1、生命體系中的有機(yuj)小分子：初級代謝(dixi)產物：生物通過(tnggu)代謝活動所產生的、為自身生長和反制所必需的物質次級代謝產物：微生物生長到一定階段才能產生的化學結構十分復雜的、對該生物無明顯生理功能的或并非是微生物生長和反制所必需的物質一分類 脂類化合物：由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物統稱為脂類，一般不溶于水，而溶于脂溶性溶劑，包括脂肪、三酰甘油、磷脂、糖脂等。分類：（1）儲存脂質【儲存能量】（三酰甘油，蠟）：能量的主要儲存形式，相比于其它能源分子具有優勢：1.1g油脂產生的能量比糖和蛋白質多2.甘油三酯是疏水分子，因此機體不必像儲存多糖那樣攜帶結合水。（2）結構脂質【細胞

2、膜組成成分】水介質中，膜脂的親水頭部和非親水尾部裝配成表面親水、內部疏水的磷脂雙分子層，使膜內外親水性物質不能自由交換。（3）活性脂質【信號分子】：具有重要功能的生物類脂質：電子載體（線：泛醌 葉：質體醌）、酶的激活劑或輔助因子、糖基載體、細胞內信號 生物堿：一類含氮原子的堿性有機小分子（不包括aa和多肽)是大多數要用植物的有效成分 分類：（1）喹啉類：以喹啉環為基本母核（奎寧【瘧疾】和喜樹堿【抗癌】）（2）異喹啉類：（嗎啡【麻痹神經，成癮】，普羅托品（3）吡咯烷類（茛菪堿、黨參堿）（4）吲哚類（利舍平【鎮靜，降血壓】、長春新堿【白血病、抗癌】）甾體：植物甾醇、性激素、腎上腺皮質激素、膽汁酸、

3、昆蟲變態激素、強心苷、甾體皂苷、蟾毒配基，結構中都具有環戊烷駢多氫菲的甾體母核分類：（1）甾體激素：腎上腺皮質分泌的腎上腺皮質激素；雄性激素和雌性激素；（2）甾醇：飽和或不飽和的仲醇（膽固醇）（3）甾體皂苷：防治心血管疾病、抗癌 萜類：異戊二烯低聚物以及他們的氫化物和含氧衍生物的總稱。大多是從植物提取得到的香精油的主要成分，多數不溶于水，易揮發，具有香味的油狀物質。分類(異戊二烯骨架數)：（1）單萜：二個+衍生物（2）倍半萜：三（3）二萜：四 （4）其他萜類化合物 醌類：分子內具有不飽和環己二酮結構（醌式結構）的天然有機化合物，中藥大黃、首烏、虎杖的有效成分。聚酮類：一大類由細菌、真菌和植物通

4、過低級羧酸的連續縮合反應的天然產物非核糖體合成多肽：從多種生物體內分離出的含有N-甲基化骨架和非天然氨基酸的天然多肽類化合物。這些結構的改變有利于增強它們對蛋白酶的水解的穩定性、對膜的通透能力以及與靶標的親和性等。它們通常不由核糖體合成，不需要mRNA模板，而是由復雜的非核糖體多肽合成酶合成而來。（萬古霉素）二、來源：1、生物：生物合成（生物體內同化反應總稱）；酶參與催化，相對于化學合成途徑具有反應條件溫和、立體專一性強和速度快的特點（乙酰輔酶A、莽草酸、甲羥戊酸酯）2、化學：全合成：人為利用用簡單的有機小分子原料來構建復雜分子的化學過程。全合成的意義：確定復雜天然產物精確化學結構，天然產物修

5、飾以及衍生化的基礎，為設計出比天然產物更具優良活性的藥物分子提供了可能。因此，天然產物全合成不僅代表著合成有機化學的最高水平，而且在小分子藥物的研發中起著關鍵性作用。由不同類型的結構單元來合成次級代謝產物的重要生物學意義：不但擴展了天然產物結構的多樣性，而且使生物合成途徑的細節更加復雜化。三、功能【互作】（1）蛋白質：生命體內絕大多數功能依靠蛋白質相互作用實現；小分子通過干擾蛋白質互作來調控蛋白質功能，包括共價作用、離子（靜電）相互作用、氫鍵、疏水相互作用和范德華相互作用。抑制作用：通常情況下有機小分子通過競爭性地域蛋白質的結合，抑制其正常生物功能的行使。抑制效果在很大程度上受限于蛋白質-蛋白

6、質之間的接觸面，對其起決定性作用的區域叫做熱點，其最重要的特征是功能和結構上的普適性。激活作用：（蛋白水解酶、激酶、脫乙酰酶、磷酸化酶和核酶）四種主要途徑：1）結合到蛋白質催化結構域的變構部位上，導致蛋白質的構象發生變化，從而激活整個蛋白。2）結合到蛋白質催化結構域的變構部位上，激活蛋白質的翻譯后修飾過程。3）結合到蛋白質的調節亞基上，間接激活蛋白質的催化結構域。4）結合到蛋白質的調節亞基上，促進蛋白質的寡聚化。（2）核酸：非共價（干擾其功能）：1）與螺旋表面的靜電結合。2）與大溝或小溝內的堿基對邊緣發生相互作用3）在堿基之間的嵌入作用。共價：1.DNA的烷基化作用2.活性自由基對核酸鏈的斷裂

7、作用生物(shngw)大分子的進化：自然界中的生物大分子進化指的是DNA，RNA，蛋白質等生物大分子的功能從無到有，從簡單到復雜，從低級到高級發展(fzhn)的過程。物種進化的過程實際上是無數大分子功能的進化。大分子(fnz)多樣性的原因：1.生物體內有數量龐大的基因，轉錄翻譯產生了數量相當可觀的蛋白質2.RNA存在著復雜的剪切過程，可以對同一個基因序列進行不同的剪切操作，表達產生不同的蛋白質；甚至不同的基因也可以通過RNA剪切后合并從而表達新的蛋白；體內存在大量的蛋白剪切酶可以將不同的蛋白連接起來3.蛋白質翻譯后還有甲基化，磷酸化，乙酰化，糖基化等等多種翻譯后的修飾。世界假說：最早的生物大分

8、子是RNA，R雖然沒有DNA穩定，蛋白質多樣，但同時具備了作為遺傳信息載體和功能載體的能力，且還具有酶的性質。生物大分子進化的基本概念和思路：1.建立分子庫【建立分子多樣性的】2.對庫內分子進行標記區分和放大處理3.篩選目標分子4.目標分子的獲得 1.分子多樣性的建立（DNA文庫的建立方法）基因組的隨機突變：天然隨機突變和物理或化學方法的誘導突變。易錯PCR：控制合適的易錯率，創造出一個錯誤率很高的目標片段文庫，適合于目標基因已知的條件下構建文庫，缺點是不是合理設計，需要花費大量時間進行下游的選擇工作。定點誘變法：寡聚核苷酸引物誘導的定點突變（設計一對引物，引物某幾個堿基按需求突變，其余部分與

9、原來序列互補，PCR擴增，篩選得到突變體），盒式定點突變（要求載體含有限制性內切酶的位點，將人工合成的所需突變片段插入載體上連接），PCR點突變技術（兩對PCR引物）DNA改組技術：模板DNA切成小片段的DNA，加DNA聚合酶做無引物的擴增，多次重復實現同源基因的快速重組2.分子庫的放大（進行選擇時拷貝數目的高低對分子識別有巨大影響）DNA和RNA分子能夠體外一鍋法放大【所有DNA同一條件下放大】（PCR和RTPCR），蛋白質不能通過直接的一鍋放大方法3.標記和區分蛋白質：常用目標蛋白基因與特殊的表達生物體結合，然后將蛋白質展示出來 細胞展示：目標蛋白與運輸信號肽尋列融合，能錨定在細胞表面，但

10、原理未知不方便控制；噬菌體展示：將目標蛋白的基因與噬菌體的載體中衣殼蛋白的基因融合；優點：高通量篩選效率高，易于純化；缺點：過程必須經過細菌轉化，文庫小，能融合的蛋白少，庫建好后不好再突變 核糖體展示：將DNA文庫中的分子的終止子除去，然后對文庫進行轉錄和翻譯處理，由于沒有終止子，目標蛋白展示在核糖體的表面，同時含有RNA的標簽可以通過逆轉錄進行放大。優：繞過轉化技術，操作方便，體外反應庫容量大；缺：三元復合物并不是特別穩定，mRNA易被降解，核糖體體積太大可能干擾肽鏈翻譯。mRNA展示：mRNA末端修飾上嘌呤霉素，翻譯后，嘌呤霉素進入A位點，與翻譯多肽連接并從核糖體中釋放出來，形成目標蛋白質

11、和目標mRNA的融合物。避免三元復合物的不穩定性挑選和篩選：四種方法：體內篩選，體外篩選，體內挑選，體外挑選（異同）篩選挑選體內如比較樣品的顏色，熒光等物理性質如共價或非共價結合在某固定相表面體外如讓細胞產生各種顏色，熒光或者具有放射性如只有表達了特異性蛋白的細胞才能夠存活如何確定體內體外，篩選挑選方法：文庫容易建立及放大(fngd)，文庫分子間比較容易區分識別，用體內方法較好；文庫分子比較少，不復雜，用篩選，挑選需耗費較多時間建立挑選體系。生物(shngw)大分子進化實例：自然改進型分子進化：如綠色(l s)熒光蛋白，非天然氨基酸的定點插入（讓tRNA和氨酰tRNA能夠識別非天然aa）。新功

12、能分子進化：如生物激素的重塑，抗水解多肽(D型多肽增強抗水解能力)，核酸適配體（寡聚DNA/RNA形成一定二級結構能與特定底物作用）的應用【綠色熒光蛋白進化過程：DNA改組構建DNA文庫，然后轉到細胞中，使用細胞展示的方法表達文庫中的分子。由于文庫分子的熒光亮度不同，體外篩選找出最亮的細胞，人為進化了其的發光強度】糖化學生物學：一門以寡糖或糖綴化合物為研究對象，以糖化學、免疫學及分子生物學為手段，研究寡糖連作為“生物信息分子”在多細胞、高層次生命中的功能的學科。糖的結構不是由基因組DNA直接決定，是通過基因編碼的糖基轉移酶控制，糖基轉移酶對糖具專一性，即一種酶對應著一種糖苷鏈連接。意義：糖生物

13、學研究的是糖作為信息分子和調節分子在生物體的各項生命活動以及病理機制中的作用，糖類分子是繼核酸和蛋白質之后的構成生物信息的又一大類重要生物分子，很多疾病與細胞表面糖結構的改變密切相關，糖生物學的研究有利于疾病的診斷和治療，糖生物學和分子生物學、細胞生物學、病理學等生物科學領域相關。單糖：不能水解的糖，為含有3-7個碳原子的多羥基醛、酮類化合物，是構成各種糖分子的基本單元。天然存在的單糖一般為D-型，結構可以是環狀或鏈狀。二糖：一個環狀單糖半縮醛（半縮酮）的羥基與另一個分子（醇、嘌呤、嘧啶、糖）的羥基，胺基或巰基之間縮合形成糖苷鍵（常見有N和O）。寡糖：210個糖苷鍵聚合形成的化合物，參與信號轉

14、導等生物過程。結構十分復雜，主要體現在連接方式多種多樣，其構像是動態的。糖的綴合物與糖基化（蛋白質、脂質等連上糖類化合物的過程）：1、N-連接糖基化（以氨基為連接點）：（1）、脂連接前體寡糖的形成（2）、寡糖整體轉移到多肽（粗面內質網）（3）寡糖的加工和再加工（高爾基體）糖型：共同的多肽但攜帶不同的聚糖的糖蛋白分子。【3步均需酶的催化】2、O-連接糖基化（以羥基為連接點）：絲氨酸，蘇氨酸是O-連接聚糖的潛在結合位點。所有的糖是從與蘇/絲氨酸結合的第一個N-乙酰半乳糖胺開始，按順序逐個加上去的。不存在預先形成的核心或整體轉移。3、以羧基為連接點，進行糖基磷酯酰肌醇化，形成糖基磷酸酰基醇錨定蛋白。

15、4、糖基與糖苷配基以C-C鏈直接相連，形成C-糖基化。5、以巰基為連接點形成糖肽鍵。糖脂：糖和脂質結合所形成的物質的總稱。寡糖的合成：糖的保護基：在合成過程中，一些功能基團要被保護。保護基原則：1保護基便宜，易得，穩定，無毒引入條件合適2在反應過程中是穩定的3其脫出條件溫和且高效4分子脫保護基后，保護基部分與產物容易分離。【保留、臨時】有些保護基會影響其他功能基團的活性，包括電子效應，位阻效應等。（糖內多含羥基，故經常需要保護，其保護基一般有酯類保護基，醚類保護基，縮醛及縮酮類保護基）寡糖的液相合成：線性合成：采用逐步接長法，按位置和構型的要求將單糖用糖糖苷鍵連起來，合成指定結構的寡糖，一般用

16、于相對分子質量較小的寡糖，否則總體步驟多，工作量大，風險高。收斂式合成法：采用預先合成的小寡糖片段以收斂的方式組裝完成目標寡糖的合成。優點：1小的寡糖片段可以是天然的二塘衍生物，可直接用于合成2昂貴單糖片段可在收斂合成的后期引入降低成本3操作步驟少，風險低。用于相對分子質量較大寡糖合成。雙向式合成：以目標寡糖中一個中心單糖為出發點，利用此單糖既可以作為受體也可以作為供體向兩側延長糖鏈，最終完成目標寡糖的合成。兼備上兩種方法的優點。“一鍋法”合成：在合成中通常不分離，在一個反應器中完成所有反應，避免了保護基操作和中間體的分離與純化，合成效率高。分三類：利用糖基供體的活性差別實現糖基化的連續性，利

17、用糖基受體活性的差別實現糖基化的連續性，綜合通過糖基供體和受體的不同活性實現糖基的連續性。寡糖的固相合成：非常復雜，還需進一步完善1.固相載體的選擇：分為不溶性載體和可溶性載體。可溶性載體優點：不需加入過量反應試劑，所有化學變化都在均相中進行，分析檢測方面有優勢；缺點：沉淀過程中產物損失較大。以聚乙二醇為基礎的可溶性載體（MPEG）應用廣泛。2.連接臂的選擇：決定著寡糖合成中保護基和偶聯條件的選擇。常用的連接臂（1）采用四丁基氟化銨為切割劑的硅醚類連接臂（2）對酸或堿敏感的連接臂，如氨基功能化的Rink樹脂（3）采用親硫試劑作為切割劑的硫苷連接臂（4）采用氧化或氫化可斷裂的連接臂（5）采用光斷

18、裂的連接臂（鄰硝基芐醚連接臂）3.寡糖固相合成中常用的糖基化試劑：主要用得試劑有：使用催化量三甲基硅三氟甲磺酸酯（TMSOTf）就可以活化的糖基三氯乙酰亞胺酯；路易斯酸活化（三氟甲磺酸酐）的糖基亞砜；親硫試劑活化的糖基硫苷；一些糖基化試劑（正戊烯基糖苷，糖基磷酸酯）糖的生物合成酶類：1、糖苷酶，催化糖苷鏈水解，兩種模式：逆水解反應，單糖+酶產物+水，轉糖基反應：單糖A+x+糖基Bx+糖基A+單糖B，轉變：對活性位點親和Acid改造，使之只得到水解反應。2、糖基轉移酶：糖基轉移酶的底物并不是糖而是糖核苷酸（活化形式的糖）。3、糖基合成酶：催化糖苷鍵形成，往往是以葡萄糖及其衍生物為起始，經過各種類

19、型的修飾反應，最后形成結構各異的多種糖核苷酸。糖基化的生物學作用：1、凝集素：糖蛋白，專一性識別細胞膜表面單糖或寡糖，聚集紅細胞。2、細胞表面感染：影響病毒與細胞結合的因素有唾液酸糖鏈，HA受體結合位點和其他病毒結合因子。糖鏈的長短，唾液酸的鍵合類型影響著病毒與細胞的親和力。3、糖基化抗生素：氨基酸苷類抗生素是由氨基酸于氨基環醇通過氧橋連接而成的苷類抗生素。糖的序列分析和糖組學：寡糖具有分支結構及廣泛的不均一性，序列測定困難。序列測定方法：（1）采用酶法分析N-連接寡糖結構（2）采用凝集素分離，分析寡糖和整體糖綴合物（3）質譜和磁共振波譜確定寡糖結構。糖組：單一生物體內的整套聚糖。糖的生物應用

20、：（一）糖的標記：檢測腫瘤細胞；將可以檢測的熒光分子結合到含有反應活性官能團的糖類分子上。兩步：（1）實現細胞表面糖基官能化（2）通過生物正交性反應將熒光探針分子以共價結合方式結合到糖綴合物中。（二）糖類疫苗：作為抗原決定簇引起體內特異性免疫反應，產生抗體。影響糖類疫苗的效率因素：（1）抗原決定簇的糖基化形式，構象及與之相關的多肽序列和天然蛋白抗體的相似性影響產生抗體的有效性（2）糖的免疫原性低，只能作半抗原。（三）糖芯片：根據糖結合蛋白和糖之間的特異性識別作用，將糖或其復合物固定在芯片之上，再與蛋白質雜交，檢測信號，分析糖與蛋白質的相互作用。糖芯片制備包括糖庫的建立，樣品的固化，生物分子相互

21、反應及結果監測分析。制作糖芯片的載體要有良好的生物兼容性，足夠的穩定性以及較大的活性表面積（四）作為藥物：糖類或糖類復合物分布在細胞表面，參與細胞和細胞，細胞和活性分子的相互作用，糖類藥物都是通過阻斷這一過程發揮作用，作用于細胞表面，副作用小，可作為保健品。分三類（1）抗黏著類（2）調理作用的藥物，參與免疫調控（3）糖酶抑制劑合成(hchng)生物學：可以看做是生命科學的工程化，目的是合成自然界中不存在的生物體系。定義是設計和創造新的生物組件和體系，并對現有的生物體系重新設計，包括2方面(fngmin)內容，一是重頭合成基因組，構建人工生命，二是基于現有的天然生物組件，設計構建具有新功能的生物

22、體系。研究(ynji)方法（區別與現有生物學其他學科）：三原則：標準化（是對基本生物部件進行準確的定義和說明，包括建立基本生物學功能，實驗的檢測條件以及系統操作等更通用便捷的標準），復雜系統去偶合（將復雜的問題分解成若干相對簡單可獨立操作的問題，最終整合成具有特定功能的統一整體），抽象化（利用抽象的層級模型以不同水平的復雜程度組織描述生物功能的信息）。組成工具：生物部件(具有特定生物學功能的基因編碼元件)，器件（物理層面上的抽象組合，代表了一系列生物反應），模塊（一系列器件組合而成的復雜形式，具有相互聯系的功能），系統。研究方向：1.創建新的基因調控模塊和線路：基因線路是廣泛應用的模塊之一，其

23、邏輯結構包括串聯，前饋等。基因撥動開關的反饋線路所包含的兩個轉錄因子之間有相互調控的作用。代表實例為基因震蕩器的設計構建，應用實例是大腸桿菌成像系統。2.生命體代謝途徑的重新構建：代表是青蒿酸合成路線的設計構建；代謝途徑的快速進化，利用合成生物學生產新能源3.最小基因組與合成生物學：合成生物學的最終目標是合成獨立，可遺傳的人工生命體。如：人工構建生命體，最小基因組構建；最小基因組人工生命體具備三條件:具備膜系統，能進行新陳代謝，有自己的基因；兩種方法：自下而上從基本的核苷酸從頭合成新生命體，自上而下從基因入手剔除非必要基因組構造最簡基因組 4.構55建多細胞體系生物藥物：泛指一類通過現代生物技

24、術生產的藥物，包括治療性蛋白質，基因工程藥物抗體類藥物，是綜合利用物理，化學，生物技術和藥學等學科的原理和方法從生物組織，細胞中制造的一類用于預防，治療和診斷的制品。生物藥物來源和分類：人體（血液成分制品，血漿主要成分，體液中活性物質；安全，穩定性好，效價高），動物（多數蛋白酶，安全性重視，可實現翻譯后修飾），微生物（易操作，性質穩定，便宜，不能實現翻譯后修飾），植物（種類多，結構復雜），基因工程（治療藥物，抗體和疫苗，診斷試劑）藥物開發過程：藥物發現，初始定性，臨床前實驗，管理機構批準進行人體試驗，臨床試驗，向管理機構提交銷售或生產許可證明，產品進入市場，上市后監督 生物制藥具體方法：1.基

25、因工程：是將需要重組的目的基因插入到載體并轉入新的宿主細胞，使目的基因在工程菌中復制和表達的技術。2.抗體：多克隆抗體；單克隆抗體；抗體基因 3.植物細胞4.動物細胞5.酶工程：酶學與工程學結合，應用酶的催化特性將原料轉換為生物藥物 重要的生物藥物：細胞因子（干擾素，白細胞介素，生長因子）激素；抗體 核酸治療：基因治療，基于RNA干擾的基因沉默藥物；主要針對腫瘤，癌癥。現代生物技術在傳統制藥工業中的應用：現代生物技術提供了大量基因工程藥物用于臨床治療，干擾素，白細胞介素，免疫球道白，腫瘤壞死因子等藥物的應用在很大成度上提高了對腫瘤，新腦血管疾病的治療水平，還被應用于改造各種生物藥物。克隆抗生素

26、生物和成基因的主要方法：在標注宿主系統中克隆檢測單基因產物，阻斷變株法，直接克隆法，寡核苷酸探針法，同源基因雜交法，克隆抗生素抗性法。化學小分子(fnz)藥物：一門以發現設計合成和確定新的藥物為目標，在分子水平上研究藥物作用機理和構成關系(gun x)的學科。生物(shngw)、化學藥物區別：化學藥物：理化性質明確，分子量小，對熱穩定，單組份體系，常口服，化學純度高，無抗原性，常有特殊毒性；生物藥物：大，不穩定，多組分，注射，有抗原性【由于來源于生物被認為更安全】藥物作用原理：1.藥物-受體相互作用：藥物與受體通過各種化學鍵結合產生藥物受體復合物，從而傳遞信號產生藥理作用（1）作用酶的藥物：一

27、般是酶抑制劑（可逆、不可逆）（2）作用核酸的藥物-：1.DNA可逆性結合劑2.DNA不可逆性結合劑3.DNA斷裂劑（產生自由基）；核糖體RNA抑制蛋白質形成（3）作用于非酶蛋白的藥物：（離子通道；轉運蛋白；信號轉導；分子伴侶；）（4）作用于細胞壁的藥物：抗生素，通過阻斷細菌的細胞壁合成而起到殺菌作用2.抗藥性：微生物突變造成；產生機制：改變藥物吸收性，過度產生靶酶或靶酶底物，改變靶酶活性位點，產生降解藥物的酶，清除前藥活化酶，形成產生靶酶產物的新途徑以及外排泵。3.前藥（保存時間長，毒副作用小）：是一類在體外無活性或活性較小，但在體內可以通過代謝轉變為活性物質的化合物。使用目的是為了改變藥物的

28、物理性質；分為載體前體前藥（活性物質與載體結合，進入體內切下載體發揮作用）和生物前體前藥（本身無活性，體內參與代謝反應后具有活性）藥物動力學：是研究藥物以及其他外源性物質在體內動態行為的量變規律的科學，主要分為四個階段：藥物吸收，分布，代謝，排泄 現代藥物研發過程：發現先導化合物，先導化合物優化，發展成臨床藥物 具體過程1.藥物發現（人工合成、天然產物）：（1）如何判斷一分子是否有潛力成為藥物即帥選藥物五條法則（Lipinski五規則）：化合物分子質量小于500Da，化合物中氫鍵給體數目小于5，化合物中氫鍵受體小于1220，化合物則脂水分配系數的對數值為-25，化合物中可旋轉化化學鍵的數量不超

29、過10個。（2）藥物開發主要方式：高通量篩選（HTS）高通量篩選主要過程：具有分子多樣性的大量化合物，篩選模型建立和確定，高通量篩選實施，數據分析，篩選藥物 2.藥物設計（對先導化合物進行化學修飾以改善其性質）：如果去掉某一基團會導致藥效減弱，就意味著這部分是藥效團；反之是助效團。改變先導化合物結構方式：同系物轉化，碳鏈支化，環鏈變換，生物電子等排取代，組合化學，肽鏈模擬。理性藥物設計：是在生物靶標相關知識基礎上進行藥物設計，有基于配體的藥物設計（LBDD）（通過歸納總結已知藥物小分子化合物的構效關系，在此基礎上間接設計和預測新的藥物分子）、基于結構的藥物設計（SBDD）（依據受體生物大分子的

30、三維結構來進行藥物設計）和基于片段的藥物設計（FBDD）（將篩選出的可以喝靶點結合的片段進行連接，合并或修飾空間，使之發展成為藥物分子。優點：易于尋找，結構片段更小且親水性高，更多引入類藥性質的修飾空間，有利于實現藥物分子的新穎性，目的性強，效率高）設計的基本手段和工具：計算機輔助藥物設計（CADD），以計算機位基礎，利用已有的藥物分子結構和生物大分子靶標知識，通過計算機模擬，計算預測藥物與受體生物大分子之間的相互作用來指導和輔助藥物設計的方法。3.藥物開發（過程：臨床前期；FDA醫藥產品認證：研發中新藥申請，臨床研究，新藥申請）新藥研發趨勢：研發投入不斷增長，研發風險不斷增高，新藥上市數量持

31、續減少，耐藥性及抗藥現象越來越嚴重新技術參與新藥研發，新藥開發熱點轉變。質譜分析(fnx)：一種(y zhn)測量 HYPERLINK /view/63017.htm t _blank 離子(lz) HYPERLINK /view/562532.htm t _blank 荷質比的分析方法基本原理:使試樣中各組分在 HYPERLINK /view/835861.htm t _blank 離子源中發生 HYPERLINK /view/156.htm t _blank 電離，生成不同荷質比的帶正電荷的 HYPERLINK /view/63017.htm t _blank 離子，經加速 HYPERLI

32、NK /view/63151.htm t _blank 電場的作用，形成 HYPERLINK /view/3459073.htm t _blank 離子束，進入 HYPERLINK /view/3842990.htm t _blank 質量分析器。在 HYPERLINK /view/3842990.htm t _blank 質量分析器中，再利用 HYPERLINK /view/63151.htm t _blank 電場和 HYPERLINK /view/351.htm t _blank 磁場使發生相反的速度 HYPERLINK /view/47254.htm t _blank 色散，將它們分別

33、聚焦而得到 HYPERLINK /view/1269016.htm t _blank 質譜圖，從而確定其質量。質譜的特點：1.質譜不屬于光譜2.質譜圖與電磁波的波長和分子內某種物理量的改變無關；3.質譜是分子、離子以及碎片離子的質量與其相對強度的譜，譜圖與分子結構有關；4.質譜法進量少、靈敏度高、分析速度快；5.質譜是唯一可以給出分子量，確定分子式的方法，而分子式的確定對化合物的結構鑒定是至關重要的。質譜儀可以分為下面幾類：有機質譜儀：由于應用特點不同又分為： HYPERLINK /view/3842971.htm t _blank 氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）：氣相色譜-四極質譜儀，氣

34、相色譜 -飛行時間質譜儀，氣相色譜-離子阱質譜儀等。 HYPERLINK /view/927002.htm t _blank 液相色譜-質譜聯用儀（LC-MS）：液相色譜-四器極質譜儀，液相色譜-離子阱質譜儀，液相色譜-飛行時間質譜儀，以及各種各樣的液相色譜-質譜-質譜聯用儀。其他有機質譜儀，主要有： HYPERLINK /view/1590542.htm t _blank 基質輔助激光解吸飛行時間質譜儀（MALDI-TOFMS），傅里葉變換質譜儀（FT-MS）無機質譜儀，包括： 火花源 HYPERLINK /view/2290977.htm t _blank 雙聚焦質譜儀。 感應耦合等離子體

35、質譜儀（ HYPERLINK /view/1066665.htm t _blank ICP-MS）。 HYPERLINK /view/2773000.htm t _blank 二次離子質譜儀（SIMS）質譜計構造：1.真空系統，大量氧會燒壞離子源的燈絲，用作加速離子的幾千伏高壓會引起放電，引起額外的離子、分子的反應，改變裂解模型，譜圖復雜化。2.進樣系統，在不破壞真空度的情況下，使樣品進入離子源，氣體可通過儲氣器進入離子端，易揮發的液體在進樣系統內汽化后進入離子源，難揮發的液體和固體樣品通過探針直接插入離子源。3.離子源，分子失去電子生成帶電荷的分子離子，分子離子可進一步裂解，升值質量更小的碎

36、片離子。4.質量分析器：1扇形磁場：扇形磁場是歷史上最早出現的質量分析器，具有很多優點：重現性好、分辨率與質量大小無關、能夠較快地進行掃描。但在小型化質量分析器中所占的比重不大，因為如果把磁場 HYPERLINK /view/274417.htm t _blank 體積和重量降低將極大地影響磁場的強度，從而大大削弱其分析性能。隨著 HYPERLINK /view/270442.htm t _blank 新材料和新技術的不斷出現，這種局面可望改觀。2 飛行時間質量分析器：與其他質量分析器相比，其具有結構簡單、靈敏度高和質量范圍寬等優點，尤其是與 MALDI 技術聯用時。現時，其能夠測量的質荷比已

37、接近10的6次方。但相對其它質量分析器（如 ICR）而言，TOF 的分辨率和動態 HYPERLINK /view/300474.htm t _blank 線性范圍不夠理想，比如對于分子量超過 5000 的有機物，同位素的峰就分辨的不好。但是，對 HYPERLINK /view/183139.htm t _blank 大分子的質量 HYPERLINK /view/221981.htm t _blank 測量精度則可達到0.01%，比傳統生物化學方法的精度好。3 四極桿質量分析器：四極桿質量分析器的結構就是在相互垂直的兩個平面上平行放置四根金屬圓柱。如果把水平方向定義為 x方向，垂直方向為 y 方

38、向，與金屬圓柱平行的方向為 z 方向，在 x與 y 兩支電極上分別施加（UV cost）的高頻電壓（V 為電壓 HYPERLINK /view/1146638.htm t _blank 幅值，U 為直流分量，為 HYPERLINK /view/1136274.htm t _blank 圓頻率，t 為時間），則在四個金屬圓柱之間的空間形成一個形如馬鞍的 HYPERLINK /view/3822178.htm t _blank 交變電場。四極桿質量分析器能夠通過電場的調節進行質量掃描或質量選擇，質量分析器的尺寸能夠做到很小，掃描速度快，無論是操作還是機械構造，均相對簡單。但這種儀器的分辨率不高；桿

39、體易被污染；維護和裝調難度較大。4 離子阱：離子阱和四極桿質量分析器有很多相似之處，如果將四極桿質量分析器的兩端加上適當的電場將其封上，則四極桿內的離子將受x，y，z 三個方向 HYPERLINK /view/807471.htm t _blank 電場力的共同作用，使得離子能夠在這三個力的共同作用下比較長時間地呆在穩定區域內，就象一個電場勢阱，因此這樣的器件被稱為離子阱。所以，在很多時候都認為四極桿質量分析器與 HYPERLINK /view/689632.htm t _blank 離子阱的區別就是前者是二維的，而后者是三維的。離子阱內部的離子總是在做復雜的運動，在這種復雜運動中，包含了與質

40、量相關的特征信息。以這種特征信息為基礎，發展了許多 HYPERLINK /view/689632.htm t _blank 離子阱操作的新模式，大大拓寬了離子阱質量分析器的 HYPERLINK /view/1269020.htm t _blank 質量范圍，改善了質量分辨率。雖然離子阱內離子的運動是復雜的，但它具有許多獨特的優點，能夠方便地進行級聯質譜測量，1承受較高壓力（如 0.1 Pa），價格相對低廉，體積較小，被廣泛用做色譜檢測器。多光子熒光激發：使用長波長的紅光或近紅外光采集標本高分辨率熒光圖像，對活性標本的殺傷極小，因此非常適用于活細胞成像，尤其是厚的活組織如腦片、胚胎、整個器官甚至

41、整個機體的成像研究。多光子熒光激發的特點：1.激發波長：兩個或多個光子同時激發,激發波長是單光子激發波長的兩倍或多倍2.多光子激發：依賴于多個光子同時到達3.使用脈沖飛秒激光器,且能提供更高的峰值功率；4.熒光限制在焦點處，能滿足多個光子同時達到產生多光子吸收。熒光強度正比于n(激光強度) 為什么使用飛秒激光器：多光子激發需要超快的激光器，皮秒脈沖不可實現三光子激發，深度成像需要更高更窄脈沖輸出功率，多光子激發光源處于近紅外區，對細胞毒性和光漂白更小。多光子的特點：對生物樣品的損傷小，有效觀測時間長，穿透深度深，熒光收集率高，對探測光路要求低，適合多標記復合測量。多光子熒光成像的特點：1、深度

42、成像：與共聚焦相比能更好地對散射物質成像。2、信噪比：多光子吸收單光子吸收的2倍以上，所以顯微試樣中的瑞利散射更小，熒光測定的信噪比更高。3、觀察活細胞：離子，GFP，發育生物學特一減少了光毒性和光漂白，能對細胞長時間觀察。多光子激發在紫外成像的優勢：1.在可見光脈沖中能得到紫外衍射的顯微觀察像；2.即使不使用紫外域光源，光學元件僅用可見光遠、光學元件就能得到紫外光激勵的高空間分辨率。多光子與單光子比較：單光子，照明錐體大體積激發，需要針孔，熒光強度正比于I（激光強度），光漂白和光損傷大；雙光子，激發局部在焦點，無需針孔搜集散射光，熒光強度正比于I的n次方，光漂白和光損傷小，深度成像。多光子由

43、于波長較長，生物組織對其散射小，不易發生焦外光損壞，一次可以穿透到更深組織。多光子激發掃描系統的局限：只能對熒光成 像，由于紅外和近紅外光源的使用，樣品可能受到熱損傷，分辨率略有降低，受昂貴的超快激光器限制，目前多光子掃描顯微鏡的成本較高。共聚焦系統存在的問題：共聚焦的激發光散射或吸收成像深度受限，細胞的光損傷與光源的嚴重不可長時間的觀察，共焦針孔擋住了散射的熒光光子不利于熒光信號的收集。顯微鏡的發展：普光顯微鏡熒光顯微鏡激光共聚焦掃描多光子激發激光掃描氙燈化學(huxu)遺傳學三部曲：1、化學(huxu)庫的建立：1，多樣性導向(do xin)合成：從一個或幾個簡單的原料開始，通過化學反應，

44、最后形成一批復雜而多樣性的化合物。目的是尋找新的蛋白質靶標和探索蛋白質功能。設計原則是利用簡單的起始原料來盡量多地構建出骨架多樣的特異分子。其多樣性來源為構建單元的多樣性、立體化學的多樣性，骨架支化的多樣性。2.目標性導向合成：基于已有目標化合物合成一系列物質3.組合合成 4.化學庫(Chembank) 2.高通量篩選：運用自動化的篩選系統在相對短的時間內，通過特定的生物模型來對成千上萬個化合物進行活性篩選。分為三類;1.基于靶點的篩選模型：主要用來研究與生物體內重要生物過程相關的酶與底物、受體與拮抗劑和激動劑，以及蛋白之間的相互作用，篩選出能與特定靶標相結合的化合物，并評價其親和力的大小。1

45、.受體篩選模型：由受體、配體、供式化合物和必要的輔助因子一起加入到適當的緩沖液中。溫孵一定時間使結和反應達到平衡，隨后過濾分離，用檢測同位素的強度來推測化合物與受體結合的強弱。2.酶篩選模型：被測化合物在適當緩沖液中孵化，反應起始后，通過改變反應的溫度、緩沖液的PH和酶的濃度來控制反應速率，終止反應，利用熒光探針技術等快速地測量產物的增加和底物的減少。3.離子通道篩選模型：以鈉通道上的哈蚌毒素結合位點為靶標，用放射性配體進行競爭性的結合試驗，篩選受試化合物庫，建立了貝類動物毒素的高通量篩選方法。2細胞水平的篩選模型：以整體細胞作為藥物作用的對象，觀察被篩選樣品對整體細胞的影響。不能夠反應藥物作用的具體途徑和靶標，只能反映出藥物對細胞生長