核酸、蛋白质与糖化学  041M4007H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:张亮仁,杨振军,叶新山,李中军,周德敏
授课时间: 星期四, 第9、10、11节
授课地点: 教2-227
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18
授课时间: 星期四, 第9、10、11节
授课地点: 教2-227
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18
课程编号: 041M4007H 课时: 48 学分: 3.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:张亮仁,杨振军,叶新山,李中军,周德敏
英文名称: Chemistry of Nucleic Acid, Protein and Carbohydrate

教学目的、要求

核酸、蛋白质与糖是生物体内重要的三种内源性物质,通过本课程学习,使学生掌握核酸、蛋白质与糖化学的基本理论、基本知识和基本方法,并与其他学科配合,揭示生命活动的本质和规律,为将来的学习和工作打下良好的基础。
使学生掌握核酸、蛋白质与糖化学的分类、分布及功能及其一般理化性质;掌握组成核酸、蛋白质与糖的基本单元的结构特征;掌握核苷、糖化学合成的基本策略;掌握核酸、蛋白质与糖类药物的基本设计策略。了解核酸、蛋白质与糖的基本生物合成途径;了解常见核酸、蛋白质与糖类药物的结构特点与性质;了解核酸、蛋白质与糖化学与化学生物学发展趋势

预修课程

普通化学,有机化学,结构化学,基础生物化学

教 材

主要内容

2、讲授内容 
第一部分 核酸化学
一、核苷、核苷酸和核酸
1、核酸的发现与意义
2、核苷、核苷酸及核酸的基本概念
3、核苷、核酸的构象
4、核酸的光谱特征
5、核酸的种类与结构
6、基于核酸靶点的药物研究进展
二、核酸的生物合成
1、核酸和核苷酸的分解代谢
2、核苷酸的从头合成
3、核苷酸的代谢合成
4、核酸的变性、复性和杂交
5、DNA的复制、修复与重组
三、核苷的化学合成与核苷类药物
1、 核苷的化学合成
2、 糖环修饰核苷
3、 碱基修饰核苷
4、 碳环核苷
5、 无环核苷
四、寡核苷酸的化学合成
1、寡核苷酸合成中的保护基
2、寡核苷酸的液相合成
3、寡核苷酸的固相合成
4、RNA的化学合成
五、核酸药物与核酸化学生物学
1、反义核酸的结构与功能
2、反义核酸的化学修饰
3、核酸适配体
4、小干扰RNA 
5、非编码RNA

第二部分 蛋白质化学
一、氨基酸、多肽和蛋白质结构和功能
1、绪论
2、氨基酸分类、结构及存在形式
3、多肽结构及化学合成
4、蛋白质一级、二级结构和高级结构及检测方法

二、蛋白质化学生物学
1、蛋白质翻译及翻译后修饰
2、蛋白质化学修饰
3、在体蛋白质化学修饰及进展

三、蛋白质组学和蛋白质药物
1、蛋白质信号通路及作用网络
2、蛋白质组学及研究手段
3、蛋白质药物及生物治疗

第三部分 糖化学
一、糖化学基础知识
1、绪论
2、糖类化合物的分类、结构及存在形式
3、糖类化合物的命名及结构表示方法
4、糖(环)的反应
二、糖基化方法及进展
1、糖苷键存在的形式及基本概念;
2、糖基化的本质及影响因素;
3、糖基化反应的机理;
4、糖基化方法各论
三、寡糖合成策略
1、线性糖基化策略
2、糖砌块汇聚合成策略
3、双向合成策略
4、正交活化合成策略
5、基于化学选择性的糖基化策略
6、“一釜”糖基化策略
四、寡糖的固相合成及组合合成
1、寡糖固相合成的现状
2、寡糖固相合成的设计策略
3、寡糖固相合成的载体、连接方式及保护基策略
4、自动固相寡糖合成
五、糖类药物及糖组学
1、糖类药物与糖组学的基本概念
2、糖类药物的类型及组成
3、糖类疫苗的研究进展
4、糖芯片(微阵列)的设计与构建
5、糖组学的应用及发展趋势
六、糖化学生物学研究进展
1、糖化学生物学的概念
2、糖化学生物学及其在生物医药领域中应用
3、糖化学生物学发展趋势

四、教学重点与难点 
重点:核酸、蛋白质与糖化学的分类、分布、功能及其一般理化性质,组成核酸、蛋白质与糖的基本单元的结构特征,核苷、糖化学合成的基本策略,核酸、蛋白质与糖类药物的基本设计策略。
难点:核酸、蛋白质与糖的基本生物合成途径,核苷与糖类化合物的化学合成,蛋白质的化学修饰,蛋白质组学、糖组学,核酸、蛋白质与糖类药物的结构特点与药理性质

五、学时分配与进度计划 
第一部分、核酸化学与生物学,21学时
第一周、核苷、核苷酸和核酸,3学时;
第二周、核酸的生物合成,3学时;
第三周、核苷的化学合成与核苷类药物
(核苷的化学合成、糖环修饰核苷),3学时;
第四周、核苷的化学合成与核苷类药物
        (碱基修饰核苷、碳环核苷、无环核苷),3学时;
第五周、寡核苷酸的化学合成,3学时;
第六周、核酸药物与核酸化学生物学
(反义核酸的结构与功能、反义核酸的化学修饰),3学时
第七周、核酸药物与核酸化学生物学
(核酸适配体、小干扰RNA、非编码RNA),3学时
第二部分、蛋白质化学,9学时
第八周、氨基酸、多肽和蛋白质结构和功能,3学时;
第九周、蛋白质化学生物学,3学时;
第十周、蛋白质组学和蛋白质药物,3学时;
第三部分、糖化学与生物学,18学时
第十一周、糖化学基础知识,3学时;
第十二周、糖基化方法及进展,3学时;
第十三周、寡糖合成策略,3学时;
第十四周、寡糖的固相合成及组合合成,3学时;
第十五周、糖类药物及糖组学,3学时;
第十六周、糖化学生物学研究进展,3学时

参考文献

[1] M. Blackburn, et al., Nucleic Acids in Chemistry and Biology, RSC Publishing, 2006.
[2] L-H. Zhang, et al, Medicinal Chemistry of Nucleic Acids, Wiley, 2011.
[3] 蔡孟深、李中军 主编,糖化学,化学工业出版社,2007年 北京
 [4] http://en.wikipedia.org/wiki