什么是化學生物學

一、生物化學、化學生物學、分子生物學，三者聯系與區(qū)別歐洲化學生物學的一個專門刊名為ChemBioChem刊物，這部刊Lehn教授和AlanR.Fersht[1]時指出：ChemBioChem意指化學生物學和生物化學，其使命是涵蓋從復雜的碳水化合物、多肽蛋白質到DNA/RNA想到拿這個題目出來介紹是因為這是我在第一節(jié)課課堂討論中生物化學(BiologicalChemistry)[1]納了一下，其研究的基本內容包括對生物體的化學組成的鑒定，對1酶催化，生物膜和生物力學，激素與維生素，生命的起源與進化。生物化學對其他各門生物學科的深刻影響首先反映在與其關系(/view/253496.htm)化學生物學（ChemicalBiology）化學生物學是使用小分子作為工具解決生物學的問題或通過干擾/[1]物學的奠基人Schreiber化學生物學是對分子。”化學生物學是近年來出現的新興研究領域，它融合了化學、生物學、物理學、信息科學等多個相關學科的理論、技術和研究方法，是一個有活力、有應用前景的新學科。它主要研究的內容包括[3]：—,細胞過程基因表達的小分子調控2(3),學基礎研究從自然界發(fā)現新的生物活性物質,尋找它們在生物體中的靶位點,研究小分子與生物大分子之間的相互作用、構效關系和作用機制,進一步在分子和化學鍵水平上研究它們在調控生理過程中的分子識別、信息傳遞分子進化及其系統(tǒng)工程的研究分子進化是研究生命起源的重要內容,揭示通過DNARNA質和糖等生物大分子的突變和選擇改變生物表型和性狀進化的分子機制。分子生物學(MolecularBiology))的結構、功能和生物合成等，從這些方面來闡明各2050子生物學是生物學的前沿與生長點，其主要研究領域包括蛋白質體-核酸體系()脂質體系（即生物膜。(/view/2461.htm）三者之間的聯系與區(qū)別3聯系：化學生物學雖然目前探討比較熱烈聯系：化學生物學雖然目前探討比較熱烈,但它仍然是一個新的、定義不太明確的領域,化學生物學這個名詞對于不同的人有不同的含義。從它與其它學科的聯系來看,化學生物學是化學生物學是一門新物學的含義有較大的重疊,它強調的是化學與生物學的交叉與融合[2]。區(qū)分。之前已經提到Schreiber采用化學的手段,區(qū)分。之前已經提到Schreiber采用化學的手段,如運用小分子或人工設計合成的分子作為配體來直接改變生物分子功能”，這是化學生物學的核心。因此，化學生物學的中心任務[2]是采用小分子達到對生物通路的調控。合成和篩選生物活性小分子，生物靶分子相互作用、分子識別、信息傳遞、生命過程的小分子調控的差別了：物，范圍也更廣泛些，探討更多的是關于生物體的化學組成結構，以及作用過程的化學本質和機理；4構與功能，以及化學合成（光合作用等。采用定點突變的方法來改變生物分子如蛋白質和核酸的功能，所謂定點突變(/view/274624.htm?fr=ala0_1_1)是指通過聚合酶鏈式反應（PCR）等方法向目的DNA片段（可以是基因組，也可以是質粒）中引入所需變化（通常是表征有利方向的變化，包括堿基的添加、刪除、點突變等。定點突變能迅速、高效的提高DNA所表,以及闡明生物分子間相互識別、相互——,或以天然化合物為模板設計合成而創(chuàng)制的天然化合物類的新穎分子作為探針,去探討生物體中的分子間相互作用和細胞發(fā)育與分化的調控作用范圍和前兩者不同。相輔相成，互為補充和發(fā)展前提的，只有三門學科得共同的進步，化學生物學的研究才能邁上一個新的臺階。二、中外化學生物學教學對比相輔相成，互為補充和發(fā)展前提的，只有三門學科得共同的進步，化學生物學的研究才能邁上一個新的臺階。二、中外化學生物學教學對比由于化學生物學是一門多交叉學科，同時又是新興學科，教學歷5史比較短，不像其他課程的教學那樣有成熟的教學大綱及知識點體表一中外化學生物學教學對比[3-5]國內 國外湖北大學最早于1997年開始招生的理科化學生物學基礎科學研究與教學人才培養(yǎng)試點班2003

1995年Harvard大學率將其化學系改名為化學與化學生物學系(Department 開設時間

清華大學開設化學—生物

ChemistryBiology)

and Chemical學基礎科學班招收本科生2001研究所建立了化學生物學會化學生物學專業(yè)委員會成立6

1996年美國加州ScrippsSkaggs物學研究所。象置

設立了化學生物學碩士和始面向本科生方面的課程程占較大比重相關的選修課程綜合化學實驗中設置化學生物學實驗部分或者單獨開設化學生物學綜合實驗7

主要是研究生,并且要求具有良好的化學和生物學背景,多各有側重的課程加州大學伯克利分校模式：1）某些領域進行深入講解；3）專題研討耶魯大學模式：理論課和實驗課并開(教材選擇

編)術》(科學出版社；申泮文主編)實驗教材實驗教程》(化工出版社；)以上僅供參考

教材選擇是多樣化的,沒有統(tǒng)一的標準,界限也比較模糊。沒有一所大學采用直接命名為“化學生物學”的書作為教材,大多數是選擇與其教學內容相關的教材。先修要求

化學專業(yè)仍是其主導專業(yè)，主要是有機化學，生物化學在此基礎之上來加強生物分子生物學物理化學等可以學知識。 一般了解低年級課程有普通生涉及領域

物學化學原理高年級有 課題集中在生物體內的有機化學物理化學生物信息流信號轉導生物識化學細胞生物學分子生以及化學分子在這些過程中8物學等核心基礎課程以及的作用、核酸和蛋白質的折比較專業(yè)的選修課程為學疊、化學遺傳學及基因組學生進入高層次學習深造提 酶的三維結構催化機制及調供條件在原有課程實驗?？氐鞍踪|與其他生物分子相留的情況下在高年級開設互作用藥物的開發(fā)用化學綜合化學實驗和綜合化學生物學實驗。加強實驗教學。調整和融合知識體系特點 加強課程建設，強化程之間的聯系

注重采用化學方法來解釋,焦點類,這是整個學科的基礎。關注學科領域的前沿,教師一般會給學生提供較多近期發(fā)表的論文,進行專題研討,這些必然指向學科的前沿。對比分析：開設時間和科研單位開設時間：從上表可以看出化學生物學作為一個新興的交叉學9ft東大學微生物國家重點實驗室建立的“工業(yè)生物技術與環(huán)境化學生物學”研究組,華中師范大學組建的“農藥與化學生物學”教育部重點實[3]ft東大學微生物國家重點實驗室建立的“工業(yè)生物技術與環(huán)境化學生物學”研究組,華中師范大學組建的“農藥與化學生物學”教育部重點實[3]1995年Harvard大學率先將化學系改名為化學與化學學生物學研究所等[3-5]。這一點上可以看出我國比較偏重于本國特色”州Scripps研究所的Skaggs化學生物學研究所和康奈爾大學建立的化學生物學研究所等[3-5]。這一點上可以看出我國比較偏重于本國特色課程對象及專業(yè)設置要是研究生,并且要求選課的學生具有良好的化學和生物學背景。這個原因歸結為：化學生物學是一門新興交叉學科,涉及的面非常廣闊，所以學生在選修化學生物學課程之前,必須有很好的化學知要是研究生,并且要求選課的學生具有良好的化學和生物學背景。這個原因歸結為：化學生物學是一門新興交叉學科,涉及的面非常廣闊，所以學生在選修化學生物學課程之前,必須有很好的化學知識背景和生物學知識背景,通常本科生要到高年級才能修完，而且本10科階段,科階段,主要任務是學習通識課程,對于自己學科和研究體系有一個大致的了解,從而培養(yǎng)一種科學的思維方式，還有救市這門課需要了解很多前沿知識,要關注新的研究動向致的了解,從而培養(yǎng)一種科學的思維方式，還有救市這門課需要了解很多前沿知識,要關注新的研究動向,閱讀大量文獻，有時還需要通過實驗來驗證。從這些方面來看,學習這門課程比較適合于研究生。應該占據主要地位。Harvard大學率ft[4]Harvard大學率先將其化學系改名為化學與化學生物學系[5]。重視程度不同。課程設置和教學手段國內在課程設置和教學上有如下特點[4]：化學生物學的教材目前國內有《化學生物學導論》以及《化)兩本，而化學生物學實驗的教材只有一本程教材的缺乏。課程設置中與交叉學科相適應的課程占較大比重，包括生物學課程。設置了一些與學科拓展相關的選修課程，包括高級化學、應11用化學、生物技術和藥學類的一些課程?；瘜W生物學專業(yè)包括化學類和生物類兩方面的課程?；瘜W類置化學生物學實驗部分或者單獨開設化學生物學綜合實驗。國外特點[5]：化學生物學課程的教材選擇是多樣化的，沒有統(tǒng)一的標準，化學生物學”的書作是與上課內容相關的參考書，不是真正的教材。3種。一種是像哈佛大學那樣，的同時開設實驗課。每個學校的主要領域和題目的選擇與教師的研究興趣密切相及討論的展開，也利于啟迪學生?？梢钥闯?，國外大學化學生物學教材以及開設的與化學生物學相12對比之后的啟發(fā)與思考在教材選擇方面，可以學習國外模式，在使用教材或參考資可達到學好化學生物學這門強交叉性和綜合性課程的目的。,常常按照學科的分類成立各種院系,,化學生物學研究室[3]。很多學化學的不會轉入生物學研究，這種,無法深入完結構”和反應性”生物化學功13能和生物學功能”的思維模式有機的結合起來[4]。三、小分子探針藥物研究方面的進展和展望以上是我對文獻的一些總結和個人的一些看法，想法還比較淺引用一些西方成功范例。取長補短，對自身學習會有很大幫助！三、小分子探針藥物研究方面的進展和展望”Schreiber的文章中當今創(chuàng)新藥物的發(fā)現越來越依賴于靶點的發(fā)現以及靶點與活性”Schreiber的文章中究方面的進展和展望作一個介紹。藥物研究與靶點PPT中141藥物研究流程圖DNA等。藥物[6]。小分子探針在靶點發(fā)現等方面的應用何種蛋白質是針對某種疾病的小分子藥物的靶點，在目前基因15[7]。利用——[8]。什么是小分子探針探針分子一般是以其母體化合物（最初的活性化合物）根據初步的構效關系設計合成的。設計的探針分子應具有適當的活[6]：活性化合物中含有某些反應基團，可以與靶點蛋白的活性部位發(fā)生反應形成共價鍵（2）的；-偶極相互作用、范弱、不穩(wěn)定，是可逆的。162[6]分子探針可以快速、靈敏、實時獲得這些信息，目前常用的分[7]Kramer等首次設計合成的分子信標核酸探FloridaTan等利用分子信標制作成了世界上最小的DNA分子馬達。另一種核酸探針是能與蛋白質等配體AptamerAptamer對靶分子的高識別能蛋白質探針。小分子探針的作用在藥物發(fā)現過程中，化學小分子探針主要有以下幾個方面的作用[6]：1）面的研究：了解藥物分子與靶點作用部位的結構信息，為進一步的結構改造提供幫助；17入研究蛋白質的功能；利用探針分子進行細胞或體內的標記實驗，可能會發(fā)現一些與活產生的毒副作用提供預測。2）對于體內作用靶點未知，有藥理活性的化合物，特別是來自模型，為先導物的結構優(yōu)化服務。展望以上就是我對小分子探針已有進展的初步了解和對知識簡單的1）雖然現在已經用小分子探針進行了大量研究，但如果能建立一個2）DNA并且找出可以按次序選擇識別不同DNA和蛋白質的分子探針會有很大幫助。3）蛋白質與探針分子的相互作用的研究涉及許多相關學科，就像課18化學、物理學及計算機科學等，必將推動這一研究領域的進步。4）2003年之前化學小分子探針標記實驗大部分還在體外進行，只能大致的揭示活細胞或體內蛋白質的功能狀態(tài)。美國Scripps研究所Cravatt等將“click”[6]。關于點擊化學在我所讀的文Clickchemistry(簡稱CC)，又稱點擊化學，是最近幾年發(fā)展起來的一種化2001ScrippsSharpless[9]等提出這中最重要的“click”反應是指炔基在Cu(I)催化下與疊氮基形成穩(wěn)定的1,2,3-(也稱Huisgen1,3-)的反應，在組合5）19子探針與大分子相互作用的原理,探討生物體系中分子識別和信息傳遞的機制，從而闡明中藥中更多未知的機理。參考文獻：王世敏,,李玲.[J].工,2002,4:1-3吳厚銘.——[J].2000,423-430馬林.[J].2006,18(4):514-518池泉.[J]