1、藥學分子生物學 Pharmaceutical Molecular Biology,生化教研室 肖建英,緒 論,一、分子生物學與藥學分子生物學二、分子生物學發(fā)展的回顧三、分子生物學和現代醫(yī)藥科學,—— 醫(yī)學和生命科學的永恒主題,生命是什么?,1. 分子生物學(Molecular Biology)的概念：,從分子水平研究生命現象的科學，是現代生命科學的“共同語言” 。,一、分子生物學與藥學分子生物學,核

2、心內容是通過生物的物質基礎——核酸、蛋白質、酶等生物大分子的結構、功能及其相互作用等運動規(guī)律的研究來闡明生命分子基礎，從而探討生命的奧秘。,2、分子生物學的產生與發(fā)展：,生物化學遺傳學細胞生物學生物物理學微生物學有機化學物理化學,分子生物學的研究和發(fā)展軌跡,分子生物學不斷地與其他學科進行深入的橫向聯(lián)系和交叉融合 分子、細胞、整體水平的研究得到和諧統(tǒng)一表型和基因型的關系得到客觀準確解釋,分子生物學打破了學科的界線

3、分子生物學把各學科聯(lián)系在一起,分子生物學與其他學科的結合,,生理學,微生物學,免疫學,病理學,藥理學,分子生物學,,臨床醫(yī)學,分子生物學廣泛滲透到醫(yī)學各 領域，成為現代醫(yī)學重要的基礎,分子生物學的學科地位：,是當前生命科學中發(fā)展最快的前沿領 域，即生命科學的領先學科。 是與其它學科廣泛交叉與滲透的重要前沿領域——現代生命科學的內涵和外延在不斷擴大。,分子生物學大大促進了醫(yī)藥學的發(fā)展 ！,3、分子生物學的研究

4、對象:,生物大分子的結構 大分子結構與功能的關系 生物大分子在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用,一、核酸（基因）的分子生物學： 核酸的結構與功能、基因組、基因信息的傳遞 及調控、基因操作、基因診斷與基因治療等。二、蛋白質的分子生物學：（包括酶與生物催化劑） 蛋白質的結構與功能，生物大分子間的相互作用三、細胞信號轉導的分子生物學： 研究細胞間通訊和細胞內信號轉導的分子機制四、癌基因與抑癌基因、肽

5、類生長因子、細胞周期 及其調控的分子機理等。五、分子生物學技術： 主要包括分子雜交技術、鏈反應技術、基因工 程與蛋白質工程等。,研究的具體內容：,結構分子生物學研究 基因組研究 基因表達的調控研究 細胞信號轉導研究,,目前分子生物學研究的前沿：,4、藥學分子生物學 (Pharmaceutical Molecular Biology ),分子

6、生物學的新理論和新技術,藥學研究領域,,,藥學分子生物學,滲入,誕生,生命科學藥學化學,,,藥學化學,,,二、分子生物學發(fā)展的回顧,1868年 Fridrich Miescher從膿細胞中提取“核酸” 1903年 染色體是遺傳單位1910年 基因位于染色體上1913年 染色體包含線性排列的基因1927年 突變是基因內的物理變化1931年 交換引起基因重組1944年 Avery等人證實DNA是遺傳物質1945年 基因編

7、碼蛋白質1951年 首次蛋白質測序1953年 Watson和Crick發(fā)現DNA的雙螺旋結構,1954年 Crick提出分子生物學的中心法則1958年 DNA半保留復制1961年 Nirenberg發(fā)現遺傳密碼1967年 發(fā)現DNA連接酶1973年 建立了DNA重組技術1975年 Temin和Baltimore發(fā)現逆轉錄酶1981年 Gilbert和Sanger建立DNA 測序方法1985年 Mullis發(fā)明PCR 技

8、術1990年 美國啟動人類基因組計劃(HGP) 1994年 中國人類基因組計劃啟動1997年 第一只克隆羊多莉誕生2001年 美、英等國完成人類基因組計劃基本 框架2003年人類基因組序列圖繪制成功,1、誕生的準備和醞釀階段 19世紀后期——20世紀50年代初。 在這一階段產生了兩點對生命本質認識上的重大突破： (1) 確定了蛋白質是生命的主要物質基礎,分子生物學發(fā)展的三個階段：,19世紀末Buch

9、ner第一次提出酶（enzyme）的名稱，酶是生物催化劑。,1902年EmilFisher證明蛋白質結構是多肽；,40年代末，Sanger創(chuàng)立氨基酸序列分析法。,1950年Pauling和Corey提出了α-螺旋結構模型。,(2) 確定了生物遺傳的物質基礎是DNA,1868年F.Miescher就發(fā)現了核素（nuclein）,20世紀20-30年代已確認自然界有DNA和RNA兩類核酸,1944年O.T.Avery等證明了肺炎球菌轉化因

10、子是DNA；,1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用DNA35S和32P分別標記T2噬菌體的蛋白質和核酸，感染大腸桿菌的實驗進一步證明了DNA是遺傳物質。,1949-52年S.Furbery等的X-線衍射分析闡明了核苷酸并非平面的空間構像，提出了DNA是螺旋結構；,1948-1953年提出了DNA鹼基組成A=T、G=C的Chargaff規(guī)則，,2、現代分子生物學的建立和發(fā)展階段 從20世紀5

11、0年代初——70年代初。,1953年Watson和Crick提出的DNA雙螺旋結構模型是現代分子生物學誕生的里程碑。開創(chuàng)了分子遺傳學基本理論建立和發(fā)展的黃金時代。,DNA雙螺旋發(fā)現的最深刻意義在于： 確立了核酸作為信息分子的結構基礎;提出了鹼基配對是核酸復制、遺傳信息傳遞的基本方式；從而最后確定了核酸是遺傳的物質基礎，,此期間的主要進展包括：(1)遺傳信息傳遞中心法則的建立,(2)對蛋白質結構與功能的進一步認識

12、,1956-58年Anfinsen和White根據對酶蛋白的變性和復性實驗，提出蛋白質的三維空間結構是由其氨基酸序列來確定的。,1969年Weber開始應用SDS-聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白質分子量；,1973年氨基酸序列自動測定儀問世。,1965年中國科學家人工合成了牛胰島素。,3、初步認識生命本質并開始改造生命的 深入發(fā)展階段 70年代后，以基因工程技術的出現作為新的 里程碑，標志著人類深入認識生命本質

13、并能動改造生命的新時期開始。,三、分子生物學和現代醫(yī)藥科學,（一）分子生物學在發(fā)病機制和藥學研究中的作用,1、遺傳性高脂血癥可誘發(fā)冠狀動脈粥樣硬化2、對某些病毒致病作用的研究：乙肝與肝癌3、認識了某些遺傳疾病的發(fā)病機制,（二）分子生物學在疾病診斷中的作用 如基因芯片的應用。,（三）分子生物學在疾病治療中的作用,（四）分子生物學在醫(yī)藥工業(yè)中的作用,1、DNA重組技術與新藥研究：常見的重組藥物,2、藥物基因組

14、學、藥物蛋白質組學與現代藥物,（1）藥物基因組學是主要以闡明藥物代謝、藥物轉運和藥物靶分子的基因多態(tài)性與藥物作用包括療效和毒副作用之間關系的一門科學，是一門新興的研究領域。,研究的分子基礎是基因多態(tài)性，因此可指導藥物設計、開發(fā)新藥及合理用藥。,（2）藥物蛋白質組學是基因、蛋白質、疾病三者相連的橋梁科學。其研究內容比藥物基因組學更復雜。,復習思考題： 1、何謂分子生物學？何謂藥學分子生物學？2、分子生物學研究的主要內容是