中的代谢
◦ (一)肝细胞对胆红素的摄取
◦ (二)肝细胞对胆红素的转化作用
◦ (三)肝脏对胆红素的排泄作用
• 三、胆红素在肠道中的转变
• 四、血清胆红素与黄疸
第十二章 钙磷代谢及微量元素
第一节 钙磷代谢
• 一、血钙和血磷
• 二、钙、磷的吸收与排泄
◦ (一)钙、磷的吸收
◦ (二)钙和磷的排泄
• 三、钙、磷与骨的钙化及脱钙
◦ (一)骨的组成
◦ (二)成骨作用与钙化
◦ (三)溶骨作用与脱钙
• 四、钙磷代谢的调节
◦ (一)甲状旁腺素(Parathormone,PTH)
◦ (二)1,25-(OH)[XB]2[/XB]D[XB]3[/XB]
◦ (三)降钙素(CalcitoninCT)
第二节 镁的代谢
• (一)镁的吸收与排泄
• (二)镁的生理功能
第三节 微量元素
• 一、铜
• 二、锌
• 三、碘
• 四、锰
• 五、硒
• 六、氟
• 七、钒
第十三章 结缔组织生化(Biochemistryof Connective Tissue)
第一节 蛋白多糖
• 一、化学结构
• 二、蛋白多糖的生理功能
• 三、蛋白多糖的生物合成
• 四、蛋白多糖的分解代谢
第二节 胶原蛋白
• 一、胶原蛋白的结构
• 二、胶原的生物合成
◦ 1.细胞内合成阶段
◦ 2.细胞外胶原纤维成熟阶段
• 三、胶原的分解代谢
第三节 弹性蛋白及角蛋白
• 一、弹性蛋白
• 二、角蛋白
第四节 结缔组织代谢的调节
第十四章 神经组织生化(Biochemistry of Neural Tissue)
第一节 血脑屏障
• 一、血脑屏障的结构特点
• 二、物质通过血脑屏障的方式
• 三、影响因素
第二节 脑代谢的某些特点
• 一、能量供应(Energy Supply)
• 二、类脂的组成和代谢
• 三、谷氨酸的代谢与功能
第三节 神经递质(Neurotransmitter)的代谢
• 一、乙酰胆碱(Acetylcholine简写Ach)
• 二、儿茶酚胺类(Catecholamines)
• 三、5-羟色胺(5-ydroxytryptamine 简写5-HT)
• 四、氨基酸和寡肽
第十五章 核酸的结构与功能The Structure and Function of Nucleic Acid
第一节 核酸的化学组成
• 一、元素组成
• 二、化学组成与基本单位
第二节 DNA的一级结构与功能
• (一)DNA的一级结构
• (二)基因组DNA
• (三)限制性片段长度多态性
第三节 DNA的二级结构与功能
• (一)DNA的二级结构双螺旋结构模型(double helixmodel)
• (二)DNA结构的多态性
• (三)DNA结构的不均一性(heterogeneity)
• (四)DNA的变性、复性与分子杂交
第四节 DNA的三级结构与功能
• (一)DNA超螺旋
• (二)染色质和核小体
第五节 RNA的结构与功能
• (一)信使RNA(mRNA)与不均一核RNA(hnRNA)
• (二)转运RNA(tRNA)
• (三)核蛋白体RNA(rRNA)
• (四)其它RNA分子
小结
• 复习题
第十六章 DNA的生物合成(TheBiosynthesis of DNA)
第一节 DNA的复制
• 一、DNA复制的方式及一般过程:
◦ (一)DNA的半保留复制(semiconservative replication)
◦ (二)DNA复制的一般过程:
• 二、DNA复制的起始阶段:
• 三、DNA复制的延长阶段以及参与的酶和蛋白质分子:
◦ (一)DNA的聚合反应和DNA聚合酶
◦ (二)与超螺旋松驰有关的酶:
• 四、DNA复制的终止阶段
• 五、真核生物DNA复制的特点:
第二节 反转录作用(reverse transcription)
• 小结
◦ 思考题
第三节 DNA的损伤与修复
• 一、DNA的损伤
• 二、DNA修复
◦ 复习思考题
第十七章 RNA的生物合成(TheBiosynthesis of RNA)
第一节 转录作用
• 一、依赖DNA的RNA聚合酶
• 二、RNA的转录过程
◦ (一)识别
◦ (二)转录起始和延伸
◦ (三)转录的终止(Termination)
第二节 RNA转录后的加工与修饰
• (一)mRNA的加工修饰
• (二)rRNA转录后加工
• (三)tRNA转录后的加工修饰
第四节 RNA的复制
• 思考题
第十八章 蛋白质的生物合成(The Biosynthesis of protein)
第一节 参与蛋白质生物合成的物质
• (一)合成原料
• (二)mRNA是合成蛋白质的直接模板
• (三)tRNA是氨基酸的运载工具:
• (四)核糖核蛋白体
第二节 蛋白质生物合成过程
• (一)氨基酰-tRNA的生成
• (二)多肽链合成的起始
• (三)多肽链的延长:
• (四)翻译的终止及多肽链的释放:
• (五)多核糖体循环:
第三节 蛋白质合成后的分泌及加工修饰
• (一)细菌中蛋白质的越膜
• (二)真核生物蛋白质的分泌
• (三)蛋白质翻译后加工修饰
第四节 蛋白质合成的抑制剂
• (一)抗生素类阻断剂:
• (二)干扰素对病毒蛋白合成的抑制
第十九章 基因表达调控(Gene Expression and Its Regulation)
第一节 基因表达调控的现象和概念
• 一、基因表达调控是生命的必需
• 二、基因表达适应环境的变化
第二节 原核基因表达调控
• 一、操纵元的提出
• 二、操纵元(operon)的基本组成
◦ (一)结构基因群
◦ (二)启动子
◦ (三)操纵子
◦ (四)调控基因
◦ (五)终止子
• 三、乳糖操纵元的表达调控
◦ (一)阻遏蛋白的负性调控
◦ (二)CAP的正性调控
• 四、色氨酸操纵元
◦ (一)色氨酸操纵元的结构与阻遏蛋白的负性调控
◦ (二)衰减子及其作用
第三节 真核基因表达调控
• 一、真核基因组的复杂性
• 二、真核基因表达调控的特点
◦ (一)真核基因表达调控的环节更多
◦ (二)真核基因的转录与染色质的结构变化相关
◦ (三)真核基因表达以正性调控为主
• 三、真核基因转录水平的调控
◦ (一)顺式作用组件(cisacting elements)
◦ (二)反式作用因子(transactingfactors)
本章提要
• 复习思考题
第二十章 DNA重组与基因工程DNARecombination and Genetic engineering
第一节 工具酶
• 一、限制性核酸内切酶的概念
• 二、限制性核酸内切酶的命名
• 三、限制性核酸内切酶的分类
• 四、限制性核酸内切酶的作用
第二节 基因工程载体
• 一、质粒载体
• 二、噬菌体载体
• 三、动物病毒载体
第三节 目的序列与载体的连接
• 一、粘性末端连接
• 二、平末端连接
第四节 目的基因序列的来源和分离
• 一、基因组DNA文库
• 二、cDNA文库
• 三、聚合酶链式反应(PCR)
• 四、人工化学合成
第五节 基因序列导入细胞
• 一、转化
• 二、感染
• 三、转染
第六节 目的基因序列克隆的筛选与鉴定
• 一、根据重组载体的标志作筛选
• 二、核酸杂交法
• 三、PCR法
• 四、免疫学方
• 五、DNA限制性内切酶图谱分析
• 六、核苷酸序列测定
第七节 克隆基因的表达
第八节 DNA重组及基因工程技术对医学和生命科学发展的贡献
• 一、对人类遗传信息的认识
• 二、基因工程药物与疫苗
• 三、转基因动物和植物
• 四、基因诊断与基因治疗
第二十一章 细胞通讯与细胞信号转导的分子机理Cell Communication and Cell Signal Transduction
第一节 细胞通讯方式
• (一)细胞间隙连接
• (二)膜表面分子接触通讯
• (三)化学通讯
第二节 细胞内受体的信号转导机理
第三节 膜受体介导的信号转导
• 一、膜受体的分类
• 二、膜受体信号转导的分子机理
◦ (一)离子通道型受体及其信号转导
◦ (二)G蛋白偶联型受体及其信号转导
◦ (三)单次跨膜受体及其信号转导
第二十二章 癌基因与抑癌基因(Oncogene and anti-oncogene)
一、癌基因的发现
二、细胞癌基因的激活
三、抑癌基因
提要