绪论生物化学

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生物化学及其重要性的介绍

生物化学，也称为生物化学，是研究生物体内部和周围化学过程的科学分支。

它也可以定义为生物科学的一个分支，涉及研究涉及生物分子（如核酸、蛋白质、脂类和碳水化合物）的生化反应。它也被认为是有机化学的一个混合分支，专门研究活细胞内的化学过程和化学转化。

化学过程是指反应物发生反应形成产物的过程。这种机制也称为转化。

任何属于分子和活细胞大小范围，以及它们之间相互作用的内容，都被认为是在生物化学领域进行研究的。自然界中主要有6种元素结合形成蛋白质、核酸、碳水化合物和脂类等大分子。这些是：

• 氧 - 65%

• 碳 - 18%

• 氢 - 10%

• 氮 - 3%

• 钙 - 2%

• 其他元素 - 2%

这些生物分子结合形成细胞内部的复杂细胞器，称为生物体的结构和功能单位。

以以下例子为例，研究蛋白质的生物化学：

以红细胞中的血红蛋白分子为例，生物化学家将其视为蛋白质分子，并关注其结构，甚至关注该蛋白质的微小成分。血红素是血红蛋白的组成部分，具有中心的铁原子和周围的卟啉环。此处的 Fe 原子有助于氧气与红细胞的结合。

生物化学家还会观察形成这种蛋白质的蛋白质和 DNA 序列。他们还研究这些蛋白质的功能，并通过使用酶和受体观察它们的性能。生物化学家还将研究由于蛋白质功能改变而对生物体造成的影响。在这种情况下，异常红细胞会导致镰状细胞性贫血。不仅关注其异常，而且这些人还会寻找导致疾病的 DNA 突变。

与用于实验的缓冲液不同，生物体中的细胞环境充满了细胞器、生物分子等。因此，生物化学家在进行实验时必须考虑细胞内的浓度。

了解蛋白质的生命周期也涉及生物化学研究。生命周期涉及以下步骤。

• 首先，m-RNA 在核糖体中翻译成蛋白质，形成新生多肽链（未折叠的氨基酸链）。

• 在分子伴侣的帮助下发生蛋白质折叠，形成功能性折叠结构。

• 蛋白质折叠结构降解，使用蛋白酶和蛋白酶体产生小片段。

• 然后，这些小的构建块用于合成复杂天然产物，例如通过模板驱动的聚合反应合成的抗生素。

我们在生物化学中学习什么？

必须在分子水平上研究生命才能真正理解其重要性。通过研究生物化学可以了解的一些主要机制包括以下内容。

• 初级代谢 - 包括核酸在蛋白质合成中的作用、蛋白质在结缔组织中的结构作用和作为酶的功能作用，以及脂类和碳水化合物在生物膜中的作用。

• 生物分子的结构和功能。

• 生物分子的生化特性和相互作用。

• 遗传物质及其生物化学的研究。

• 研究主要元素（C、H、P、S、N 和 O）和其他一些离子在形成整个生物体中的重要性。

• 我们可以研究细胞成分（如酶、细胞器等）和生物分子的结构和功能。

方法和工具

• 用于大分子结构发现的方法 - X 射线晶体学、电子显微镜、核磁共振波谱。

• 其他生物信息学工具 - BLAST。

• 荧光 - 使用绿色荧光蛋白进行蛋白酶体、小分子等在蛋白质合成过程中的研究。

• 动力学研究 - 稳态动力学，包括使用过量底物等对酶进行多次转换；预稳态动力学，包括观察反应的初始时刻，例如通过限制底物进行单次转换。

• 核糖体或蛋白质纯化方法。

• 测定方法的开发，包括不同的分析方法 - 蛋白的蛋白质印迹、免疫沉淀、放射性、亲和力测量等。

生物化学的应用

生物化学科学主要有助于研究以下领域。

• 农业：作物栽培、杀虫剂和除草剂。

• 营养：确保细胞正常功能所需的足够营养。

• 医学：复杂的细胞环境和分子机制有助于治愈疾病，人类的转化机制。

• 治疗：疾病的诊断和治疗，临床测试。

结论

生物化学是一门主要研究生物化学方面的科学学科。这也包括研究生物体在分子水平上发生的生物过程。生物化学主要关注核酸、蛋白质、脂类和碳水化合物等大分子。

通过观察细胞内部的所有这些内容，生物化学成为药物发现途径中的一个重要步骤。生物化学还与遗传学、分子生物学、药理学、病理学、微生物学、结构生物学、化学等其他科学分支相关。