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结构生物化学/定义

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结构生物化学是生物化学的一个领域,主要关注生物体内细胞分子组分、功能和结构。它通过化学理论和物理定律帮助我们理解细胞。结构生物化学集中于大分子(如碳水化合物蛋白质多糖脂类)、它们单体单位(氨基酸核酸、核苷酸)以及涉及它们的重要的反应。

生物化学是生物学和化学之间的联系。生物学是研究细胞与其环境之间的相互作用。化学将这些相互作用分解到分子水平,并提供有关这些事件如何发生的信息。结构由系统是如何组成的来定义。它是部分如何排列或组合在一起形成整体的方式。因此,当这两个学科融合在一起时,即生物化学和结构,便产生了被称为结构生物化学的学科。结构生物化学构成了分子部分的基础,这些部分通过离子共价键等相互作用形成细胞结构。

结构生物化学

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结构生物化学是对各种大分子及其结构如何适合其功能的研究。大分子在结构生物化学课程中被研究,包括蛋白质碳水化合物脂类和核苷酸。它们涵盖了从蛋白质参与的众多功能(如分子转运、细胞骨架形成和细胞生长)到DNA的构建块,甚至到不同的催化机制。一般来说,所有大分子都有助于人类的生存,以及无生命物体的组成。

另一种定义结构生物化学的方法是,它是对生命和生物体的生化系统进行的科学研究;它是关于构建化学形式的生物分子,以及结构与功能之间密切的相互关系。此外,生物化学将化学应用于细胞和分子水平的生物学研究。它在 20 世纪初作为一个独特的类别出现,当时科学家将化学、生理学和生物学结合起来,探索生命环境和系统的化学。利用这一领域,生物化学家一直在试图理解和解释生物体共享的许多化学机制和生物结构,并制定所有生命形式共享的一些基本组织原则。

如今,生物化学被认为是对生命及其化学过程的研究;对生命科学和化学科学的研究。它研究活生物体的化学以及活细胞中发生变化的分子基础。它利用化学物理、分子生物学和免疫学的方案来研究生物材料中复杂分子的结构和行为,例如蛋白质中的氨基酸,一种大型有机化合物。沿着这些思路,它还探索了这些分子如何相互作用形成细胞、组织和整个生物体。生物化学家试图确定蛋白质核酸脂类维生素和激素等特定分子在这些过程中的作用。特别强调活细胞中化学反应的调控。

生物化学已成为理解所有生物过程的基础。它通过色谱法光谱法等实验室技术,对人类、动物和植物中许多疾病的来源做出了解释。它经常可以提出治疗或治愈这些疾病的方法。由于生物化学界对解开发生在各种生命形式中的复杂化学反应感兴趣,因此它为医学、兽医学、农业和生物技术领域的实际进步提供了基础。它还包括分子遗传学和生物工程等令人兴奋的新领域。生物化学家开发的知识和方法被应用于医学的所有领域,例如在农业以及许多与化学和健康相关的行业中。结构生物化学帮助对抗艾滋病流行病,因为 HIV 蛋白酶的结构(为了阻止病毒传播,应该阻止该结构)可以用作确定可能阻断该酶的分子类型的参考。此外,它通过在分子水平上研究布洛芬等止痛药,并通过创造一种新的止痛药来关闭 COX-2 以便不会形成溃疡,从而帮助患有关节炎的患者,从而预防副作用。

生物化学在蛋白质结构或功能和基因工程方面也独树一帜,这两者是快速发展的生物技术领域的两大基本组成部分。作为最广泛的基础科学之一,生物化学包括许多专业分支,如神经化学、生物有机化学、临床生物化学、物理生物化学、分子遗传学、生物化学药理学和免疫化学。

生物体的显著特征

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    • 复杂的内部结构,具有高度的化学复杂性和微观组织。数千个分子使细胞能够维持非常复杂的内部结构,其中包括长聚合物,每个聚合物都有其特有的亚基序列,其独特的 3D 结构和特定的结合位点选择。
    • 系统能够通过从环境中提取、转化和利用能量来维持平衡。这使生物体能够进行机械、化学和渗透工作。
    • 繁殖,生物体组分的明确功能,生物体之间相互作用生物体之间的相互作用使组分发生变化,导致协调和补偿以适应环境的必要性。
    • 感知和响应生物体环境变化的机制不断调整内部化学物质以适应其局部环境的变化,以更好地生存。
    • 精确自我复制和自我组装的能力构建每个细胞中完全完整的遗传物质,这些遗传物质对于该生物体是独一无二的。
    • 随着时间的推移而进化的能力生物体的这种基本统一性反映在基因序列和蛋白质结构的相似性上。

参考文献

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华夏公益教科书