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绪论1

一、化学生物学的起源1

目录1

二、化学生物学的概念及其与生物化学、分子生物学的区别3

三、化学生物学研究的中心任务和研究方向4

一、蛋白质的元素组成7

二、蛋白质基本单位——氨基酸7

第一节　蛋白质的组成7

第一章　蛋白质7

三、氨基酸的性质10

第二节　多肽12

一、多肽的结构12

二、肽键13

三、多肽的性质13

四、天然存在的重要多肽14

五、多肽的化学合成14

第三节　蛋白质的结构20

一、蛋白质的一级结构21

二、蛋白质的二级结构25

三、蛋白质的三级结构29

四、蛋白质的四级结构32

第四节　蛋白质的分类33

一、依据蛋白质的组成分类34

二、依据蛋白质的外形分类34

三、依据蛋白质的功能分类34

一、酶的概念38

二、酶催化作用特性38

第一节　酶是生物催化剂38

第二章　酶38

三、酶的命名及分类40

第二节　辅酶42

一、辅酶的结构特点与功能42

二、辅酶在酶促反应中的作用特点48

第三节 酶的结构和酶的催化作用机制49

一、酶分子的结构49

二、酶催化作用的机制51

三、酶作用专一性的机制56

第四节　酶促反应的速度和影响因素57

一、底物浓度对酶促反应速度的影响57

二、pH的影响59

三、温度的影响59

四、抑制剂的影响60

第五节　酶活性的调控60

一、别构调节作用60

二、酶的反馈调节61

三、共价修饰调控62

四、酶原的激活62

第三章　核酸64

第一节　核酸的分类和组成64

一、核酸的分类64

二、核酸的组成65

第二节　核酸的结构69

一、DNA的结构70

二、RNA的结构73

第三节　核酸的性质76

一、核酸的两性性质及等电点76

二、核酸的水解77

三、核酸的变性、复性与杂交78

第四节　核酸碱基顺序分析81

一、DNA碱基顺序的测定81

二、RNA碱基顺序测定82

第五节　核酸的催化性质82

一、核酶的种类83

二、脱氧核酶85

三、核酶催化的反应类型及催化机制86

第四章　聚糖89

第一节　糖类物质的多样性89

一、糖种类的多样性89

二、糖衍生物的多样性90

三、糖聚合物的多样性91

第二节　多糖的结构及其主要类型92

一、同聚多糖92

二、糖胺聚糖和蛋白聚糖95

三、细菌多糖98

第三节　糖蛋白99

一、糖蛋白的结构100

二、糖蛋白中糖链部分的功能103

第四节　糖脂的结构与功能107

一、鞘糖脂的结构107

二、甘油糖脂的结构108

一、糖链生物合成的特点109

第五节　糖蛋白的生物合成109

二、N-糖链的合成111

三、O-糖链的生物合成113

四、蛋白糖基化和去糖基化的化学调控114

第五章 相互作用与分子识别118

第一节　生物分子之间的分子识别118

一、分子识别的物理基础118

二、分子识别过程的动力学119

三、分子识别的特性119

第二节　分子识别的化学基础123

一、共价键结合124

二、非共价键的相互作用125

第三节　分子识别中的立体化学因素130

一、几何异构130

二、光学异构130

三、构象异构132

第四节　超分子化学与分子识别132

一、环糊精及其衍生物与分子识别133

二、杯芳烃与分子识别135

三、分子印迹聚合物与分子识别137

第六章　化学物质与蛋白质的相互作用141

第一节　化学物质对蛋白质的沉淀作用141

一、沉淀作用的类型141

二、沉淀剂的类型141

第二节　化学物质对蛋白质的稳定作用144

一、蛋白质不可逆失活的化学因素145

二、蛋白质的稳定146

一、生物体内蛋白质加合物的形成148

第三节 化学物质对蛋白质侧链基团的共价修饰作用148

二、特定的氨基酸残基侧链基团的修饰149

三、亲和性标记152

第四节　蛋白质光谱探针152

一、蛋白质吸光探针152

二、蛋白质荧光探针154

三、蛋白质光散射探针155

第一节　化学物质对酶的抑制作用156

一、可逆抑制作用156

第七章 化学物质与酶的相互作用156

二、不可逆抑制作用163

第二节　化学物质对酶的激活作用165

一、激活剂的类型165

二、激活作用的动力学166

第三节　酶对化学物质的催化作用167

一、酶制剂的类型168

二、酶催化反应的介质169

三、酶催化的有机化学反应170

一、基因突变的类型181

第八章　化学物质与核酸的相互作用181

第一节　化学物质的致突变作用181

二、化学诱变剂及其作用原理182

三、化学诱变的应用185

四、化学致癌物质及其作用机制185

第二节　小分子药物与DNA的相互作用188

一、共价结合188

二、非共价结合189

三、剪切作用196

第三节 小分子化合物与RNA的相互作用197

一、RNA药靶的优越性197

二、作用于RNA的小分子药物199

第四节　核酸的小分子探针201

一、分光光度法201

二、荧光法202

三、共振瑞利散射法203

一、生物体中的化学元素的分类和主要功能205

第九章 无机物质与生物分子的相互作用205

第一节　生物体中的化学元素205

二、金属离子与生物分子配合物207

第二节　无机物质与酶的相互作用210

一、金属离子与酶蛋白作用的方式210

二、无机物质对酶的激活作用211

三、无机物质对酶的抑制作用213

四、金属配合物对酶的抑制作用215

一、共价配位作用217

第三节　无机物质与核酸的相互作用217

二、静电作用219

三、嵌插作用221

四、断裂作用225

第十章　生物氧化228

第一节　生物能及其存在形式228

一、生物能和ATP228

二、生物体系中的高能磷酸酯类化229

合物229

第二节　线粒体呼吸链230

一、线粒体呼吸链的组成231

二、氧化-还原电势与自由能的变化231

三、线粒体呼吸链的电子传递233

第三节　氧化磷酸化237

一、ATP酶复合体237

二、ATP合成反应-氧化磷酸化237

三、电子传递反应与ATP合成偶联机制238

四、氧化磷酸化作用的抑制和解偶联238

第四节　微粒体氧化体系239

一、微粒体中催化氧化反应的酶类240

二、微粒体氧化酶系催化的氧化反应类型241

三、微粒体氧化酶系催化的还原反应245

第十一章　生物代谢247

第一节　糖代谢247

一、糖的分解代谢247

二、糖原的合成代谢258

一、叶绿体及光合色素260

三、糖代谢的紊乱260

第二节　光合作用260

二、光合作用机制261

第三节　脂类代谢266

一、脂类的消化和吸收266

二、脂肪的分解代谢267

三、脂肪的合成代谢270

四、磷脂代谢273

第四节　蛋白质降解和氨基酸代谢275

一、蛋白质的消化和吸收275

二、氨基酸的分解代谢276

三、氨基酸的合成代谢280

第五节　核酸的降解和核苷酸的代谢281

一、核酸的降解281

二、核苷酸的分解代谢281

三、核苷酸的合成代谢283

一、DNA复制过程有关的酶289

第一节　DNA的复制289

第十二章　遗传信息的传递与表达289

二、DNA的复制过程294

三、DNA的损伤与修复298

四、RNA指导下的DNA合成300

第二节　DNA指导下的RNA合成302

一、核糖核酸的酶促合成302

二、RNA聚合酶及转录因子302

四、转录后核糖核酸链的加工303

三、原核细胞DNA遗传信息的转录过程303

第三节　蛋白质的生物合成305

一、遗传密码305

二、蛋白质的生物合成过程305

第四节　遗传信息表达过程的化学调控311

一、抑制核酸合成的化学物质311

二、抑制蛋白质合成的化合物313

三、化学物质对蛋白质合成的诱导与阻遏314

第十三章　细胞和细胞器318

一、细胞的分类和结构319

第一节　细胞319

二、真核细胞与原核细胞的比较320

第二节　生物膜320

一、生物膜的组成321

二、作用于细胞膜的药物323

第三节　生物转运过程326

一、被动转运327

二、主动转运327

三、胞吞（内吞）作用和胞吐（外排）作用329

四、受体介导内吞作用330

第四节　细胞器331

一、细胞核331

二、线粒体333

三、核糖核蛋白体333

四、内质网334

五、高尔基体334

六、溶酶体335

第五节　细胞骨架336

七、过氧化物酶体336

一、微管337

二、微丝338

三、中间丝338

第十四章 细胞信号转导341

第一节　细胞通讯方式341

一、细胞间隙连接341

二、膜表面分子接触通讯341

三、化学通讯342

第二节　细胞间化学信号342

一、激素342

二、神经递质347

三、生长因子和细胞因子348

四、气体信号分子350

第三节　受体351

一、受体的特性351

二、受体学说352

三、受体的结构类型353

四、受体激动剂和拮抗剂355

第四节　细胞信号转导途径359

一、细胞内信号产生方式360

二、cAMP信号通路360

三、肌醇脂信号通路363

四、酪氨酸蛋白激酶途径366

五、cGMP蛋白激酶途径367

六、细胞信号转导过程的化学调控367

第十五章　细胞周期及其调控372

第一节　细胞周期的基本概念372

一、分裂间期373

二、M期373

第二节　细胞周期的调控375

一、细胞周期调控的有关蛋白375

二、细胞周期的调控过程377

三、细胞周期检验点380

一、细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂381

第三节　细胞周期的化学调控381

二、微管蛋白活性抑制剂382

第十六章　细胞凋亡386

第一节 细胞凋亡的概念及生物学特征386

一、一般概念386

二、细胞凋亡的生物学特征386

三、细胞凋亡与疾病388

第二节　细胞凋亡的过程及机理390

一、凋亡的启动390

二、凋亡信号的转导391

三、细胞色素c释放和Caspases激活392

四、凋亡的执行394

五、细胞凋亡的生物调节395

第三节　细胞凋亡的化学调控396

一、细胞凋亡诱导剂396

二、Caspase抑制剂397

参考图书400

参考网站401

参考文献402