目錄
序
前言
第1章 緒論1
1.1分子以上層次的化學(xué)1
1.1.1化學(xué)的輝煌——物質(zhì)組成與轉(zhuǎn)化規(guī)律的揭示與應(yīng)用1
1.1.2化學(xué)的困惑——分子間相互作用的忽略與影響4
1.1.3化學(xué)的出路——分子以上層次化學(xué)的提出與發(fā)展6
1.2化學(xué)與生物學(xué)的三次融合7
1.2.1第一次融合——生物化學(xué)8
1.2.2第二次融合——藥物化學(xué)與分子識(shí)別8
1.2.3第三次融合——化學(xué)生物學(xué)9
1.3化學(xué)生物學(xué)9
1.3.1化學(xué)生物學(xué)的定義9
1.3.2化學(xué)生物學(xué)的研究?jī)?nèi)容10
1.3.3如何學(xué)習(xí)化學(xué)生物學(xué)12
第2章 生命的物質(zhì)基礎(chǔ)13
2.1細(xì)胞13
2.1.1細(xì)胞的基本共性13
2.1.2病毒及其與細(xì)胞的關(guān)系13
2.1.3細(xì)胞的空間尺寸15
2.1.4各類(lèi)細(xì)胞的大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的分析19
2.2生命體的物質(zhì)組成22
2.2.1水22
2.2.2生命元素23
2.2.3有機(jī)物31
2.3生命的化學(xué)環(huán)境35
2.3.1大氣環(huán)境35
2.3.2天然的水37
2.3.3細(xì)胞外液42
2.3.4細(xì)胞內(nèi)液52
第3章 生命物質(zhì)的特性58
3.1礦物質(zhì)與生命必需元素58
3.1.1礦物質(zhì)在生命體中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律58
3.1.2微量元素與必需元素66
3.2分子的立體異構(gòu)與不對(duì)稱(chēng)性72
3.2.1立體異構(gòu)72
3.2.2優(yōu)勢(shì)構(gòu)象與分子的物理和化學(xué)性質(zhì)73
3.2.3立體選擇性反應(yīng)和立體專(zhuān)一性反應(yīng)73
3.2.4生物分子中幾種鐵配合物的立體化學(xué)74
3.3生物液晶75
3.3.1生物與液晶的關(guān)系76
3.3.2液晶及其特性79
3.3.3液晶在生命中的重要作用83
3.3.4生物分子的液晶性質(zhì)85
3.3.5生物液晶的應(yīng)用舉例91
3.3.6生物膜93
3.4生物自由基96
3.4.1自由基的性能96
3.4.2碳烯的結(jié)構(gòu)與性能97
3.4.3水合電子97
3.4.4活性氧的性能與作用98
3.4.5生物體內(nèi)自由基引發(fā)的一些反應(yīng)與變化99
3.4.6生物體內(nèi)防御101
3.4.7自由基與腫瘤102
第4章 分子間相互作用與分子識(shí)別103
4.1分子識(shí)別的物理基礎(chǔ)103
4.1.1擴(kuò)散103
4.1.2運(yùn)動(dòng)103
4.2分子識(shí)別過(guò)程的動(dòng)力學(xué)104
4.2.1結(jié)合與解離104
4.2.2平衡常數(shù)104
4.3分子識(shí)別的化學(xué)基礎(chǔ)104
4.3.1共價(jià)鍵結(jié)合104
4.3.2非共價(jià)鍵的結(jié)合106
4.4分子識(shí)別的特性109
4.4.1作用的專(zhuān)一性109
4.4.2分子識(shí)別過(guò)程中高級(jí)結(jié)構(gòu)的變化111
4.4.3分子識(shí)別過(guò)程的連續(xù)性與協(xié)調(diào)性111
4.5生物大分子之間的相互作用111
4.5.1生物大分子111
4.5.2生物大分子間相互作用113
4.6分子識(shí)別中的立體化學(xué)因素116
4.6.1幾何異構(gòu)116
4.6.2光學(xué)異構(gòu)116
4.6.3構(gòu)象異構(gòu)117
第5章 超分子化學(xué)119
5.1超分子化學(xué)基礎(chǔ)119
5.1.1超分子化學(xué)的概念119
5.1.2超分子化學(xué)的理論基礎(chǔ)119
5.2超分子的重要特征120
5.2.1自組裝120
5.2.2自組織122
5.2.3自復(fù)制123
5.3超分子組裝及自組裝123
5.3.1超分子的組裝方式123
5.3.2超分子自組裝體系126
5.3.3超分子舉例130
5.4超分子液晶133
5.4.1電荷轉(zhuǎn)移作用組裝超分子液晶體系133
5.4.2離子相互作用組裝超分子液晶聚合物134
5.4.3共價(jià)鍵作用組裝超分子液晶135
5.4.4金屬配位組裝超分子液晶136
5.4.5光化學(xué)組裝合成超分子液晶137
5.5分子印跡聚合物應(yīng)用138
5.5.1分子印跡技術(shù)的基本原理138
5.5.2分子印跡技術(shù)的特點(diǎn)139
5.5.3分子印跡技術(shù)的應(yīng)用140
5.6超分子液晶材料的應(yīng)用及發(fā)展前景140
第6章 化學(xué)物質(zhì)與蛋白質(zhì)的相互作用141
6.1化學(xué)物質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)的沉淀作用141
6.1.1沉淀作用的分類(lèi)141
6.1.2蛋白質(zhì)的沉淀方法及常用沉淀劑142
6.2化學(xué)物質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定作用145
6.2.1維持蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的主要因素145
6.2.2蛋白質(zhì)不可逆失活的化學(xué)因素147
6.2.3蛋白質(zhì)的穩(wěn)定化策略148
6.3蛋白質(zhì)的化學(xué)修飾150
6.3.1化學(xué)物質(zhì)對(duì)蛋白質(zhì)側(cè)鏈基團(tuán)的共價(jià)修飾作用151
6.3.2蛋白質(zhì)肽鏈的化學(xué)修飾155
6.3.3修飾蛋白在生物醫(yī)學(xué)和生物技術(shù)上的應(yīng)用155
6.3.4蛋白質(zhì)化學(xué)修飾的展望156
6.4蛋白質(zhì)探針156
6.4.1金屬探針157
6.4.2染料探針158
6.4.3蛋白質(zhì)熒光探針159
6.4.4光散射探針163
6.4.5量子點(diǎn)探針163
6.5小分子藥物與蛋白質(zhì)的相互作用164
6.5.1作用于蛋白質(zhì)的小分子藥物164
6.5.2以蛋白酪氨酸激酶為靶點(diǎn)的抗腫瘤藥物研究167
6.5.3G蛋白偶聯(lián)受體及其相關(guān)藥物170
6.5.4分子印跡技術(shù)在蛋白質(zhì)識(shí)別中的應(yīng)用172
第7章 化學(xué)物質(zhì)與核酸的相互作用174
7.1核酸的結(jié)構(gòu)與功能174
7.1.1核酸的組成174
7.1.2核酸的結(jié)構(gòu)與功能175
7.2化學(xué)物質(zhì)的致突變作用179
7.2.1基因突變的類(lèi)型179
7.2.2化學(xué)誘變180
7.2.3化學(xué)誘變的應(yīng)用183
7.2.4化學(xué)致癌物質(zhì)184
7.3小分子化合物與DNA的相互作用188
7.3.1共價(jià)結(jié)合188
7.3.2非共價(jià)結(jié)合191
7.3.3剪切作用198
7.3.4金屬離子與DNA的相互作用200
7.4小分子化合物與RNA的相互作用201
7.4.1RNA藥靶的優(yōu)越性201
7.4.2作用于RNA的小分子藥物202
7.5核酸探針及應(yīng)用204
7.5.1核酸的光譜探針205
7.5.2端粒DNA及其識(shí)別探針211
7.5.3核酸適配體215
7.6肽核酸218
7.6.1肽核酸結(jié)構(gòu)218
7.6.2肽核酸的合成和修飾219
7.6.3肽核酸的應(yīng)用224
第8章 酶的化學(xué)生物學(xué)226
8.1生命過(guò)程中的酶226
8.1.1生物氧化與酶227
8.1.2生物代謝過(guò)程中的酶234
8.1.3遺傳信息傳遞與表達(dá)中的酶242
8.1.4遺傳信息表達(dá)過(guò)程的化學(xué)調(diào)控248
8.2化學(xué)物質(zhì)對(duì)酶的抑制作用254
8.2.1可逆抑制作用254
8.2.2不可逆抑制作用257
8.3化學(xué)物質(zhì)對(duì)酶的激活作用259
8.3.1有機(jī)分子激活劑259
8.3.2生物大分子262
8.3.3高分子化合物263
8.4生物催化263
8.4.1酶制劑的類(lèi)型263
8.4.2酶催化反應(yīng)的介質(zhì)265
8.4.3酶催化的有機(jī)化學(xué)反應(yīng)266
8.4.4結(jié)論與展望276
8.5酶研究前沿領(lǐng)域簡(jiǎn)介276
8.5.1人工合成酶和模擬酶277
8.5.2核酶和抗體酶277
8.5.3固定化酶在醫(yī)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用278
8.5.4酶在環(huán)境治理方面的應(yīng)用279
第9章 糖的化學(xué)生物學(xué)280
9.1糖與糖的化學(xué)生物學(xué)280
9.1.1糖化學(xué)與糖生物學(xué)280
9.1.2糖生物學(xué)的意義280
9.1.3寡糖281
9.1.4糖綴合物與糖基化281
9.2糖的合成283
9.2.1糖的保護(hù)基283
9.2.2糖的液相合成284
9.2.3糖的固相合成285
9.2.4酶促寡糖的合成286
9.3糖-蛋白質(zhì)相互作用287
9.3.1凝集素287
9.3.2細(xì)胞表面的糖-蛋白質(zhì)相互作用288
9.4糖的生物醫(yī)藥應(yīng)用289
9.4.1糖的標(biāo)記289
9.4.2糖類(lèi)疫苗290
9.4.3糖芯片291
9.4.4糖類(lèi)物質(zhì)作為藥物使用291
9.4.5總結(jié)和展望292
9.5殼聚糖及其衍生物292
9.5.1殼聚糖的改性292
9.5.2殼聚糖及其衍生物的功能294
9.5.3殼聚糖的降解296
9.5.4殼聚糖及其衍生物的應(yīng)用297
第10章 細(xì)胞化學(xué)生物學(xué)299
10.1細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)299
10.1.1細(xì)胞通信方式299
10.1.2細(xì)胞間化學(xué)信號(hào)300
10.1.3受體308
10.1.4細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑317
10.1.5細(xì)胞信號(hào)傳遞的基本特征與蛋白激酶的網(wǎng)絡(luò)整合信息326
10.2細(xì)胞凋亡326
10.2.1細(xì)胞周期與調(diào)控327
10.2.2細(xì)胞凋亡的生物學(xué)特征331
10.2.3細(xì)胞凋亡的過(guò)程及機(jī)理333
10.2.4細(xì)胞凋亡的化學(xué)調(diào)控337
10.3化學(xué)遺傳學(xué)338
10.3.1概述338
10.3.2正向化學(xué)遺傳學(xué)340
10.3.3反向化學(xué)遺傳學(xué)344
10.3.4化學(xué)遺傳學(xué)舉例345
10.3.5天然產(chǎn)物探針在化學(xué)遺傳學(xué)中的功能347
10.4作用于細(xì)胞膜的藥物351
10.4.1多肽類(lèi)抗生素351
10.4.2多烯類(lèi)抗生素353
10.4.3離子載體抗生素353
第11章 化學(xué)生物學(xué)新技術(shù)和新進(jìn)展355
11.1基因組學(xué)和化學(xué)基因組學(xué)355
11.1.1基因組學(xué)355
11.1.2化學(xué)信息學(xué)357
11.1.3化學(xué)基因組學(xué)359
11.2蛋白質(zhì)組學(xué)363
11.2.1提出背景和含義364
11.2.2基因組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)的關(guān)系365
11.2.3蛋白質(zhì)組學(xué)的研究?jī)?nèi)容366
11.2.4蛋白質(zhì)組研究策略與技術(shù)367
11.2.5蛋白質(zhì)組學(xué)的應(yīng)用370
11.2.6前景與展望371
11.3分子成像372
11.3.1熒光分子成像373
11.3.2磁共振成像375
11.3.3超聲成像376
11.3.4核素成像376
11.4核酸的應(yīng)用376
11.4.1核酶376
11.4.2分子信標(biāo)380
11.4.3基因診斷384
11.4.4反義核酸384
11.4.5RNA干擾385
11.4.6microRNA387
11.4.7DNA模板有機(jī)反應(yīng)391
11.5Bcl-2抑制劑類(lèi)抗癌前藥392
11.5.1Bcl-2蛋白家族392
11.5.2Bcl-2抑制劑藥的研究進(jìn)展及展望393
11.5.3S1及其作用機(jī)理394
11.6研究新技術(shù)395
11.6.1芯片技術(shù)395
11.6.2生物核磁共振399
11.6.3生物質(zhì)譜401
11.6.4生物傳感器401
11.6.5單細(xì)胞檢測(cè)402
11.6.6生物分子和生物體原位、實(shí)時(shí)、在線(xiàn)分析和檢測(cè)403
11.6.7表面等離子體共振403
11.6.8單分子檢測(cè)404
參考文獻(xiàn)405
后記409