诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,用绿色荧光蛋白标识试验鼠,绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)最初足从维多利亚多管水母(Aequoria victoria)中发觉发光蛋白1。天然GFP生色团由6567位Ser-Tyr-Gly氨基酸残基组成,并经环化和脱氢形成一个咪唑环2。其最大激发峰为395nm,在475 nm处有一副激发峰,最大发射峰位于510nm。gfp作为一个新型汇报基因含有许多优越性:首先它分子量较小,只编码238个氨基酸多肽,对细胞没有毒。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第1页,下村修,和同伴在从一个特殊水母中提取水母素时，偶然发觉一个在紫外光下发强烈绿色蛋白。这就是现在大红大紫绿色荧光蛋白。,马丁沙尔菲,在接下来研究中指出，水母素和绿色荧光蛋白发光原理不一样。水母素仍是荧光酶一个，需要荧光素才能发光。而绿色荧光蛋白本身就能发光。这意味着，绿色荧光蛋白能够很方便地被植入生物体内，作为一个指示剂，跟踪和判断生物细胞分子改变。,钱永健,改造绿色荧光蛋白取得多项结果，世界上当前使用荧光蛋白大多是钱永健试验室改造后变种。现在荧光蛋白不但荧光更强，而且除绿色外，还能够呈黄色、蓝色，有还可激活变色。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第2页,第一章 化学与健康,第一节 人体中物质组成,第二节 化学与人体健康,第三节 食品中化学品,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第3页,第一节 人体中物质组成,一、人体中化学元素,共有37种化学元素，其中25 种是生命必须元素，C,H,O,N,S,P,Ca,K,Na,Cl,Mg,Si,Fe,F,Zn,Cu,Se,Sn,I,Mn,Ni,Mo,Cr,Cs,V,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第4页,、常量元素:,在人体中含量超出0.01%元素,共11种，,C,H,O,N,S,P,Ca,K,Na,Cl,Mg,碳：,脂肪、蛋白质、糖类，以CO,2,形式排出,氢：,H,2,O水,氧：,呼吸，CO,氮：,氨基酸、蛋白质、DNA，RNA,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第5页,钾、钠、氯,Na,、K,、Cl,控制细胞、组织液和血液电解平衡，以保持体液正常流通和控制体内酸碱平衡，氯是胃酸主要成份。,缺钠易患心脏病，钠含量过高，易患高血压，致癌,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第6页,缺钾,全身无力、疲乏、心跳减弱、头昏眼花，严重缺钾还会造成呼吸肌麻痹死亡。另外，低钾会使胃肠蠕动减慢，造成肠麻痹，加重厌食，出现恶心、呕吐、腹胀等症状。临床医学资料还证实，中暑者都有血钾降低现象。补充各种水果，香蕉、柑橘等。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第7页,夏季，城里很多人出门都习惯于带一瓶纯净水；而在农村，人们外出劳动时喜欢喝却是茶水。即使二者都能补充因大量出汗而丢失水分，不过它们作用却不尽相同。饮茶不但能解渴而且能消除疲乏。为何饮茶能消除疲乏呢？原因是夏季人体轻易缺钾，缺钾会使人感到倦怠疲乏，而茶叶中刚好含有丰富钾。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第8页,钙、磷,钙人体骨骼、牙齿、指甲等主要元素之一。,以游离Ca,2+,或无机盐羟磷石灰3Ca,3,(PO,4,),2,Ca(OH),2,形式存在，前者与钠钾离子有类似作用，后者与蛋白质结合成钙结合蛋白。,缺钙易造成骨疼、背疼、骨折等后果。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第9页,磷人体骨骼、牙齿、指甲等主要元素之一。,以无机盐羟磷石灰3Ca,3,(PO,4,),2,Ca(OH),2,形式存在，也是组成ATP（三磷酸腺苷）能量分子，是生物合成和能量代谢所必须主要组成成份，是生命物质核酸、蛋白质主控因子。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第10页,2、微量元素:,在人体中含量低于0.01%元素,共14种，,F,I,Fe,Cu,Zn,Mn,Co,Mo,Se,Sn,Cr,Si,Ni,V，,其中10种为金属元素。,铁人体内铁有70存在于血红蛋白和肌红蛋白内，25以铁蛋白形式分布在肝、肾、骨髓中，一小部分铁是氧化酶辅助因子。当血液中铁蛋白浓度达200 mg/L时，心脏病发病率会高出三倍。因为过剩铁促进自由基形成，而自由基会损害动脉壁细胞，也会损难过肌。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第11页,锌锌广泛存在于人体组织如骨骼、肌肉、皮肤、头发、血液、内脏之中，是几十种酶包含DNA聚合酶组成物质。胰岛素，唾液蛋白、转铁蛋白也有锌结合。锌主要作用是：,A、维持细胞正常分裂。人体生长过程主要就是细胞不停分裂过程。缺锌妨碍软骨生长极易造成儿童发育不良，身材矮小，甚至造成侏儒症。,B、促进免疫细胞尤其是T细胞生长，提升免疫力。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第12页,C、促进维生素A吸收，帮助维生素A从肝脏转移到血液中并抵达所需器官，如眼睛等，眼睛需要维生素A，视网膜中含有大量锌，所以，补锌对提升视力有作用。,D、前列腺含有大量锌。美国医生临床证实补锌能够防治前列腺肥大和性功效衰退。,E、锌可维持正常味觉和食欲。缺锌会引发味觉异常，食欲下降，会引发儿童异食癖，加重发育停滞。,动物瘦肉、肝脏、蛋类及牡蛎等,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第13页,硒在酶系统和血液正常机能运转中发挥着主要作用,使人体免疫力增强抑制肝肿瘤以及乳腺肿瘤发生,并对人体内白血球杀菌能力有很大影响。,缺硒,使人体内白血球杀菌能力降低，克山病（生育期妇女和学龄前儿童）、大骨节病（儿童和青少年）,硒过量 头发脱落，双目失明甚至死亡。,鱼类、虾类等水产品，其次为动物心、肾、肝。蔬菜中含量最高为金花菜、荠菜、大蒜、蘑菇。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第14页,碘甲状腺球蛋白是一个含碘蛋白质，一旦人需要就会很快水解为有活性甲状腺素，一个含碘氨基酸，能促进体内物质和能量代谢、促进身体生长发育、提升神经系统兴奋性等生理功效。,缺碘,甲状腺素合成受到影响，使得甲状腺组织产生代偿性增生，形成甲状腺肿（大脖子病）。克汀病（主要是儿童，胚胎期和新生儿期缺碘）,碘过量 甲状腺肿,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第15页,铬参加糖和脂类代谢，作用在细胞膜上胰岛素敏感部位，能增强体内胰岛素作用，对糖尿病患者有一定治疗作用。,缺铬,影响视力。,铬 致癌,糙米、全麦片、小米、玉米、粗制红糖。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第16页,氟强壮骨骼和牙齿。,缺氟,龋齿，牙齿主要成份羟磷灰石 Ca,5,(PO,4,),3,(OH)，氟充分时，氟磷灰石CaF,2,Ca,3,(PO,4,),2,，牙釉质,。,氟过量 氟斑牙，氟过多防碍了牙齿钙化酶活性，牙齿钙化不能正常进行，色素在牙釉质表面从容。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第17页,铜制造红细胞和机体氧化还原体系中有效催化剂；参加组成皮肤、头发等器官，能使身体更加好利用铁。,缺铜,视力减退、骨骼生成障碍、贫血等,。,铜过量 抑郁、烦躁、呕吐、神经质、关节与肌肉疼痛。,起源：杏仁、大蒜、柑橘、大豆等。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第18页,锰对蛋白质与脂肪代谢、健康神经系统、免疫系统与血糖控制有用，与软骨及关节腔内润滑液形成相关。,缺锰,动脉硬化等疾病,。,起源：干果、海藻、粗粮等。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第19页,钼氮代谢中需要钼，能使嘌呤在最终阶段变成尿酸。,缺钼,口腔与齿龈病变肿瘤,。,过量钼 影响铜代谢，痛风发生,起源：干果、海藻、粗粮等。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第20页,二、人体中有机物,碳、氢、氮、氧、硫、磷是组成人体中蛋白质、脂肪、糖类和核酸基础。,、蛋白质:,天然有机高分子化合物，在酸、碱或酶作用下发生水解，水解最终产物是氨基酸。,1965年，我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了含有生理活性蛋白质，结晶牛胰岛素。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第21页,2、脂肪:,动物油脂通常呈固态，为脂肪；植物油脂呈液态，称为油。二者统称为油脂，由高级脂肪酸和甘油组成。,油脂在小肠里因为受酶催化而发生水解，生成脂肪酸和甘油，被小肠吸收，作为人体营养。,不饱和脂肪酸是人体 必须脂肪酸，人体本身不能合成，包含亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸，人体缺乏时，会影响固醇类代谢。,花生、芝麻、榛子,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第22页,3、糖类:,由C、H、O三种元素组成,蔗糖：葡萄糖和果糖，甘蔗和甜菜,双糖,麦芽糖：2倍葡萄糖，存在于淀粉中,多糖：淀粉和纤维素,单糖：不能水解 C,6,H,12,O,5,糖类,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第23页,4、核酸:,对遗传信息存放、蛋白质生物合成起决定性作用。,核酸,水解,核苷酸,水解,磷酸,核苷,水解,戊糖：,DNA,RNA,碱基:嘌呤，嘧啶,能量传递员：三磷酸腺苷ATP,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第24页,第二节 化学与人体健康,一、帮医生诊疗疾病,有效治疗疾病第一步，就是正确诊疗疾病。,血液和尿液检验是医药化学家创造；,磁共振成像技术(MRI)创造是核磁共振光谱应用于化学研究结果，利用该方法能够得到人脑断层成像，帮医生找到病变部位。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第25页,二、帮医生提供新药,药是人类战胜疾病武器。,1、阿司匹林(Aspirin)：,解热镇痛，白柳叶子,1829年，法国人从柳树中提取出能够治病物质，水杨酸。1859年，德国化学家Hoffmann将水杨酸与醋酸酐反应，得到酸性较弱乙酰水杨酸，在镇痛和治疗风湿病方面有独特效果，1899年，德国拜尔企业正式命名为阿司匹林。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第26页,2、黄胺类药品,：解热镇痛，白柳叶子,1932年，德国病理学家Domagk发觉百浪多息能有效治疗链球菌感染。,百浪多息,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第27页,1935年，法国巴斯特研究所在白浪多息化学结构基础上合成出非常有效杀菌剂：对氨基苯黄酰胺，治好了美国总统儿子小罗斯福和英国首相丘吉尔细菌感染。是二次世界大战前唯一有效抗菌药品。,黄胺类药品创造，使肺炎、脑膜炎等疾病得到有效控制。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第28页,3、青霉素：传染病克星,，青霉素在临床上主要用于治疗葡萄球菌传染，如脑膜炎、化脓症、骨髓炎等；溶血性链球菌传染症，如腹膜炎、产褥热，以及肺炎、淋病、梅毒等。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第29页,三、毒品对人体健康影响,毒品滥用对人体个功效系统都有显著病理损害。,1、鸦片(opium)：,引发体质衰弱及精神颓废,过量吸食鸦片,可因呼吸衰竭死亡。,2、吗啡：,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第30页,3、冰毒：,甲基苯丙胺，过分兴奋。,4、大麻：,神经障碍、思维迟钝、记忆混乱、影响运动协调。,5、摇头丸：,活动过分、感情冲动、嗜舞。,6、海洛因：,瞳孔缩小、深度昏迷等。,7、杜冷丁：,普遍用于临床。,8、咖啡因：,普遍用于临床。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第31页,9、可卡因：,偏执狂型精神病。,10、镇静催眠药和抗焦虑药：,巴比妥类、苯二氮卓类,11、酒精类：,甲醇、醛类、杂醇油、铅、氰化物,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第32页,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第33页,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第34页,第三节 食品中化学品,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第35页,一、当代食品工业灵魂：食品添加剂,加入食品中化学合成物质或天然物质，不但能够改进食品质量和色、香、味，而且能够防治食品腐败变质。,1、食品防腐剂：,凡是能抑制微生物生长活动，延缓食品腐败变质或生物代谢制品都是食品防腐剂，有时也称抗菌剂。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第36页,食品防腐剂,杀菌剂：,经过一定化学作用杀死微生物，使之不能侵染食品，造成食品变质。,抑菌剂：,主要是经过改变微生物生长曲线，使微生物生长繁殖停顿在迟缓繁殖迟缓期，而不进入急剧增殖对数期，从而延长微生物繁殖一代所需要时间，即起到所谓“静菌作用”。,氧化型杀菌剂,还原型杀菌剂,其它杀菌剂,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第37页,防腐剂,无机类,有机类,氧化型防腐剂：,过氧化氢、过氧乙酸、臭氧、氯、漂白粉、漂白精,还原型防腐剂：,二氧化硫、无水亚硫酸钠、亚硫酸钠、保险粉和焦亚硫酸钠,二氧化碳(CO,2,)：饮料,其它无机类防腐剂：,硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钾、亚硝酸钠，主要作为护色剂使用，但同时也含有防腐作用,苯甲酸及其盐类：,最适宜pH值为2.54.0,对羟基苯甲酸酯类：,受pH值影响较小，适用pH值范围为48。,山梨酸及其盐类：,在pH值低于56时最正确,丙酸盐：,必须在酸性环境中才能产生作用,醇类：,乙醇、乙二醇、丙二醇,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第38页,2、抗氧化剂：,食品保藏中经常添加一些化学制品，以延缓或阻止氧气所造成氧化变质。,丁基羟基茴香醚(BHA):,食用油脂、奶油、维生素A油、香料等；,二丁基羟基甲苯（BHT）：,饼干、干鱼、方便面等；,没食子酸丙脂（PG）：,防止使用铁铜等容器；,抗坏血酸及其盐类：,水果罐头、果汁等。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第39页,3、调味剂：,酸味剂、鲜味剂、甜味剂。,酸味剂：,促进食欲、防腐作用、有利于溶解纤维素及钙磷等；乙酸 柠檬酸 富马酸 盐酸酸 乳酸 苹果酸 磷酸 碳酸钾 柠檬酸三钾（纳）柠檬酸一钠 氢氧化钠 酒石酸。,鲜味剂：,补充或增强食品原有风味物质。,谷氨酸钠即谷氨酸一钠，别名味精：,是其它鲜味剂基础,肌苷酸钠：,呈鸡肉鲜味,鸟苷酸钠：,呈鲜菇鲜味,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第40页,甜味剂：,能赋予食品甜味食品添加剂。,甘草：,用于酱油、豆浆、腌制物中,甜叶菊：,降血压、促进代谢、治疗胃酸过多,糖精：,酱菜、糕点、饼干、面包,天冬甜素：,有清凉感，用于汽水、乳饮料、醋、咖啡饮料等,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第41页,4、食用色素：,提升食品商品价值,促进人们食欲。主要有合成簌簌和天然色素两大类。,合成色素：,结构多为偶氮类，属于煤焦油染料，色彩鲜艳，坚劳度大，性质稳定，着色力强，本身无营养价值，大多数对人体有害。,苏丹红事件、红心鸭蛋事件。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第42页,用于彩色蜡、油脂、汽油、溶剂和鞋油等增色添加剂，还能够用于，焰火礼花着色。家用红色地板蜡或红色鞋油通常含有苏丹一号成份,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第43页,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第44页,苏丹红,是一个禁止将其作为,食品添加剂,使用工业染料。年，欧盟在食品中发觉了苏丹红成份；后在中国许多食品中，包含著名快餐企业肯德基5种食物中发觉了苏丹红成份，所以引发了中国相关食品安全方面讨论。,苏丹一号在1918年以前曾经被美国同意用作食品添加剂，不过随即美国取消了这个许可，不过在一些品牌伍斯特沙司、咖喱粉、辣椒粉和辣椒酱中依然使用它来增色。,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第45页,天然色素：,由动、植物及微生物中提取，有一定营养或药理作用，安全性高，着色自然等优点。,系 别,类 别,色 素 举 例,多烯色素,胡萝卜素类,胡萝卜素,叶黄素类,辣椒红素、臧红花素,多酚色素,花青苷类,玉米红、萝卜红,黄酮类,高粱红、可可色素,鞣质类,鞣质、儿茶素,查尔酮类,红花红、红花黄,醌酮色素,酮类,蒽醌类,萘醌类,姜黄素、红曲色素,虫胶色素,紫草根色素,吡咯色素,卟啉类,叶绿素、血红素,其它色素,含氮花青素,甜菜红、核黄素,混合物,焦糖,诺贝尔化学奖发现并发展了绿色荧光蛋白专家讲座,第46页,