第一章 药学分子生物学201101.pptVIP

药学分子生物学Pharmaceutical Molecular Biology 药学院 侯丕勇 第一章 绪论 ( Introduction )—分子生物学的历程和在医药学领域的发展 第一节 分子生物学和药学分子生物学一、分子生物学的概念 是研究生物大分子核酸基因和蛋白质的结构和功能的一门学科。 其他生物大分子（多糖、类脂等）——生物化学(biochemistry) 生物小分子（生物碱，激素等）——化学生物学(chemicobiology) 是以生物化学、遗传学、生物物理学、细胞生物学、微生物学等为基础，从分子水平上对生命现象进行研究的一门学科。 是科学研究的基础工具。只包括那些使得对最基本的生物过程（有机体稳定性、存活和繁殖）进行分子研究并成为可能的技术和发现。 二、分子生物学是当今科学发展的潮流和模式 1、是当今生命科学研究的主导力量。 在ESI （Essential Science Indicators）收录的1993年至2003年自然科学和社会科学的论文发表总量为8百多万（8,769,676）篇，其中生命科学领域的论文发表量占51.6%。其中分子生物学与遗传学领域的论文发表量最高，达2,894篇，占文献总量的13.85% 。 ESI是 美国科技信息所(ISI)于2001年推出的衡量科学研究绩效、跟踪科学发展趋势的基本分析评价工具）。这是一个基于 SCI(科学引文索引)和SSCI(社会科学引文索引) 而建立的计量分析数据库。 最近几年与分子生物学相关的诺贝尔医学与生理学奖颁奖情况 2009年，端粒和端粒酶的机制。 2007年 ，“基因靶向”治疗。 2006年，ＲＮＡ（核糖核酸）干扰机制。 2001年，细胞周期的分子调节机制。 2000年，人类脑神经细胞间信号传递。 2、成为生命科学的思维方式 一方面人们越来越倾向于用分子的语言来解释生命现象： 生命的基础现象的解释（微观）：细胞活动、生命活动（2004年诺贝尔，嗅觉）、遗传、发育等。由此发展出分子发育生物学、分子神经生物学等学科。对医药学、农学和生物化工等起到了极大的推进作用。 生命的宏观现象的解释：进化论、分类学、生态学。形成了分子进化生物学、分子系统分类学和分子生态学等，用精确的实验方法研究生物学问题，使微观研究和宏观研究得到了紧密的结合。 另一方面使得科学思维从局部观向整体观拓展，从线性思维走向复杂性思维。 结合信息科学的发展，人们有条件解决宏观的科学问题。 中医药的发展。 3、改变了生命科学的研究模式 大规模的集约型研究的出现： 多个实验室间的合作已成为当前的主要潮流。 促进了学科发展的相互交叉 。 4、推动了生命科学研究技术的创新 研究过程中，伴随各种研究技术的应用，分子生物学不断发展壮大，同时为各种技术的开发研究指明了方向。 一类是以生物学原理为主设计的，例如多聚酶链式反应(PCR)技术、基因芯片和蛋白质芯片等。 另一类则是基于物理、化学原理的仪器，如电子显微镜、X射线衍射仪、质谱。当前生物学的发展越来越依赖于高新技术。 5、影响着生活的方方面面，改善并威胁着我们的生活质量 主要在农业和医药学领域产生了翻天覆地的变化： 转基因大豆（高含油量，抵抗杀草剂——草甘膦，含有矮牵牛的抗药的EPSPS基因）。 高膨胀小麦（饱和淀粉合成酶合成直链淀粉，GBSS基因）。强筋小麦（高分子量面筋亚基醇溶性谷蛋白） 转基因玉米（抗虫，苏云金芽孢杆菌 Bt 基） 保鲜番茄和水果（反义聚半乳糖醛酸酶（PG基因）技术）等。 有色棉花，克隆羊。 转基因蓖麻 聚羟基丁酸酯（PHB）塑料 三、分子生物学在医药学领域的作用和药学分子生物学 分子生物学主要在生物工程制药（最具意义的贡献），疾病诊断和治疗，分子标记（法医学亲子鉴定，刑侦鉴定）等方面。 （一）发病机制和诊断 认识了某些遗传疾病的发病机制：以人类基因组计划的作图测序为基础，寻找遗传性疾病基因，如石骨症，镰刀形贫血， Down类综合征的发现。DNA基因芯片(DNA chip)：用于检测遗传性乳腺癌和卵巢癌基因，确证是基因突变所致。 鉴定传染性疾病的病原体：禽流感等。检测HIV 1的DNA芯片也已上市。 Down综合征 （二）在疾病治疗中的应用 基因治疗： 将基因加以修饰，转移至某个体细胞内，以达到治疗的目的（现在已扩展到肿瘤、心血管、自身免疫病及病毒感染等危害较大而且不能有效治疗的疾病）。 基因治疗途径很多， 如将p53抑癌基因导入结肠癌细胞，肿瘤细胞也会失去活性。 反义核酸治疗（肽核酸）。 RNAi（干扰RNA)。 （三）分子生物学在制药业中的应用 1．DNA重组技术生产药物 (1) 利用细菌基因工程生产药物： 利用大肠杆菌等微生物生产小