生物化学与基因工程论文

生物化学对其他各门生物学科的深刻影响首先反映在与其关系比较密切的细胞学、微生物学、遗传学、生理学等领域。通过对生物高分子结构与功能进行的深入研究，揭示了生物体物质代谢、能量转换、遗传信息传递、光合作用、神经传导、肌肉收缩、激素作用、免疫和细胞间通讯等许多奥秘，使人们对生命本质的认识跃进到一个崭新的阶段。生物学中一些看来与生物化学关系不大的学科，如分类学和生态学，甚至在探讨人口控制、世界食品供应、环境保护等社会性问题时都需要从生物化学的角度加以考虑和研究。此外，生物化学作为生物学和物理学之间的桥梁，将生命世界中所提出的重大而复杂的问题展示在物理学面前，产生了生物物理学、量子生物化学等边缘学科，从而丰富了物理学的研究内容，促进了物理学和生物学的发展。生物化学是在医学、农业、某些工业和国防部门的生产实践的推动下成长起来的，反过来，它又促进了这些部门生产实践的发展。医学生化 对一些常见病和严重危害人类健康的疾病的生化问题进行研究，有助于进行预防、诊断和治疗。如血清中肌酸激酶同工酶的电泳图谱用于诊断冠心病、转氨酶用于肝病诊断、淀粉酶用于胰腺炎诊断等。在治疗方面，磺胺药物的发现开辟了利用抗代谢物作为化疗药物的新领域，如5-氟尿嘧啶用于治疗肿瘤。青霉素的发现开创了抗生素化疗药物的新时代，再加上各种疫苗的普遍应用，使很多严重危害人类健康的传染病得到控制或基本被消灭。生物化学的理论和方法与临床实践的结合，产生了医学生化的许多领域，如：研究生理功能失调与代谢紊乱的病理生物化学，以酶的活性、激素的作用与代谢途径为中心的生化药理学，与器官移植和疫苗研制有关的免疫生化等。农业生化 农林牧副渔各业都涉及大量的生化问题。如防治植物病虫害使用的各种化学和生物杀虫剂以及病原体的鉴定；筛选和培育农作物良种所进行的生化分析；家鱼人工繁殖时使用的多肽激素；喂养家畜的发酵饲料等。随着生化研究的进一步发展，不仅可望采用基因工程的技术获得新的动、植物良种和实现粮食作物的固氮；而且有可能在掌握了光合作用机理的基础上，使整个农业生产的面貌发生根本的改变。工业生化 生物化学在发酵、食品、纺织、制药、皮革等行业都显示了威力。例如皮革的鞣制、脱毛，蚕丝的脱胶，棉布的浆纱都用酶法代替了老工艺。近代发酵工业、生物制品及制药工业包括抗生素、有机溶剂、有机酸、氨基酸、酶制剂、激素、血液制品及疫苗等均创造了相当巨大的经济价值，特别是固定化酶和固定化细胞技术的应用更促进了酶工业和发酵工业的发展。70年代以来，生物工程受到很大重视。利用基因工程技术生产贵重药物进展迅速，包括一些激素、干扰素和疫苗等。基因工程和细胞融合技术用于改进工业微生物菌株不仅能提高产量，还有可能创造新的抗菌素杂交品种。一些重要的工业用酶，如α-淀粉酶、纤维素酶、青霉素酰化酶等的基因克隆均已成功，正式投产后将会带来更大的经济效益。国防方面的应用 防生物战、防化学战和防原子战中提出的课题很多与生物化学有关。如射线对于机体的损伤及其防护；神经性毒气对胆碱酯酶的抑制及解毒等。

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， 双吡啶姆， 1 4 简称 PQ）以烟草逾伤组织为原材料，在其叶绿素系统中产生的电子使 PQ 还原 为游离型的 PQ， 而后者可以和 O2 反应生成 O2-,进而可以诱导机体组织产生 SOD 酶，实验证明，来自耐 PQ 逾伤组织的 SOD 其酶电泳条带为单一条带，其酶活 性要比一般的烟叶 SOD 活性高的多，日本人还提出了利用固体培养基法使 SOD分泌到菌体外的工艺， 例如利用青霉属，毛霉属或者曲霉属进行固体培养均可以 使 SOD 分泌到菌体外而获得 SOD， 在基因工程方面， 国外也取得不少进展 【7】 ， 例如日本人将含有 SOD 重组 DNA 的基因工程菌悬浮培养物在含有铜盐和锌盐 的缓冲液中，以超声波处理一段时间获得 Cu,Zn-SOD，而美国在利用基因工程 技术生产 SOD 方面是更为先进。2.国内研究现状当前，国内对 SOD 的粗分离和纯化工艺的研究也日益深入，但其应用方面远远 比不上国外， 国外已有多种药用 SOD 应用于临床，国内对 SOD 的应用多集中于 食品和保健品方面，如张波【8】等人以牛血为原料用沉淀，热变，再沉淀，上 DEAE-SephadexA-50 柱等一系列步骤进行纯化，牛血 SOD 比活由 1834u/mg 提 高到 2325u/mg,Cui-Luan Yao【9】等以虾为原料，采用热变性，硫酸铵盐析，层 析纯化来提纯 SOD,Cheryl 【10】等人采用琼脂糖层析来纯化鼠肺细胞 外 SOD 粗酶液的纯化，张书文【11】等采用二次热变性方法，免除了使用氯仿 等有机溶剂，孙永君【12】等以大蒜（植物）为原料，采用磷酸盐缓冲液提取法 和热变性方法，制备 SOD 粗酶液，在基因工程方面，我国四平市科学技术研究 院经过多年的努力，开发出 SOD 项目，它是提取人体 SOD 基因，经过 PCR 扩 增，构建人体 cDNA，进而构建质粒，然后将质粒转到受体细胞中，在受体中进 行大量表达，该院是国内唯一一家基因重组人源化的 SOD 生产厂家。在利用生 物工程和基因工程技术生产药用 SOD，国内在这方面的研究和国外相比仍有一 定的差距。三 研究意义在现有的 SOD 纯化过程中， 粗分级工艺是不可避免的环节，其中必须使用大 量的有机溶剂（如乙醇，氯仿等）或无机盐（如硫酸铵，磷酸盐等） ，通过有机 溶剂和无机盐的分级沉淀去除大部分杂蛋白，获得粗品 SOD。然后才能使用后 续工艺，如丙酮沉淀、超滤浓缩、透析、柱层析等，进行深入提纯。首先，使用 分级沉淀法提取目标蛋白后， 废弃液中常常含有高浓度的有机溶剂或无机盐，这 些有毒/有害物质的回收非常困难，而一旦排放又会对环保造成巨大压力；其次， 有机溶剂和无机盐分级沉淀法操作周期长，提取液经常要在低温下静置过夜；另 外，为了促使蛋白质沉