11化學生物學導論FoundationofChemicalBiology參考書目使用教材：化學生物學導論馬林古練權(quán)編著化學工業(yè)出版社，2006年生物化學主編古練權(quán)，高等教育出版社,2000年參考書目：生物化學教程主編張洪淵四川大學出版社出版生物化學(上下）主編王鏡巖高等教育出版社聯(lián)系地點：化學南樓三樓309室電話：84113690郵：cesmal@學習成績評議方式1，作業(yè)—內(nèi)容是思考性題目，可能不是書上內(nèi)容，也可能是書上沒講的內(nèi)容-30%。3，期末考試-全面的復習、書上及課堂講過的內(nèi)容-70%一、Whyisthechemicalbiology?近百年來化學家已經(jīng)設計和合成了數(shù)千萬個化合物，幾乎又創(chuàng)造了一個新的自然界；同時還發(fā)現(xiàn)了大量的新反應、新試劑、新方法和新理論。

20世紀前半葉，由于基礎化學中的高分子化學的興起和發(fā)展，逐步形成了塑料、纖維、橡膠三大合成材料工業(yè)。醫(yī)藥工業(yè)的發(fā)展與化學緊密相關(guān)。化學合成藥在醫(yī)學工業(yè)中占主導地位。目前世界藥物市場的年銷售量約為3000億美元，在世界經(jīng)濟發(fā)展中有舉足輕重的作用化學工業(yè)已成為某些國家的支柱產(chǎn)業(yè)。例如，美國90年代化學工業(yè)產(chǎn)值約占30%，化學品出口占總出口的30%，位居世界第二位?；瘜W取得的成就并未獲得社會認同在20世紀的100年中,化學與化工取得了空前輝煌的成就?；瘜W合成和分離了2285萬種新化合物、新藥物、新材料、新分子來滿足人類生活和高新技術(shù)發(fā)展的需要,化學是以指數(shù)函數(shù)的形式向前發(fā)展的。沒有一門其他科學能像化學那樣在過去的100年中創(chuàng)造出如此眾多的新化合物。這個成就用“空前輝煌”來描述并不過分。但“化學家太謙虛”(這句話是Nature雜志在2001年的評論中說的),沒有向社會宣傳化學與化工對社會的重要貢獻。因此20世紀化學取得的輝煌成就,并未獲得社會應有的認可。100年前，“化學可以賦予你更好的生活”的承諾把成千上萬的人造化合物引進了人們的生活。隨著工業(yè)化社會的發(fā)展，人類在生活和生產(chǎn)過程中可能接觸到的外源化學物日益增多?，F(xiàn)今估計外源化學物已達到十多萬種，其中已進入社會的約有6-8萬種。這些外源化學物包括工業(yè)品及工業(yè)使用的原材料、食品色素與添加劑、農(nóng)藥、化妝品以及醫(yī)用藥品等。為我們的生活及生命提供了豐富多彩的物質(zhì)。正如杜邦公司廣告用語所講的那樣“化學開創(chuàng)美好生活”.化學家非常謙虛,在交叉學科中放棄冠名權(quán)，如分子晶體管、分子馬達、分子計算機等都是化學家開始研究的,但開創(chuàng)這方面研究的化學家卻不提出“化學器件學”這一新名詞,而微電子學專家馬上看出這些研究的發(fā)展遠景,并稱之為“分子電子學”。又如化學家合成了Ｃ60,于1996年被授予諾貝爾化學獎,后來化學家又做了大量研究工作,合成了碳納米管。但是許多由這一發(fā)明所帶來的研究被人們當作應用物理學或納米科學的貢獻。內(nèi)行人知道分子生物學正是生物化學的發(fā)展。在這個交叉領(lǐng)域里化學家與生物學家共同奮斗,把科學推向前進。但是在“分子生物學”中“化學”一詞已經(jīng)消失了。這樣,化學這門重要的中心科學反而被社會看作是伴娘科學而不受重視。世界著名的Nature雜志也為化學家鳴不平,在2001年發(fā)表了社論說:“化學的形象被其交叉學科的成功所埋沒”。但化學家仍然很謙虛,居然不喊不叫也不抱怨?；瘜W沒有樹立品牌,化學與化工被認為是污染源,。化學為人類生活現(xiàn)代化作出了極大的貢獻。但是當今社會上化學不再那末受人歡迎：化學工作又苦又累，又毒又臟。從80年代以來，人們也許可以觀察到化學在社會公眾中的形象有一些微妙的變化。本文前面提到的杜邦公司廣告用語中“化學”被刪去，盡管還是要用化學來生產(chǎn)它的產(chǎn)品，但只剩下“開創(chuàng)美好生活”一句了。我們國內(nèi)一些食品、化妝品廣告或包裝上常加一句“本品不含任何化學添加劑”。好像“化學”成了“有害”的同義詞，其實它標榜的純天然物也都是化學品。

在自然科學的基礎學科中，化學一直有著獨特的位置。當然這個中心是指化學面向物質(zhì)變化的這一科學，從這一意義上講，它能聯(lián)系到自然科學的方方面面，從而處于一個獨特的位置。漢語“化學”一詞也較好地概括了這門包容萬物、集天地之造化的學問。這是化學科學的第一個特征。可以說化學是我們這個社會無處不在的現(xiàn)實。“化學是中心科學”

化學對生命是影響存在兩個相反的結(jié)果：好的一面是作為藥物，解除疾病給動物、人類帶來的痛苦。壞的一面是可以一些疾病，甚至直接導致動物死亡。而化學與生物學的融合經(jīng)歷了三個發(fā)展階段：1920-50s：生物化學學科的誕生1970-：分子生物學學科的產(chǎn)生，生物有機化學、生物無機化學、生物分析化學的產(chǎn)生。1995-：化學生物學（化學遺傳學、化學蛋白質(zhì)組學、化學糖生物學等）的誕生?；瘜W生物學是產(chǎn)生是化學學科發(fā)展的一個必然結(jié)果，也是生物學發(fā)展、藥物化學發(fā)展的需求。未來的化學如何發(fā)展？

“化學是中心科學”，是為人類進步提供物質(zhì)基礎的基礎學科?？梢哉f化學是我們這個社會無處不在的現(xiàn)實。那么，未來的化學如何發(fā)展？未來化學將在與其他學科綜合研究中有所突破，這種突破將會產(chǎn)生若干新的領(lǐng)域，是未來科學的生長點。未來化學研究模式將體現(xiàn)在如下幾個方面：從實際問題中抽出化學基本問題來研究；吸收其他學科的新理論和新結(jié)果，孕育化學生長點；與其他學科融合，開拓化學新領(lǐng)域；把握動向和時機，提出新的思路和新的研究方向；重視化學學科自身發(fā)展與整體科學技術(shù)的發(fā)展相結(jié)合。

化學無機化學有機化學分析化學物理化學高分子化學交叉融合材料科學醫(yī)藥學新化學理論新應用領(lǐng)域新分析技術(shù)新合成技術(shù)物理生物學醫(yī)學環(huán)境能源學科的發(fā)展促使化學生物學誕生分子生物學藥學化學生物學研究生命過程的途徑用基因突變的方法，干擾正常的生命過程，已經(jīng)不能適應深入研究的需要。一個新藥約需6-10年的時間耗資大，成本高。高通量篩選技術(shù)的發(fā)現(xiàn)促使發(fā)展新的技術(shù)以適應其發(fā)展。已能合成自然界發(fā)現(xiàn)的任何復雜的天然化合物，設計合成新穎化合物，具備了研究復雜分子和分子體系的能力化學生物學由此，

20世紀80年代，隨著生命科學?材料科學和生物技術(shù)等研究領(lǐng)域的發(fā)展，誕生了一大批邊緣學科，化學生物學就是其中之一?；瘜W生物學融合了傳統(tǒng)的天然產(chǎn)物化學?生物有機化學?生物無機化學?生物化學?藥物化學?晶體化學?波譜學和信息化學等學科的特點和研究方法，從更深層面去研究生命現(xiàn)象和生命過程?化學與生物學的融合帶來化學生物學學科的形成和快速發(fā)展，這已是不爭的事實?與此同時，化學家也將學習更多的生物學知識，去熟悉和應用基因表達和蛋白質(zhì)工程等重要生物技術(shù)為研究復雜的超分子體系提供機會，從而促進化學學科本身的發(fā)展。各地化學生物學系的建立為了順應這一新學科領(lǐng)域的發(fā)展的需要，近些年來一些國外著名的化學研究機構(gòu)或大學正在紛紛進行調(diào)整以順應這一新學科領(lǐng)域的發(fā)展的需要。如世界著名的哈佛大學于1995年首先將其化學系改名為化學與化學生物學系(DepartmentofChemistryandChemicalBiology)，康內(nèi)爾大學隨后建立了化學生物學研究所。北京大學化學與分子工程學院、藥學院在我國首先成立了化學生物學系，近幾年來，我國的許多大學相繼成立各種化學生物學方面的實驗室和研究所，一些學校開始設置“化學生物學”專業(yè)培養(yǎng)本科生、碩士和博士研究生。

二，什么是化學生物學？

Whatisthechemicalbiology?化學生物學已變成一個非常流行的名詞，各種人，包括有機化學家、生物化學家、分子生物學家和細胞生物學家都在討論它，化學生物學仍然是一個新的、定義不太明確的領(lǐng)域，化學生物學這個名詞對于不同的人有不同的含義。Schreiber等人指出：“化學生物學是對分子生物學的有力補充，分子生物學采用定點突變的方法來改變生物分子如蛋白質(zhì)和核酸的功能；而化學生物學是采用化學的手段，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的功能”?；瘜W生物學可以看作是一個特定的學科領(lǐng)域，與分子生物學，生物化學之間存在著差別。因此，準確地對化學生物學進行定義是非常重要的。

1,生物化學與分子生物學的概念

生物化學是在分子水平上研究生命科學的一門學科，是生命科學的重要基礎學科之一。生物化學主要是應用化學的理論和方法來研究生命現(xiàn)象，闡明生命現(xiàn)象的化學本質(zhì)。生物化學的基本內(nèi)容包括：發(fā)現(xiàn)和闡明構(gòu)成生命物體的分子基礎

生物分子的化學組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)；生物分子的結(jié)構(gòu)、功能與生命現(xiàn)象的關(guān)系；生物分子在生物機體中的相互作用及其變化規(guī)律。

生物化學是在分子水平上研究生命科學

分子生物學的概念分子生物學是從分子水平研究生命本質(zhì)為目的的一門新興邊緣學科，它以核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)及其在遺傳信息和細胞信息傳遞中的作用為研究對象。闡明遺傳、生殖、生長和發(fā)育等生命基本特征的分子機理，從而為利用和改造生物奠定理論基礎和提供新的手段。闡明攜帶遺傳信息的核酸和在遺傳信息傳遞及細胞內(nèi)、細胞間通訊過程中發(fā)揮著重要作用的蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)。

生物大分子結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系

2,化學生物學的概念在美國加利福尼亞大學藥學院網(wǎng)站對化學生物學的定義為“