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結構生物化學/有機化學/有機化學技術

來自華夏公益教科書

應用於生物學的有機化學技術可以產生許多適應性,例如對每個人都有用的藥物。分離、分離、純化和鑑定未知化合物以及未知混合物中已知化合物的方法對製藥行業很有幫助。透過分離和純化未知化合物,然後進行其他分析,如核磁共振電子顯微鏡,可以確定化合物的結構,並透過對結構的進一步分析,可以使用化學來理解其生物學意義和影響。自從從鴉片中提取嗎啡以來,許多天然產物已被分離出來並確定了它們的結構。一旦確定了結構,化學家們就可以設計出合成這些化合物的方法,從而創造了現代藥物化學。咖啡因就是一個例子。透過分離、純化和識別其結構,科學家們已經能夠了解咖啡因的攝入是如何導致清醒和警覺的。這些生物學效應是其結構與腺苷和環腺苷單磷酸 (cAMP) 相似的結果。這種相似性使咖啡因能夠與通常與腺苷及其衍生物反應的受體或酶的活性位點結合。腺苷在調節大腦活動中很重要,因為白天大腦中腺苷水平的積累會導致濃度增加,如果足夠高,腺苷會與大腦受體結合,啟用導致嗜睡和睡眠的機制。當咖啡因與腺苷受體結合時,它會阻止腺苷的結合,從而延遲嗜睡並提高警覺性。此外,咖啡因還會抑制將 cAMP 轉換為非環狀單磷酸的酶環核苷酸磷酸二酯酶 (cAMP-PDE)。cAMP 是一種第二信使,負責增加血壓和向大腦輸送更多氧氣。當咖啡因與 cAMP-PDE 結合時,它會阻止 cAMP 的分解,從而延長興奮效應。總之,利用有機化學技術來分離、純化、鑑定和理解化合物結構,可以導致對化學相互作用導致的生物現象的化學理解,這構成了生物化學的基礎。

參考文獻

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Mohrig, Jerry R. 有機化學技術。2006 年,W.H. Freeman and Company

有機化學實驗室,化學 143A

華夏公益教科書