胆固醇合成过程比较复杂,有近30步反应,整个过程可根据为3个阶段。1.3?3-羟-3-甲基戊二酰CoA(HMGCoA)的生成在胞液中,3分子乙酰CoA经硫解酶及HMGCoA合酶催化生成HMGCoA,此过程与酮体生成机制相同。但细胞内定位不同,此过程在胞液中进行,而酮体生成在肝细胞线粒体内进行,因此肝脏细胞中有两套同功酶分别进行上述反应。2.甲羟戊酸(mevalonic acid,MVA)的生成HMGCoA在HMG CoA还原酶(HMGCoA reductase)催化下,消耗两分子NADPH+H+生成甲羟戊酸(MVA)?此过程是不可逆的,HMG辅酶A还原酶是胆固醇合成的限速酶。3.胆固醇的生成MVA先经磷酸化、脱羧、脱羟基、再缩合生成含30C的鲨烯,经内质网环化酶和加氧酶催化生成羊毛脂固醇,后者再经氧化还原等多步反应最后失去了3个C,合成27C的胆固醇
除成年动物脑组织及成熟红细胞外,全身各组织均可合成胆固醇,其中以肝合成为主,其次是小肠粘膜细胞。
作为免疫系统的得力干将,T细胞监测肿瘤,并且直接发挥抗肿瘤效应。然而,肿瘤通过肿瘤微环境中的多种机制逃避T细胞攻击。重新激活T细胞的抗肿瘤作用已被证实在治疗多种癌症中具有巨大的临床益处。然而,当前基于T细胞的癌症免疫疗法只在部分病人群体中有疗效。因此,科学家还需要开发出让更多病人受益的癌症免疫疗法。在一项新的研究中,来自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的许琛琦团队和李伯良团队发现抑制胆固醇酯化能够增强CD8+T细胞(也被称作杀伤性T细胞)的抗肿瘤活性。相关研究结果于2016年3月16日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“PotentiatingtheantitumourresponseofCD8+Tcellsbymodulatingcholesterolmetabolism”。这种改善T细胞功能的新方法可能被用作当前癌症免疫疗法(如免疫检查点阻断)的补充。在这项研究中,研究人员从一个新角度研究了T细胞的抗肿瘤免疫反应。他们认为调节T细胞代谢能够让杀伤性T细胞“在代谢上更适合”抵抗肿瘤细胞。作为细胞膜脂质的关键组分,胆固醇在T细胞信号转导和功能中发挥着重要作用。研究人员发现抑制胆固醇酯化酶ACAT1能够增加细胞质膜上的胆固醇水平,因而促进T细胞信号转导和杀伤过程。ACAT1的一种小分子抑制剂阿伐麦布(avasimibe)已被用来治疗肿瘤模式小鼠体内的癌症,而且表现出良好的抗肿瘤效果。组合使用阿伐麦布和作为一种免疫检查点阻断药物的抗PD-1抗体表现出更好的抗肿瘤效果。这项研究开创癌症免疫疗法新领域,并且鉴定出ACAT1是一种大有希望的药物靶标。值得提及一下的是,在之前治疗动脉粥样硬化的临床试验中,阿伐麦布经测试具有良好的人类安全记录。因此,阿伐麦布可能是一种用于癌症免疫疗法的不错候选药物。
动脉粥样硬化对人体的健康有极大危害,最常见的是发生在心脑血管。无论是发生心血管疾病还是脑血管疾病,都是人类死亡率较高的两种疾病。
血脂代谢紊乱是造成动脉粥样硬化的一个重要危险因素。目前认为脂代谢异常与动脉粥样硬化关系最为密切,较公认与动脉粥样硬化有关的是:高胆固醇、高低密度脂蛋白胆固醇及低高密度脂蛋白胆固醇,甘油三脂可能也对动脉粥样硬化的发展有重要促进作用,而最近较多的研究揭示脂蛋白胆固醇也是动脉粥样硬化一个独立的危险因素。近年有关研究的最大进展是:不仅证实血脂异常的危害,大量研究还证实降脂的确切效益。
其中低密度脂蛋白胆固醇是与危险性最强烈相关的一个因素,低密度脂蛋白胆固醇每1%的差异可导致动脉粥样硬化危险性的2%~3%的变化。低密度脂蛋白胆固醇通过参与粥样硬化斑块的形成而参与动脉粥样硬化形成。
高密度脂蛋白胆固醇与动脉粥样硬化危险成强烈负相关,高密度脂蛋白胆固醇每下降1mg/dl(0.03mmol/L),冠心病事件的相对危险性增加2%~3%,且这种关系无性别差异。高密度脂蛋白胆固醇与胆固醇由循环向肝脏逆转运有关,从而具有抗粥样硬化作用。
由此可见有效的调节胆固醇代谢,使高低密度脂蛋白胆固醇恢复到正常水平,对组织高血脂向动脉粥样硬化至关重要。
在1983年,匈牙利的霍尔瓦特伊斯特万教授研究发现胆固醇增高的原因是人体的胆固醇抗原大量减少,形成胆固醇抗体的不足,造成胆固醇代谢紊乱,使得低密度脂蛋白胆固醇在血管壁上不断沉积,从而造成心脑血管疾病和各种退化性疾病的发生、发展。因此,向人体内补充相应的胆固醇抗原,成为治疗心脑血管疾病及多种退化性疾病的关键所在。
三九牌大豆多肽”是以中国传统大豆为原料,运用高科技的蛋白质工程的分离技术,将大豆蛋白分离成含量在90%以上的分离蛋白,再以大豆分离蛋白为原料,运用生物高科技的酶解技术(所用的酶是食品级、人体所需要的植物蛋白酶)将大豆分离蛋白酶解成分子量段在1000—200之间的小分子活性多肽。这种小分子活性多肽与氨基酸运输体系相比,具有吸收快速、低耗,不易饱和的特点。因而,可以利用这类易消化吸收的肽,为某些特殊身体状况的人群补充营养。这种肽适合于以下状况:手术后,特别是消化道手术后,尚处于康复期的患者;因精神压力、过度劳累及夏天厌食等引起的肠胃功能失调者;维持耐久力运动,或运动后需及时快速补充氮源,而又要避免增加胃肠负担者;消化器官尚未发育成熟的婴幼儿,或消化吸收功能开始退化的老人。这种小分子活性多肽对乳酸菌、双歧杆菌和酵母菌等多种微生物的生长有显著促进作用,这对食物营养的吸收具有重要意义。“三九牌大豆多肽”的主要成分:肽类:谷胱甘肽、肌肽、环肽、促吸收肽、降脂肽、降压肽、促微量元素吸收肽、促凝胶软化肽、促生长发育肽、免疫活性肽;18种氨基酸:苏氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、丝氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、色氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、组氨酸等;维生素:主要是维生素E,另配维生素A、C及维生素B;钙及对人体有益的微量元素:磷、钾、锌、镁、铜、铁、锰;还含有微量的大豆皂甙、大豆异黄酮、大豆卵磷脂、大豆低聚糖和在加工中获得的大豆多糖。“三九牌大豆多肽”和三九牌其他多肽类产品一样,其吸收机制具有六大特点:1、不需消化,直接吸收。它表面有一层保护膜,不会受到人体的促酶、胃蛋白酶、胰酶、淀粉酶、消化酶及酸碱物质二次水解,它以完整的形式直接进入小肠,被小肠所吸收,进入人体循环系统,发挥其功能。2、吸收特别快。吸收进入循环系统的时间,如同静脉针剂注射一样,快速发挥作用。3、它具有100%吸收的特点。吸收时,没有任何残余及排泄物,能被人体全部利用。4、主动吸收,迫使吸收。5、吸收时,不需耗费人体能量,不会增加胃肠功能负担。6、起载体作用。它可将人所食的各种营养物质吸附在自己身体上。7、动力运输作用。它可将吸附在自己身体上的各种营养物质运载输送到人体各细胞、组织、器官。“三九牌大豆多肽”已经在中华人民共和国卫生部指定的检验部门进行了几大试验,即毒理学安全性评价试验、急性毒性试验、微核试验、精子畸形试验、稳定性试验等。试验表明:“三九牌大豆多肽”具有调节血脂,降低胆固醇、甘油三脂,降低血液粘稠度,改善血管通透性,清除血管斑块,软化血管,降低血压,防止血栓和心脏病的功能。具体表现在以下几个方面:一、具有明显的减肥作用过度肥胖的起因几乎是与过度能量摄入和体育活动过少有关,真正由于内分泌障碍引起的过度肥胖仅占1%。因此,传统的观念会认为可以通过低能膳食的摄入,促进身体通过荷尔蒙应答和改变代谢,并参加适量体育运动,则可以促进贮藏脂肪的消耗。但由此造成的体重下降,并非真正的脂肪贮藏降低,而是与运动员一样,由于盐摄入量的降低及肝糖朊与肌糖朊降低的结果,许多肌肉组织也同时丧失,导致减肥者体质下降,危害减肥者的身体健康,所以,在减肥过程中N平衡的保证极为重要。无论是动物蛋白肽或植物蛋白肽,不但能阻碍脂肪的吸收,而且能促进“脂质代谢”。因此,在保证足够肽摄入的基础上,将其余组份降至最低,则可以达到减肥目的,并能保证减肥者的体质。这对于从事对体重有特殊要求的运动,如拳击、举重、摔跤等运动员的体重保持具有特别重要的意义。摄取蛋白质比摄食脂肪、糖类更容易促进能量代谢,而大豆多肽则有更强的促进能量代谢的效果。科学家在对大豆多肽的营养效果所进行的一系列的研究中,发现大豆多肽比其他蛋白质消除脂肪的效果更明显,大豆多肽促使机体交感神经的活化,引起发热脏器——褐色脂肪组织功能的激活,促进了能量的代谢,它既能使人体脂肪有效的减少,又能保持骼肌量不变。日本学者在对儿童肥胖患者进行减肥治疗中,在采用低热量饮食食品,比仅仅用低热量饮食,更能加速皮下脂肪的减少。这是因为大豆多肽的摄入,能促进基础代谢的活性,食后发热量大为增加,促进能量代谢。二、具有降低血脂和胆固醇的作用早在20世纪初,人们就发现与动物蛋白不同的是,大豆蛋白具有降血脂与胆固醇的作用,而大豆蛋白水解物,大豆多肽同样具有这样的功能,而且效果极佳。许多动物实验和临床试验说明,大豆蛋白质及水解物对人体血清胆固醇的作用受年龄、实验时间、实验食物的内容以及被实验者不同胆固醇值的影响而取得不同的结果。但总的来说表现出以下特点:(1)对于胆固醇值正常的人,没有降低胆固醇的作用;(2)对于胆固醇高的人具有降低其胆固醇值的功效;(3)胆固醇值正常的人,在食用高胆固醇含量的蛋、肉、动物内脏等食品时,也有防止血清胆固醇值升高的作用;(4)使其胆固醇中有害的LDL、VLDL值降低,但不会使有益的HDL值降低,对于大豆蛋白质的何种成分有此种效果的研究尚未有结果。但是,日本学者管野等人已通过试验发现大豆蛋白质的胰蛋白酶分解物,相对分子质量在5000以下的部分有降低胆固醇的效果,用微生物蛋白酶分解未消化物,也有同样效果。三、具有降低血压的作用大豆多肽能抑制血管紧张素转换酶(ACE)活性。由于血管中的ACE能使血管紧张素X转换成Y,后者能使末梢管收缩,血压升高。大豆多肽能抑制ACE活性,因此,可以防止血管末梢收缩,达到降低血压作用。用大豆多肽对正常血压没有降低血压作用,所以它对心血管疾病患者有显著疗效,而且对正常人体又无害处,且安全可*。在人体的生理过程中,血压的调节是至关重要的。血管的收缩和细胞外液的体积是由肾素——血管紧张素调节的。肾脏近球旁细胞释放的肾素(一种酶)进入血液将血浆中一种az球蛋白(血管紧张素原)水解为血管紧张素I。血管紧张素I在经过肺循环时,又受转化酶的作用转换成血管紧张素II。血管紧张素II可直接加强心肌收缩力,提高心率,可直接作用于血管平滑肌,或通过交感神经使内脏和皮肤等血管收缩,可使血管内皮细胞收缩,细胞间隙增宽,管皮通透性增强,并且由于毛细管后阻力增高,结果使组织液生成增多。在此系统中,血管紧张素II是血管紧张素I通过酶转换而形成的。从营养和治疗的观点出发,这个过程中酶的抑制剂是关键点。一般认为,凡是能抑制血管紧张素转换酶的物质就有降压的功能。事实上,在大豆蛋白质的酶解物多肽中有血管紧张转换酶抑制剂,即抗高血压活性。四、具有低过敏原性过敏反应是一种异常的病理性免疫应答。由于食物或食物组份中过敏原的存在,因此,也会导致IgE传递的特异性过敏反应。食物过敏反应通常表现为慢性或急性消化道疾病,呼吸道疾病(如哮喘、降发性鼻炎),皮肤不适(如荨麻疹、阴性湿疹、接触性皮炎)甚至过敏性休克。过敏性反应是工业化国家最流行的致病因素。据报道,当前1/5的人在生活中某些时候都患过至少一种过敏性反应,特别是婴幼儿由于小肠上皮细胞通透性大而成为主要致敏群体。尽管母乳喂养可以降低致敏机率,但有些特异性不适,包括过敏性阵痛,也会通过母乳传递给婴儿。因此,为避免对某种蛋白过敏反应,建议食用其余种类蛋白,如对牛乳蛋白过敏病人,建议食用大豆蛋白,但食用大豆蛋白也会导致典型的过敏反应。因此,不管大豆的抗原性如何,不能认为大豆配方食品较牛乳配方过敏原性低。同时,过敏原在通常的消化过程中是稳定的,因此,有效地消除或降低该蛋白的过敏原性的方法应是体外的蛋白酶解。已证明蛋白质的酶法降解是降低或消除该蛋白过敏原的最有效的方法。根据大豆蛋白过敏原的特征,降解酶除应具有一般蛋白酶的特点外,还应具有下列特征:(1)能降解“疏水性蛋白核”的内肽酶。对于同一种酶和底物,水解越彻底,产物过敏原性越低。而植物蛋白的疏水核是限制蛋白水解的最关键因子,疏水核的降解是提高动物蛋白水解速度的关键;(2)能降解大豆蛋白中包括蛋白酶抑制剂在内的大豆过敏原。以上两个特征均使某一特定体系反应底物转化率提高,产物浓度增加,也增加了产物过敏原降低的可能性,但还不能保证产物的过敏原性。因此,必须通过动物实验,采用免疫测定方法才能确定产品过敏原性。通过酶免疫测定法(EIISA法)对大豆多肽的抗原性进行测定,结果表明,其低抗原性比大豆蛋白降低1%~2%。五、具有对矿物质促进吸收的作用 由于大豆蛋白中植酸、草酸、纤维、单宁及别的多酚的存在,显著地抑制了动物或人体对Ca、Zn、Cu、Mg、Fe的生物利用率,但是对于健康人来说,这种抑制并不能带来任何有害的作用。而大豆多肽原料—蛋白质生产过程中,由于可溶性游离的低分子物质,可以随同渗透液一同去除,而成为植酸含量的大豆蛋白质。同时,多肽分子可以与上述离子形成鳖合物,保持其可溶状态,因而,有利于机体的吸收。尽管在大豆中,磷是以植酸形式存在,因其在胃肠中溶解性差,可能会降低植酸中磷的可利用率,但由于大豆多肽中各组分的可溶性,因此,有可能不会影响其利用。大豆多肽中的有些活性肽与运输微量元素有关,它可与钙离子形成可溶性复合物及防止钙和磷的浓度下降。大豆蛋白肽中的某些活性肽在小肠中可使可溶性钙浓度提高,因此,促进钙在小肠中的被动吸收。除与钙离子复合外,它还可与其他元素复合,如:铁、锌、铜、硒、镁、锰等。大豆多肽中的某些活性肽还可稳定钙、磷溶液,干扰形成钙磷结晶。因此,可在钙磷任何比例情况下提高浓度钙环境。六、具有增强运动员体能的作用运动员在激烈运动时能量的腺消耗机理:运动员在剧烈运动初期,首先消耗体内储存的三磷酸腺苷(ATP)和肌酸磷酸(CD),然后分解糖原,经苯丙酸至乳酸,在这期间还产生ADP又可作为能源。这一过程在体内无氧状态下进行的,当氧供给充分时,乳酸经三羧酸循环水解成CO2并产生能量。ATP、CD糖原在体内的储存量与肌肉的量成比例关系,因此,若能使运动员肌肉增强,则体能也将增强。大豆多肽能增强运动员肌肉和消除疲劳。要使运动员的肌肉量有所增加,氨基酸氧化的增加及葡萄糖异生作用的增加,导致了体内蛋白质利用的增加,因此运动前、运动中及运动后蛋白质的增加或补充,均可以补充体内蛋白质利用的消耗,且由于三九牌大豆多肽易于吸收,能迅速利用,因此,抑制或缩短了体内“负N平衡”的负作用。尤其在运动前和运动中,肽的添加还可以减轻肌蛋白降解,维持体内正常蛋白质合成,或减轻或延缓由运动引发的其余生理方面的改变,达到抗疲劳的效果。另外,还有资料表明,刺激蛋白质合成的成长激素的分泌在运动后15~30min之间以及睡眠后60min时达到顶峰,若能在这段时间内适时提供消化吸收性良好的多肽作肌肉蛋白质的原料将是非常有效的。当肌肉消除疲劳时,则肌红蛋白减少。试验证明,饮用大豆多肽的运动员,肌红蛋白值减少速度比未饮用大豆多肽的快,所以,大豆多肽有加速肌肉消除疲劳的作用。七、具有促进发酵的作用大豆多肽具有促进微生物生长和活跃代谢的作用,虽然对总的作用机制尚未确认,但已经确认的一点是,相同组成的氨基酸或大豆蛋白质无此作用效果。大豆多肽能促进乳酸菌、双歧杆菌、酵母菌、霉菌及其他菌类的增殖作用,也能促进并增强面包酵母的产气作用。所以,大豆多肽对发酵生产有促进作用,并有增强产品风味、品质等效果。八、具有与蛋白质凝胶的软化作用当鱼肉畜肉以及大豆蛋白质在加热形成凝胶或面粉形成面团时,添加一定比例的大豆多肽,凝胶会软化。这是由于大豆多肽具有极强的吸湿保湿作用,使水分保存在制品中,可起到软化食品调整其硬度,改善品感和保持水分等作用。
在哺乳动物细胞中,胆固醇是最重要的甾醇类分子。它是细胞膜的关键组成部分,调节了细胞膜的流动性与相变。细胞膜的生物学功能包括许多重要的细胞信号转导途径、细胞活动如吞噬、细胞膜代谢等都需要胆固醇的参与。胆固醇也是合成生命体必需的胆汁酸、甾醇类激素等的前体。胆固醇的代谢异常会导致许多严重的疾病。大量研究表明,体内高水平胆固醇如高胆固醇血症可直接导致动脉粥样硬化,是中风和冠心病的主要病因;老年痴呆症、肥胖症、糖尿病等的发生也与胆固醇代谢紊乱密切相关。在正常生理条件下,高等生物细胞中的胆固醇水平被维持在一个相当狭小的范围内。胆固醇的内源合成的负反馈调控是胆固醇代谢平衡的最主要途径。羟甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMG-CoAReductase,简称HMGCR)是胆固醇合成途径的限速酶,它的活性在多个水平上受其合成的小分子代谢物的调控。其中,甾醇促进的HMGCR蛋白降解是快速关键的调控步骤。当细胞内胆固醇量过高时,泛素连接酶gp78催化HMGCR特定位点上的泛素化,被泛素标记的HMGCR迅速降解以减少胆固醇的合成。
作为免疫系统的得力干将,T细胞监测肿瘤,并且直接发挥抗肿瘤效应。然而,肿瘤通过肿瘤微环境中的多种机制逃避T细胞攻击。重新激活T细胞的抗肿瘤作用已被证实在治疗多种癌症中具有巨大的临床益处。然而,当前基于T细胞的癌症免疫疗法只在部分病人群体中有疗效。因此,科学家还需要开发出让更多病人受益的癌症免疫疗法。在一项新的研究中,来自中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所的许琛琦团队和李伯良团队发现抑制胆固醇酯化能够增强CD8+T细胞(也被称作杀伤性T细胞)的抗肿瘤活性。相关研究结果于2016年3月16日在线发表在Nature期刊上,论文标题为“PotentiatingtheantitumourresponseofCD8+Tcellsbymodulatingcholesterolmetabolism”。这种改善T细胞功能的新方法可能被用作当前癌症免疫疗法(如免疫检查点阻断)的补充。在这项研究中,研究人员从一个新角度研究了T细胞的抗肿瘤免疫反应。他们认为调节T细胞代谢能够让杀伤性T细胞“在代谢上更适合”抵抗肿瘤细胞。作为细胞膜脂质的关键组分,胆固醇在T细胞信号转导和功能中发挥着重要作用。研究人员发现抑制胆固醇酯化酶ACAT1能够增加细胞质膜上的胆固醇水平,因而促进T细胞信号转导和杀伤过程。ACAT1的一种小分子抑制剂阿伐麦布(avasimibe)已被用来治疗肿瘤模式小鼠体内的癌症,而且表现出良好的抗肿瘤效果。组合使用阿伐麦布和作为一种免疫检查点阻断药物的抗PD-1抗体表现出更好的抗肿瘤效果。这项研究开创癌症免疫疗法新领域,并且鉴定出ACAT1是一种大有希望的药物靶标。值得提及一下的是,在之前治疗动脉粥样硬化的临床试验中,阿伐麦布经测试具有良好的人类安全记录。因此,阿伐麦布可能是一种用于癌症免疫疗法的不错候选药物。
中学生物学里,反馈调节的方式涉及多个方面。一、生态系统中抵抗力稳定性的反馈调节生态系统抵抗力稳定性是指生态系统具有抵抗外界干扰并使得自身的结构和功能保持原状的能力。这种能力是通过自身的自动调节能力实现的,这种自动调节的能力是通过生态系统内部的反馈机制来实现的,包括负反馈机制和正反馈机制。例如,在生物生长过程中个体越来越大,在种群持续增长过程中,种群数量不断上升,这都属于正反馈。正反馈也是有机体生长和存活所必需的。但是,正反馈不能维持稳态,要使系统维持稳态,只有通过负反馈控制。1、负反馈负反馈是比较常见的一种反馈,它的作用是能够使生态系统保持相对稳态。反馈的结果是抑制或减弱最初发生变化的那种成分所发生的变化。例如,草原上的草食动物因为迁入而增加,植物就会因为受到过度啃食而减少,植物数量减少以后,反过来就会抑制动物的数量。同样,当草原上的兔子数量增多的时候,植被迅速减少造成兔的食物不足,这时食兔动物(如狐、鹰等)有了丰富的食物来源,数量随之增加。由于食物不足和天敌数量增加,就会使兔的数量下降,从而减轻了对植物的压力,植物数量得以恢复。由于生态系统具有负反馈的自我调节机制,所以在通常情况下,生态系统会保持自身的生态平衡。2、正反馈正反馈是一种比较少见的反馈,其作用正好与负反馈调节相反,即生态系统中某一成分的变化所引起的其他一系列变化,反过来加速最初发生变化的成分所发生的变化,因此正反馈调节的作用往往是使生态系统远离稳态。在自然生态系统中正反馈的实例不多,常见的例子是一个湖泊受到了污染,鱼类的数量就会因为死亡而减少,鱼体死亡腐烂后又会进一步力加重污染并引起更多的鱼类死亡。因此生态系统稳态的维持,主要是通过负反馈来调节实现的。由于正反馈机制的存在,提醒我们不能轻易地破坏生态系统的稳态。二、微生物代谢中酶活性的反馈调节微生物代谢的调节机制主要有两种:酶合成调节机制和酶活性调节机制。酶活性调节又包括酶活性的激活和抑制两个方面。酶活性的抑制主要是反馈抑制,它主要表现在某个代谢途径的末端产物(即最终产物)过量时,这个产物会反过来直接抑制该途径中第一个酶的活性,促使整个反应过程减慢或停止,从而避免了末端产物的过多累积。反馈抑制具有作用直接、高效快速以及当末端产物浓度降低时又可重新解除等优点。如谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸过程中的调节机制。三、动物激素分泌的反馈调节在大脑皮层的影响下,下丘脑可以通过垂体分泌一种激素(如促甲状腺激素)来调节和控制某些内分泌腺(如甲状腺)中某激素(如甲状腺激素)的合成和分泌;而某激素进入血液后,其浓度的高时,反过来调节下丘脑和垂体中有关激素的合成和分泌,使上一级激素分泌减少或增多。这种调节作用叫做反馈调节。如果这种反馈调节是促进原来激素的分泌,叫做正反馈;如果这种反馈调节是抑制原来激素的分泌,就叫做负反馈(上述例子是负反馈调节)。其中以负反馈较为明显。通过反馈调节作用,血液中的激素能够经常维持在正常的相对稳定的水平。正反馈与负反馈都是适应机体需要的激素分泌调节的一种重要形式。
四塔甲醇精馏工艺流程及原理粗甲醇通过预塔给料泵、粗甲醇预热器送到预塔脱除轻组份。预精馏塔(脱醚塔)冷凝器采用二级冷凝,系统中增设了排气冷凝器,用以脱除二甲醚等低沸点的杂质,控制冷凝器气体出口温度,并回收夹带的部分甲醇。在该温度下,几乎所有的低沸点馏份都在气相,并排出系统,不再冷凝回流到预精馏塔。 充分脱除低沸点组分后的甲醇溶液,通过加压精馏塔给料泵送往加压精馏塔。主要是提高甲醇气体的分压与沸点,使加压精馏塔的塔顶气有足够的热量供常压精馏塔的再沸器使用。常压精馏塔就不再需要蒸汽加热,减少装置的能耗。加压塔和常压精馏塔分别采出一般要求的甲醇产品。如特殊需要,可再经常压精馏塔进一步提纯。两塔的混合液都达到国家优级标准以上,能满足甲醇羰基化所需要的工艺指标要求。 从常压精馏塔底部排出的占甲醇产量20%左右的残液,被回收塔给料泵送往回收塔进一步回收,最终从底部排出装置。
储煤---输煤---磨煤---制浆---气化--变换---净化---合成---精馏 还有小的工序如空分为提供氮气,为气化提供氧气。粗甲醇储罐,精甲醇储罐合称灌区。净化如是低温甲醇洗还有氨冷,就是制冷系统也叫小机组。还有为系统提压的大机组。提供蒸汽的锅炉,现在都不让发电机发电了,锅炉只能提供蒸汽了。还有循环水,污水,脱盐水,电气,仪表,自控,统一叫公用工程 .副产品还有硫回收。化肥。
有机化学发展介绍及前景一.发展介绍1806年首次由瑞典的贝采里乌斯(J.J.Berzelius,1779—1848)提出,当时是作为无机化学的对立物而命名的。19世纪初,许多化学家都相信,由于在生物体内存在着所谓的“生命力”,因此,只有在生物体内才能存在有机物,而有机物是不可能在实验室内用无机物来合成的。1824年,德国化学家维勒(F.W�hler,1800—1882)用氰经水解制得了草酸;1828年,他在无意中用加热的方法又使氰酸铵转化成了尿素。氰和氰酸铵都是无机物,而草酸和尿素都是有机物。维勒的实验给予“生命力”学说以第一次冲击。在此以后,乙酸等有机物的相继合成,使得“生命力”学说逐渐被化学家们所否定。 有机化学的历史大致可以分为三个时期。 一是萌芽时期,由19世纪初到提出价键概念之前。 在这一时期,已经分离出了许多的有机物,也制备出了一些衍生物,并对它们作了某些定性的描述。当时的主要问题是如何表示有机物分子中各原子间的关系,以及建立有机化学的体系。法国化学家拉瓦锡(A.L.Lavoisier,1743—1794)发现,有机物燃烧后生成二氧化碳和水。他的工作为有机物的定量分析奠定了基础。在1830年,德国化学家李比希(J.von Liebig,1803—1873)发展了碳氢分析法;1883年,法国化学家杜马(J.B.A.Dumas,1800—1884)建立了氮分析法。这些有机物定量分析方法的建立,使化学家们能够得出一种有机化合物的实验式。 二是经典有机化学时期,由1858年价键学说的建立到1916年价键的电子理论的引入。 1858年,德国化学家凯库勒(F.A.Kekule,1829—1896)等提出了碳是四价的概念,并第一次用一条短线“—”表示“键”。凯库勒还提出了在一个分子中碳原子可以相互结合,且碳原子之间不仅可以单键结合,还可以双键或三键结合。此外,凯库勒还提出了苯的结构。 早在1848年法国科学家巴斯德(L.Pasteur,1822—1895)发现了酒石酸的旋光异构现象。1874年荷兰化学家范霍夫(J.H.van't Hoff, 1852—1911)和法国化学家列别尔(J.A.Le Bel,1847—1930)分别独立地提出了碳价四面体学说,即碳原子占据四面体的中心,它的4个价键指向四面体的4个顶点。这一学说揭示了有机物旋光异构现象的原因,也奠定了有机立体化学的基础,推动了有机化学的发展。 在这个时期,有机物结构的测定,以及在反应和分类方面都取得了很大的进展。但价键还只是化学家在实践中得出的一种概念,有关价键的本质问题还没有得到解决。 三是现代有机化学时期。 1916年路易斯(G.N.Lewis,1875—1946)等人在物理学家发现电子、并阐明了原子结构的基础上,提出了价键的电子理论。他们认为,各原子外层电子的相互作用是使原子结合在一起的原因。相互作用的外层电子如果从一个原子转移到另一个原子中,则形成离子键;两个原子如共用外层电子,则形成共价键。通过电子的转移或共用,使相互作用原子的外层电子都获得稀有气体的电子构型。这样,价键图像中用于表示价键的“—”,实际上就是两个原子共用的一对电子。价键的电子理论的运用,赋予经典的价键图像表示法以明确的物理意义。 1927年以后,海特勒(W.H.Heitler,1904—)等人用量子力学的方法处理分子结构的问题,建立了价键理论,为化学键提出了一个数学模型。后来,米利肯(R.S.Mulliken,1896—1986)用分子轨道理论处理分子结构,其结果与价键的电子理论所得的结果大体上是一致的,由于计算比较简便,解决了许多此前不能解决的问题。对于复杂的有机物分子,要得到波函数的精确解是很困难的,休克尔(E.Hückel,1896—)创立了一种近似解法,为有机化学家们广泛采用。在20世纪60年代,在大量有机合成反应经验的基础上,伍德沃德(R.B.Woodward,1917—1979)和霍夫曼(R.Hoffmann,1937—)认识到化学反应与分子轨道的关系,他们研究了电环化反应、σ键迁移重排和环加成反应等一系列反应,提出了分子轨道对称守恒原理。日本科学家福井谦一(1918—1998)也提出了前线轨道理论。 在这个时期的主要成就还有取代基效应、线性自由能关系、构象分析,等等。二.21世纪有机化学的发展在21世纪,有机化学面临新的发展机遇。一方面,随着有机化学本身的发展及新的分析技术、物理方法以及生物学方法的不断涌现,人类在了解有机化合物的性能、反应以及合成方面将有更新的认识和研究手段;另一方面,材料科学和生命科学的发展,以及人类对于环境和能源的新的要求,都给有机化学提出新的课题和挑战。有机化学将在物理有机学、有机合成学、天然产物学、金属有机学、化学生物学、有机分析和计算学、农药化学、药物化学、有机材料化学等各个方面得到发展。 物理有机化学 物理有机化学是用物理化学的方法研究有机化学的科学。主要的研究发展方向有: 1.运用现代光谱、波谱和显微技术表征分子结构,探索其与性能(物理、化学、生理、材料……)的关系;新分子和新材料的设计和理论研究。 2. 反应机理(协同、离子、自由基、卡宾、激发态、电子转移……) 和活泼中间体。 3. 主—客体化学;分子间弱相互作用和超分子化学;分子组装和识别;功能大分子和小分子相互作用及信息传递。 4. 新的计算化学方法、分子力学和动力学、分子设计软件包的开发;与实验的互补与指导。有机合成化学研究从较简单的前体小分子到目标分子的过程和结果的科学。有机合成化学是有机化学的主要内容。70年代以来,有机合成步入了一个新的高涨发展时期。 有机合成的基础是各种各样的基元合成反应,发现新的反应或用新的试剂或技术改善提高已有的反应的效率和选择性是发展有机合成的主要途径。 合成反应方法学上的一个重大进展是大量的合成新试剂的出现,特别是元素有机和金属有机试剂。利用光、电、声等物理因素的有机合成反应也要给以适当的重视。 高选择性试剂和反应是有机合成化学中最主要的研究课题之一,其中包括化学和区域选择控制,立体选择性控制和不对称合成等。后者是近年来发展得较快的领域,包括了反应底物中手性诱导的不对称反应,化学计量手性试剂的不对称反应,手性催化剂不对称反应,利用生物的不对称合成反应和新的拆分方法等。反映过渡态反应部位的构象是反应选择性的关键因素 复杂有机分子的全合成一直是最受关注的领域,体现合成化学的水平,与生物科学相结合,重视分子的功能则是合成化学家的新热点。有机合成化学的发展方向有: Z n& V& a+ 1.合成方法学 新概念、试剂、方法、反应的运用,实用的在温和条件下经过较简单的步骤高选择性高产率地转化为目标分子。 2. 具独特性能(生理、材料、理论兴趣)的分子的(全)合成。 3. 资源可持续利用的无害原料、原子经济和环境友好的反应介质、过程和工艺路线、绿色安全的产品。 4. 学科新生长点、交叉点的扩展和手性、仿生等新技术的运用。化学生物学在分子水平上研究生物机体的代谢产物及其变化规律性;利用有机化学的方法研究调控生命体系过程的科学。化学生物学是顺应20世纪后半叶生物学日新月异的发展,在化学学科的原有的几个分支——生物有机学、生物无机化学,生物分析化学、生物结构化学以及天然产物化学的基础上提出的新兴学科。化学生物学研究目前大致包括以下几个部分:1.从天然化合物和化学合成的分子中发现对生物体的生理过程具有调控作用的物质,并以这些生物活性小分子作为探针和工具,研究它们与生物靶分子的相互识别和信息传递的机理。2.发现自然界中生物合成的基本规律,从而为合成更多样性的分子提供新的理论和技术。3.作用于新的生物靶点的新一代的治疗药物的前期基础研究。4.发展提供结构多样性分子的组合化学。5.对于复杂生物体系进行静态和动态分析的新技术等。金属有机化学研究金属有机化合物[各种不同类型的C—M(杂原子)]的结构、合成、反应及其应用的科学。主要的研究发展方向有:1. 金属有机化学基元反应及其机理;各种不同类型的C—H(C、杂原子)的选择性形成、切断。2. 导向合成化学和聚合反应的金属有机化学;金属有机化合物的新型高效催化作用及其应用。药物化学和农药化学药物化学是有机化学的一个重要分支,与生命科学密切相关。它是研究与人类疾病和健康、植物保护等生命现象有关的创新药物研制的科学。药物化学的发展领域:1. 高通量生物活性筛选;药物作用靶点和基于构效关系指导下的分子设计和组合化学学库设计。2. 生化信息学的应用和创新、仿生及先导药物的发现、开发。3. 非传统机制的药物合成、分析和功能测试。有机新材料化学有机材料化学是研究以有机化合物为基础的新型分子材料的开发的科学。现代科学技术突飞猛进的发展,尤其是信息技术的发展,对材料科学提出了更高的要求,迫切需要研究新材料。相对于其他功能材料,以有机化学为基础的分子材料具有以下的特点:1.化学结构种类繁多,给人们提供了很多发现新材料的机遇;2.运用现代合成化学的理论和方法,能够有目的的改变分子的结构,进行功能组合和集成;3.运用组装和质组装的原理,能够在分子层次上组装功能分子,调控材料的性能。有机材料化学的发展方向有以下:1. 有机固体、半导体、超导体、光导体、非线性光学、铁磁体、聚合物材料。2. 具有特殊和潜在光、电、磁功能分子的合成和器件有序组装。3. 功能分子的结构、排列、组合和物化性能、机制的关系,新分子材料的设计和应用。有机分离分析化学研究有机物的分离、定性定量分析和结构解析的科学。研究方向:1. 基于近代光谱、波谱、色谱技术的进步对微(痕)量有机物的高效分析鉴定。2. 复杂的生物活性大分子和混合物中的有效组份及环境样品的分离分析方法的建立。绿色化学面对环境保护的重大压力,绿色化学提出来一些新的观念,起基本点是,通过研究和改进化学化工反应以及相关的工艺,从根本上减少以至消除副产物的生成,从源头上解决环境污染的问题。以此为目的的研究所带来的新的高效化工工艺也会大大提高经济效益。可以看出,绿色化学是对世纪化学化工研究的重要发展方向,是实现可持续发展的重要保障。本领域的发展和研究:1.发展高效、高选择性的“原子经济性”反应其中,催化的不对称合成反应仍是获得单一性分子的方法之一,应加强有关的新反应、新技术、新配体及催化剂的研究,加强开发和改进与绿色有关的生物催化的有机反应的研究。2.开发符合绿色化学要求的新反应以及相关的工艺降低或者避免使用对环境有害的原料,减少副产物的排放,直至实现零排放。3. 环境友好的反应介质的开发和利用其中可包括水、超临界流体、近临界流体、离子液体等,以替代传统反应介质的研究。4.可重复使用材料、可降解材料和生物质的利用以及生活中废弃物的再利用。在我们的生活中,有机化学的身影无处不在。能否好好的利用和发展有机化学也将在一定程度上影响着我们生活水平的高低。相信随着科学理论的发展,更多的基础学科相互交融,将在更多的领域发挥更大的作用。
有机化学的发展简史“有机化学”这一名词于1806年首次由贝采里乌斯提出。当时是作为“无机化学”的对立物而命名的。由于科学条件限制,有机化学研究的对象只能是从天然动植物有机体中提取的有机物。因而许多化学家都认为,在生物体内由于存在所谓“生命力”,才能产生有机化合物,而在实验室里是不能由无机化合物合成的。1824年,德国化学家维勒从氰经水解制得草酸;1828年他无意中用加热的方法又使氰酸铵转化为尿素。氰和氰酸铵都是无机化合物,而草酸和尿素都是有机化合物。维勒的实验结果给予“生命力”学说第一次冲击。此后,乙酸等有机化合物相继由碳、氢等元素合成,“生命力”学说才逐渐被人们抛弃。由于合成方法的改进和发展,越来越多的有机化合物不断地在实验室中合成出来,其中,绝大部分是在与生物体内迥然不同的条件下合成出来的。“生命力”学说渐渐被抛弃了,“有机化学”这一名词却沿用至今。从19世纪初到1858年提出价键概念之前是有机化学的萌芽时期。在这个时期,已经分离出许多有机化合物,制备了一些衍生物,并对它们作了定性描述,认识了一些有机化合物的性质。法国化学家拉瓦锡发现,有机化合物燃烧后,产生二氧化碳和水。他的研究工作为有机化合物元素定量分析奠定了基础。1830年,德国化学家李比希发展了碳、氢分析法,1833年法国化学家杜马建立了氮的分析法。这些有机定量分析法的建立使化学家能够求得一个化合物的实验式。当时在解决有机化合物分子中各原子是如何排列和结合的问题上,遇到了很大的困难。最初,有机化学用二元说来解决有机化合物的结构问题。二元说认为一个化合物的分子可分为带正电荷的部分和带负电荷的部分,二者靠静电力结合在一起。早期的化学家根据某些化学反应认为,有机化合物分子由在反应中保持不变的基团和在反应中起变化的基团按异性电荷的静电力结合。但这个学说本身有很大的矛盾。类型说由法国化学家热拉尔和洛朗建立。此说否认有机化合物是由带正电荷和带负电荷的基团组成,而认为有机化合物是由一些可以发生取代的母体化合物衍生的,因而可以按这些母体化合物来分类。类型说把众多有机化合物按不同类型分类,根据它们的类型不仅可以解释化合物的一些性质,而且能够预言一些新化合物。但类型说未能回答有机化合物的结构问题。这个问题成为困扰人们多年的谜团。从1858年价键学说的建立,到1916年价键的电子理论的引入,才解开了这个不解的谜团,这一时期是经典有机化学时期。1858年,德国化学家凯库勒和英国化学家库珀等提出价键的概念,并第一次用短划“—”表示“键”。他们认为有机化合物分子是由其组成的原子通过键结合而成的。由于在所有已知的化合物中,一个氢原子只能与一个别的元素的原子结合,氢就选作价的单位。一种元素的价数就是能够与这种元素的一个原子结合的氢原子的个数。凯库勒还提出,在一个分子中碳原子之间可以互相结合这一重要的概念。1848年巴斯德分离到两种酒石酸结晶,一种半面晶向左,一种半面晶向右。前者能使平面偏振光向左旋转,后者则使之向右旋转,角度相同。在对乳酸的研究中也遇到类似现象。为此,1874年法国化学家勒贝尔和荷兰化学家范托夫分别提出一个新的概念:同分异构体,圆满地解释了这种异构现象。他们认为:分子是个三维实体,碳的四个价键在空间是对称的,分别指向一个正四面体的四个顶点,碳原子则位于正四面体的中心。当碳原子与四个不同的原子或基团连接时,就产生一对异构体,它们互为实物和镜像,或左手和右手的手性关系,这一对化合物互为旋光异构体。勒贝尔和范托夫的学说,是有机化学中立体化学的基础。1900年第一个自由基,三苯甲基自由基被发现,这是个长寿命的自由基。不稳定自由基的存在也于1929年得到了证实。在这个时期,有机化合物在结构测定以及反应和分类方面都取得很大进展。但价键只是化学家从实践经验得出的一种概念,价键的本质尚未解决。现代有机化学时期 在物理学家发现电子,并阐明原子结构的基础上,美国物理化学家路易斯等人于1916年提出价键的电子理论。他们认为:各原子外层电子的相互作用是使各原子结合在一起的原因。相互作用的外层电子如从—个原了转移到另一个原子,则形成离子键;两个原子如果共用外层电子,则形成共价键。通过电子的转移或共用,使相互作用的原子的外层电子都获得惰性气体的电子构型。这样,价键的图象表示法中用来表示价键的短划“—”,实际上是两个原子共用的一对电子。1927年以后,海特勒和伦敦等用量子力学,处理分子结构问题,建立了价键理论,为化学键提出了一个数学模型。后来马利肯用分子轨道理论处理分子结构,其结果与价键的电子理论所得的大体一致,由于计算简便,解决了许多当时不能回答的问题。