醫學生物化學課程核心內容演講人：日期:CONTENTS目錄01生物大分子結構與功能02物質代謝核心通路03分子生物學基礎模塊04臨床生化檢驗原理05實驗技術方法體系06學科前沿交叉領域01生物大分子結構與功能蛋白質構效關系與分類蛋白質的一級結構蛋白質的功能多樣性蛋白質的二級結構蛋白質變性與復性指多肽鏈中氨基酸的排列順序，是理解蛋白質功能的基礎。包括α-螺旋、β-折疊等，這些結構的穩定性和相互作用決定了蛋白質的三維構象。根據蛋白質的結構和功能特點，可將蛋白質分為酶、結構蛋白、運輸蛋白等多種類型。蛋白質在受到物理或化學因素作用時，其特定空間構象被破壞導致失去生物活性，但某些條件下可恢復。核酸的一級結構核酸的二級結構指核苷酸的排列順序，其中蘊含著遺傳信息。如雙螺旋結構，由堿基互補配對形成，是核酸的基本構象。核酸分子空間構象特征核酸的三級結構指核酸分子在二級結構基礎上進一步盤繞折疊形成的復雜空間結構，與蛋白質的功能密切相關。核酸的變性與復性核酸在物理或化學因素作用下，雙鏈解開成單鏈的過程稱為變性，而恢復雙鏈結構則稱為復性。酶促反應動力學機制酶與底物的結合酶通過與底物特異性結合，形成中間復合物，進而催化反應進行。酶促反應的速率影響因素包括底物濃度、酶濃度、溫度、pH等，這些因素能影響酶促反應的速率。酶的作用機制包括酸堿催化、共價催化等多種方式，通過降低反應活化能，加速反應進程。酶的抑制作用某些物質能與酶結合，降低或喪失其催化活性，這類物質稱為酶抑制劑，對研究酶活性及其調控具有重要意義。02物質代謝核心通路糖代謝關鍵節點與調控糖酵解途徑檸檬酸循環糖異生作用糖原合成與分解將葡萄糖分解為丙酮酸，釋放能量，是細胞進行糖代謝的主要通路。將丙酮酸進一步氧化脫羧，生成二氧化碳和水，并釋放大量能量，是三大營養物質代謝的最終通路。將非糖物質轉化為葡萄糖，維持血糖水平穩定，在肝臟和腎臟中進行。將多余葡萄糖合成糖原儲存，需要時分解糖原提供葡萄糖。脂類合成與分解動態平衡脂肪酸合成途徑酮體生成與利用脂肪酸β-氧化途徑磷脂和膽固醇的合成與代謝通過乙酰輔酶A和NADPH等原料，合成脂肪酸，進而合成脂肪儲存能量。將脂肪酸分解為乙酰輔酶A和NADH等產物，釋放能量供機體使用。在肝臟中將乙酰輔酶A轉化為酮體，運輸到其他組織進行氧化利用。磷脂是細胞膜的主要成分，膽固醇則參與體內多種激素和細胞膜的組成。氨基酸代謝網絡關聯性氨基酸通過轉氨基作用或脫氨基作用進行分解，產生氨和相應的α-酮酸。氨基酸的分解與轉化氨通過鳥苷酸循環轉化為尿素排出體外，或通過其他途徑轉化為無毒物質。蛋白質是氨基酸的主要來源，通過酶的催化作用進行合成和降解，維持機體內蛋白質的動態平衡。氨的代謝與解毒必需氨基酸是人體不能合成的，必須從食物中攝取；非必需氨基酸則可以在體內合成。必需氨基酸與非必需氨基酸01020403蛋白質的合成與降解03分子生物學基礎模塊DNA復制修復分子機制DNA復制的基本過程包括雙鏈DNA的解旋、單鏈DNA模板的生成、新鏈的合成以及DNA聚合酶的作用等。01DNA復制的準確性涉及DNA聚合酶的校對功能、復制后的錯配修復機制以及DNA損傷修復等。02DNA復制的調控包括細胞周期中的DNA復制、復制起始位點的選擇以及復制叉的停滯與重啟等。03基因表達調控層級系統包括基因水平、轉錄水平、轉錄后水平、翻譯水平和蛋白質水平等多個層次。基因表達調控的層次涉及轉錄因子的結合、RNA聚合酶的招募以及染色質結構的改變等。轉錄調控包括mRNA的加工、轉運和降解等過程，以及miRNA等小分子RNA的調控作用。轉錄后調控信號轉導通路交互網絡信號轉導通路的交互作用多個信號通路之間的交互作用可以形成復雜的信號網絡，實現細胞對多種外界刺激的響應。03包括G蛋白偶聯受體信號通路、酶聯型受體信號通路和離子通道型受體信號通路等。02信號轉導通路的類型信號轉導通路的基本組成包括受體、信號分子、信號轉導蛋白和效應分子等。0104臨床生化檢驗原理腫瘤標志物檢測技術酶聯免疫吸附試驗（ELISA）利用抗原-抗體特異性結合，測定腫瘤標志物如癌胚抗原（CEA）、甲胎蛋白（AFP）等的含量。化學發光免疫分析（CLIA）質譜技術通過化學發光物質標記抗體，提高檢測靈敏度，用于腫瘤標志物的定量分析。通過質譜儀對腫瘤標志物進行高精度定性和定量分析，具有極高的特異性和靈敏度。123測定血液中葡萄糖的含量，是診斷糖尿病等代謝性疾病的基本指標。代謝性疾病診斷指標血糖檢測測定血漿中甘油三酯、膽固醇等脂質成分的含量，用于評估心血管健康及脂代謝異常。血脂檢測測定血液中鈉、鉀、鈣、鎂等電解質及酸堿平衡指標，評估代謝性酸中毒或堿中毒等病理狀態。電解質及酸堿平衡檢測肝功能分級評價體系血清酶學檢查測定血清中谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）等酶活性，反映肝細胞損傷程度。02040301蛋白質合成功能檢測測定血漿白蛋白、膽堿酯酶等指標，反映肝臟合成蛋白質的能力及儲備情況。膽紅素代謝檢測測定總膽紅素、直接膽紅素和間接膽紅素的含量，評估肝臟對膽紅素的攝取、轉化和排泄能力。肝臟影像學檢查結合B超、CT等影像學檢查，對肝臟形態、大小、實質回聲等進行綜合評估，輔助肝功能分級。05實驗技術方法體系電泳技術應用場景分離和鑒定蛋白質蛋白質定量分析核酸的分離和純化蛋白質的功能研究利用電泳技術可以根據蛋白質的分子量、電荷和形狀等特性進行分離和鑒定。電泳技術也可以用于分離和純化不同分子量的DNA和RNA片段。電泳技術可以與染色技術結合，用于蛋白質的定量分析。電泳技術還可以用于研究蛋白質的功能，如酶活性、蛋白質相互作用等。色譜分析操作規范樣品制備樣品需要被處理成適合色譜分析的形態，如溶解、稀釋、衍生化等。色譜柱的選擇根據樣品的性質和分離需求選擇合適的色譜柱。流動相的配制流動相是色譜分離的關鍵，需要根據樣品的性質進行選擇和配制。儀器的校準和維護色譜分析需要精密的儀器，因此需要進行定期的校準和維護。分子克隆標準流程目的基因的獲取通過PCR、基因文庫構建等方法獲取目的基因。載體的選擇與構建選擇適當的載體，并將目的基因插入載體中，構建重組DNA分子。轉化與篩選將重組DNA分子轉入受體細胞，并通過特定的篩選方法篩選出含有目的基因的陽性克隆。目的基因的表達與鑒定通過培養受體細胞，使目的基因表達，并進行鑒定和純化。06學科前沿交叉領域基因編輯技術突破CRISPR-Cas9技術實現對人類基因組的精確編輯，為基因治療提供有力工具。TALEN和ZFN技術通過人工設計的酶復合物，實現對DNA序列的定點切割和修復。基因編輯在遺傳病治療中的應用修正致病基因，降低遺傳病發病率，提高人類健康水平。基因編輯的倫理和安全性問題涉及人類基因編輯的道德規范和潛在風險，需審慎對待。代謝組學研究進展代謝組學技術平臺代謝組學在疾病診斷中的應用代謝途徑解析代謝組學與藥物研發包括核磁共振、質譜等高通量分析技術，實現代謝產物的快速鑒定和定量分析。基于大數據分析，揭示生物體內代謝物之間的調控關系和代謝途徑。通過代謝產物的變化，實現疾病的早期診斷和預后評估。指導新藥開發，提高藥物療效和降低藥物不良反應。轉化醫學應用實例基因組學在精準醫療中的應用01基于個體基因組信息