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生物化

發布時間: 2020-11-20 07:54:55

生物轉化的轉化過程

生物轉化一般分為Ⅰ、Ⅱ兩個連續的作用過程。在過程Ⅰ中,異物在有關酶系統的催化下經由氧化、還原或水解反應改變其化學結構,形成某些活性基團(如—OH、—SH、—COOH、—NH2等)或進一步使這些活性基團暴露。在過程Ⅱ中,異物的一級代謝物在另外的一些酶系統催化下通過上述活性基團與細胞內的某些化合物結合,生成結合產物(二級代謝物)。結合產物的極性(親水性)一般有所增強,利於排出,例如氨基甲酸酯類殺蟲劑胺甲萘(西維因)的生物轉化過程如下:
異物的生物轉化一般都要經歷這兩個連續過程,但也有一些異物由於本身已含有相應的活性基團,因而不必經由過程Ⅰ即可直接與細胞內的物質結合而完成其生物轉化。 異物生物轉化過程Ⅰ中的氧化反應是在混合功能氧化酶系(又稱為單氧酶系、羥化酶系或細胞色素P-450酶系)的催化作用下進行的。異物的氧化可用下式表述:
NADPH2:還原型輔酶II;NADP:氧化型輔酶II這一酶系的活性很強,但專一性差,凡是具有一定脂溶性的異物,幾乎都能在它的催化下被氧化,因此常稱為混合功能氧化酶。目前認為它能催化的氧化反應如表所示。 生物轉化過程Ⅰ中的水解反應是酯類、醯胺類等異物的轉化方式。有機磷農葯在化學上屬於酯類或醯胺類,因而這一類由相應的水解酶(如酯酶、醯胺酶等)催化的反應,在生物轉化上也很重要。例如:


生物轉化過程Ⅱ由專一性強的各種轉移酶催化,可用下式表示:
式中的受體即異物,供體又稱結合物,是參與結合反應的細胞內物質結合物。主要是各種核苷酸衍生物,如尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA,提供葡萄糖醛酸基團、GA),3′-磷酸腺苷酸硫酸(PAPS,提供硫酸基團、S=SO3H),腺苷蛋氨酸(SAM,甲基供體,M=甲基),乙醯輔酶A(CH3CO—SCoA,乙醯基供體,CH3—CO二乙醯基)。此外,某些氨基酸(如甘氨酸、谷氨醯胺)及其衍生物(如谷胱甘肽)也是重要的結合物。供體或結合物都是細胞代謝的正常產物。

❷ 生物化材料能起到什麼作用

自然界中,有許多生物具有再生與修復能力。海參在遇到敵人襲擊時,會把自己的內臟拉出來,然後自己趁機逃走,不久以後,它又會長出一副新內臟;蜥蜴在被砍掉尾巴後,能夠再生出尾巴來;把一條蚯蚓從中間砍成兩段,其頭部(帶胸節的)能再生成新的蚯蚓;人的皮膚被劃傷或骨折後在一定程度上也能癒合,大家想想,要是不能癒合,那將是很可怕的。但是我們人的這種自我修復能力是有限的(比如,如果皮膚上傷口裂開較大,就必須縫針來幫助傷口癒合)。長期以來,人們一直在努力研究能夠使其受損傷的、病變的組織與器官完美再生和修復的材料及裝置。20世紀80年代以來,這種材料的研究開始興起。它能夠調節、控制和誘導人體組織的自身修復、再生的能力,使再生的天然健康組織和器官能夠取代病變的組織和器官。

對於發生病變和損傷組織與器官的修復,現在我們較為熟悉的做法是進行組織和器官的移植,如給大面積燒傷病人移植皮膚,給腎衰竭和尿毒症患者換腎等。但是因為人本身的器官會對移植進來的器官產生排異反應,這使移植技術受到限制,事實上,在進行過的此類手術中,有不少患者就因為排異反應而死亡。另外,也並不是所有的器官都能進行移植。因此,要徹底解決病變和損傷組織與器官的修復問題還必須另闢蹊徑,比如利用生物化材料培植健康的組織和器官。

運用生物化材料,可以從以下兩個方面進行:

第一是利用需要移植的人本身的一小片健康組織或細胞進行體外繁殖培養,然後再送回人體的組織細胞中培養。比如,把我們人體皮膚細胞的纖維枝芽細胞接種到一種叫做「膠原—硫酸軟骨素」的多孔膜上,可以得到有生命力的人造皮膚。可是這種細胞的培養繁殖需要較長的時間,病人很難等待,另外培養的技術也不完善。這種技術和植物中的嫁接技術比較像,比如我們要培養一棵梨樹樹苗,就可以把它先嫁接在其它果樹上培養,然後再取下來種植。

第二種是選擇合適的載體材料和調節細胞生長分化的物質,並對其作用進行定位調控。我們知道,人體的基本組成單位是細胞,一個原始的受精卵細胞能發育、繁殖、生長並逐漸分化成各種組織和器官。現在的生物技術能夠對這些細胞的分化、繁殖和生長進行調節控制。患者需要什麼,我們就調控細胞朝什麼方向發展。

❸ 生物氧化與生物轉化的區別

生物氧化一般指生物體內脫氫放能的反應過程
與無機化學的反應過程不同
這個過程一般緩慢而且轉化率高
主要用以釋放能量
供給生物體使用
生物轉化一般指生物體內將一種外源物質轉化成另一種物質的過程
這個過程由多種酶參與
包括諸如甲基化
醯化的過程
通過這種轉化來維持機體的內部穩態
轉化過程中也會有氧化的過程
不過這個氧化不是徹底氧化
主要目的依然是轉化成為目的產物

❹ 生物化工是干什麼的

解決人類所面臨的資源、能源、食品、健康和環境問題的學科

生物化工是生物學、化學、工程學等多學科組成的交叉學科,研究有生物體或生物活性物質參與的過程中的基本理論和工程技術。它是一級學科"化學工程與技術"中的一個重要分支和重點發展的二級學科,在生物技術產業化過程中起著關鍵作用。

生物化工發展:

生物技術產業的投資利潤率高達17.6%,是信息產業的2倍。近十年,全球生物技術產業的產值以每3年增加5倍的速度增長。我國生物化工行業經過長期發展,已有一定基礎,特別是改革開放以後,生物化工的發展進入了一個嶄新的階段。

生物化工產業的發展與傳統化工相比優勢明顯,國家對生物化工產業的發展十分重視,尤其是在生物化工技術方面,我國"863"和"973"計劃都將生物技術納入重點資助領域,生物化工產業化步伐正在加快,生物化工產業發展勢頭良好;向君分析將來化工領域20%-30%的化學工藝過程將會被生物技術過程所取代,生物技術產業將成為21世紀的主導產業之一,生物化工將成為21世紀的重要化工產業。

生物化工涉及面廣,許多生化公司都有自已的專長,它們之間為了商業利益的合作也非常活躍。此外,隨著從事傳統行業的生產廠家的加入,由於技術與生產方面的原因,它們與從事生物化工開發與生產的企業合作也很頻繁。所有這一切,都使生物化工行業的合作越來越廣泛。

拓展資料:

生物化工(Biological Chemical Engineering)是一門以實驗研究為基礎、理論和工程應用並重,綜合遺傳工程、細胞工程、酶工程與工程技術理論,通過工程研究、過程設計、操作的優化與控制,實現生物過程的目標產物。因此它在生物技術中有著重要地位。本學科也是生物技術的一個重要組成部分,將為解決人類所面臨的資源、能源、食品、健康和環境等重大問題起到積極的作用。

生物化工學科起始於第二次世界大戰時期,以抗生素的深層發酵和大規模生產技術的研究為標志。20世紀60年代末至80年代中期,轉基因技術、生物催化與轉比技術、動植物細胞培養技術、新型生物反應器和新型生物分離技術等開發和研究的成功,使本學科進入了新的發展時期,學科體系逐步完善。20世紀後期,隨著以基因工程為代表的高新技術的迅速崛起,為本學科的進一步發展開辟了新領域。

❺ 生物轉化的名詞解釋

生物轉化是指化學物的代謝變化過程。即:毒物經過酶催化後化學結構發生改變的代謝過程,即毒物出現了質的變化。
生物轉化又稱「代謝轉化」。外來化合物在體內經酶催化或非酶作用下所發生的化學變化過程。生物轉化可以使外來化合物的毒性降低生物解毒,也可使某些外來化合物的毒性增加(生物活化),一般稱為生物轉化的兩重性。如土壤微生物能夠把林丹轉化為二氧化碳,而水底微生物能把無機汞轉化毒性更大的甲基汞。有機物質的生物轉化維持生物生命活動所必需的能量和物質,人造惰性有機物一般較難被生物所轉化而污染環境。化學毒物在體內的吸收、分布和排泄過程稱為生物轉運。
生物的肝臟是生物轉化作用的主要器官,在肝細胞微粒體、胞液、線粒體等部位均存在有關生物轉化的酶類。其它組織如腎、胃腸道、肺、皮膚及胎盤等也可進行一定的生物轉化,但以肝臟最為重要,其生物轉化功能最強。

❻ 生物轉化和礦化的區別

礦化作用是在土壤來微生物作用下源
,土壤中有機態化合物轉化為無機態化合物過程的總稱。礦化作用在自然界的碳
、氮、磷和硫等元素的生物循環中十分重要。礦化作用的強度與土壤理化性質有關,還受被礦化的有機化合物中有關元素含量比例的影響。土壤中復雜含氮有機物質在土壤微生物的作用下,經氨基化作用逐步分解為簡單有機態氨基化合物,再經氨化作用轉化成氨和其他較簡單的中間產物。氨化作用釋出的氨大部分與有機或無機酸結合成銨鹽,或被植物吸收,或在微生物作用下氧化成硝酸鹽。土壤中部分有機態磷以核酸、植素和磷脂形式存在,在微生物的作用下分解為能被植物吸收的無機態磷化合物。

❼ 葯物在體內的生物轉化是什麼

葯物作為外來活性物質(xenobiotic)機體首先要將之滅活 同時還要促其自體內消除 能大量吸收進入體內的葯物多是極性低的脂溶性葯物 在排泄過程中易被再吸收 不易消除 體內葯物主要在肝臟生物轉化(比哦 transformation)而失去葯理活性 並轉化為極性高的水溶性代謝物而利於排出體外 生物轉化與排泄統稱為消除(elimination)
生物轉化分兩步進行 第一步為氧化 還原或水解 第二步為結合 第一步反應使多數葯物滅活 但少數例外反而活化 故生物轉化不能稱為解毒過程 第二步與體內物質結合後總是使葯物活性降低或滅活並使極性增加 各葯在體內轉化過程不同 有的只經一步轉化 有的完全不變自腎排出 有的經多步轉化生成多個代謝產物
肝臟微粒體的細胞色素P-450酶系統是促進葯物生物轉化的主要系統 故又簡稱肝葯酶 現已分離出70餘種 此酶系統的基本作用是從輔酶ll及細胞色素b5獲得兩個H+ 另外接受一個氧分子 其中一個氧原子使葯物羥化 另一個氧原子與兩個H+結合成水
(RH+NADPH+O2+2H+—ROH+NADP++H2O)沒有相應的還原產物 故又名單加氧酶 能對數百種葯物起反應 此酶系統活性有限 在葯物間容易發生競爭性抑制 它又不穩定 個體差異大 且易受葯物的誘導或抑制 例如笨巴比妥能促進光面肌漿網增生 其中P-450酶系統活性增加 加速葯物生物轉化 這是其自身耐受性及與其他葯物交叉耐受性的原因 西米替丁抑制P-450酶系統活性 可使其他葯物效應敏化 該酶系統在缺氧條件下可對偶氮及芳香硝基化合物產生還原反應 生成胺基 微粒體內還存在水解酶及葡萄糖醛酸轉移酶
生物轉化的第二步反應是結合 多數經過氧化反應的葯物再經肝微粒體的葡萄糖醛酸轉移酶作用與葡萄糖醛酸結合 有些葯物還能和乙醯基 甘氨酸 硫酸等結合 這些結合反應都需要供體參加 例如二磷酸尿嘧啶是葡萄糖醛酸的供體

❽ 生物化材料的研究具有哪些革命性意義

生物化材料的研究具有兩個革命性意義:一是創造了具有生物活性的專材料;二是力求人體組屬織的完全天然修復和再生。這也表明人類已經進入了改造和創新生命形態的時代。這是生物、醫學、工程技術等合理分工、密切合作的結果,其發展必將為人類的健康造福。

❾ 運用生物化材料可以從哪些方面對人體進行治療

第一是利用需要移植的人本身的一小片健康組織或細胞進行體外繁殖培養版,然後再。權送回人體的組織細胞中培養。比如,把我們人體皮膚細胞的纖維枝芽細胞接種到一種叫做「膠原—硫酸軟骨素」的多孔膜上,可以得到有生命力的人造皮膚。可是這種細胞的培養繁殖需要較長的時間,病人很難等待,另外培養的技術也不完善。這種技術和植物中的嫁接技術比較像,比如我們要培養一棵梨樹樹苗,就可以把它先嫁接在其它果樹上培養,然後再取下來種植。第二種是選擇合適的載體材料和調節細胞生長分化的物質,並對其作用進行定位調控。我們知道,人體的基本組成單位是細胞,一個原始的受精卵細胞能發育、繁殖、生長並逐漸分化成各種組織和器官。現在的生物技術能夠對這些細胞的分化、繁殖和生長進行調節控制。患者需要什麼,我們就調控細胞朝什麼方向發展。

❿ 生物化材料都有哪些用途

生物化材料有多種名稱,如雜化生物材料、組織工程材料、第三代生物醫學材料等。當前生物化材料研究涉及的組織和器官有骨骼、牙齒、皮膚、食道、血管、肝臟、胸腺、腎臟、心臟和神經等。由於目前的技術還不能完全控制人工器官植入人體後的排異反應,今後一段時間內,在醫學領域,人們還不能放心地長期使用全人工合成器官。因此,研究一種通過組織培養或誘導生長的人體自身組織和器官修復與再生,比去追求人造器官材料的壽命要更有意義。

生物化材料的研究具有兩個革命性意義:一是創造了具有生物活性的材料;二是力求人體組織的完全天然修復和再生。這也表明人類已經進入了改造和創新生命形態的時代。這是生物、醫學、工程技術等合理分工、密切合作的結果,其發展必將為人類的健康造福。

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