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绪论1

一、生物化学与分子生物学的概念和任务1

二、生物化学与分子生物学发展史2

三、生物化学与分子生物学在药学中的应用3

第一篇 生物分子的结构与功能7

第一章 生物化学与分子生物学基础7

第一节 化学基础7

一、生物体化学元素组成7

二、化学键7

三、官能团8

四、立体结构8

五、水是生命的支持物质9

六、生物大分子的特性10

第二节 物理学基础11

一、热力学11

二、物理学方法的应用13

第三节 细胞生物学基础17

一、原核细胞17

二、真核细胞17

三、细胞增殖21

第四节 进化与遗传学基础23

一、化学进化产生分子24

二、RNA可能是最早的生命分子25

三、DNA是遗传信息的载体26

四、基因的生物学功能26

五、生物信息学的应用27

第二章 蛋白质的结构与功能30

第一节 蛋白质的生物学功能30

第二节 蛋白质的化学组成31

一、蛋白质的元素组成31

二、蛋白质的基本结构单位——L-α-氨基酸31

三、氨基酸的分类31

四、氨基酸的性质33

五、氨基酸的分离与分析35

六、氨基酸制备35

第三节 肽的结构与功能36

一、肽键和肽链36

二、生物活性肽37

三、肽的人工合成38

四、多肽与蛋白质序列分析39

第四节 蛋白质的结构41

一、蛋白质的一级结构41

二、蛋白质的二级结构42

三、超二级结构45

四、结构域46

五、蛋白质的三级结构46

六、蛋白质的四级结构48

第五节 蛋白质结构与功能的关系50

一、蛋白质一级结构与功能的关系50

二、蛋白质的空间构象与功能的关系52

第六节 蛋白质的重要性质53

一、蛋白质的两性解离与等电点53

二、蛋白质的胶体性质54

三、蛋白质的变性55

四、蛋白质沉淀56

五、紫外吸收57

六、蛋白质的显色反应57

七、蛋白质的免疫学性质57

第七节 蛋白质的分离纯化与含量测定59

一、蛋白质的提取59

二、蛋白质的分离纯化59

三、蛋白质鉴定与含量分析63

第八节 蛋白质的分类65

一、根据分子形状分类65

二、根据组成分类66

三、根据溶解度分类66

第三章 核酸的结构与功能68

第一节 核酸的生物学功能68

第二节 核苷酸结构与性质69

一、碱基69

二、核糖与脱氧核糖71

三、核苷71

四、核苷酸73

第三节 DNA的结构与功能75

一、DNA的一级结构75

二、DNA的二级结构77

三、DNA的三级结构80

四、DNA的四级结构81

五、DNA功能82

第四节 RNA的结构与功能82

一、RNA的一级结构82

二、RNA的二级结构83

三、RNA的三级结构84

第五节 核酸的理化性质与分离纯化86

一、核酸分子大小86

二、核酸的溶解度与黏度86

三、核酸的酸碱性86

四、核酸的紫外吸收86

五、核酸的变性、复性和杂交87

第六节 核酸的提取与含量测定88

一、核酸提取（酚抽提法）88

二、核酸分离89

三、核酸含量测定90

第四章 维生素与无机盐92

第一节 概述92

一、维生素的定义92

二、维生素的命名与分类92

第二节 水溶性维生素93

一、维生素B193

二、维生素B294

三、维生素PP95

四、维生素B696

五、泛酸97

六、生物素97

七、叶酸98

八、维生素B1298

九、α-硫辛酸99

十、维生素C100

第三节 脂溶性维生素101

一、维生素A101

二、维生素D102

三、维生素E103

四、维生素K104

第四节 微量元素105

一、铁105

二、碘105

三、铜105

四、锌106

五、钴106

六、锰106

七、硒106

八、氟107

第五节 钙、磷及其代谢107

一、钙、磷在体内分布及其功能107

二、钙和磷的代谢108

三、钙和磷代谢的调节108

第五章 酶110

第一节 酶是生物催化剂110

一、酶的生物学意义110

二、酶的分类与命名110

三、酶的专一性112

第二节 酶的组成与结构114

一、酶的化学本质114

二、酶蛋白与活性中心114

三、酶的辅助因子与功能116

四、酶的结构与功能117

第三节 酶的作用机制119

一、酶能显著降低反应活化能119

二、中间复合物学说和酶作用的过渡态120

三、酶作用的高效率机制120

第四节 酶促反应的动力学122

一、底物浓度对酶反应速度的影响122

二、pH的影响125

三、温度的影响126

四、酶浓度的影响127

五、激活剂的影响127

六、抑制剂的影响127

第五节 酶的分离提纯、活性测定与活性调节135

一、酶的分离纯化135

二、酶活力测定136

三、酶的活性调节137

第六节 重要的酶类及应用139

一、重要的酶类139

二、酶在医药学上的应用144

三、固定化酶及其应用145

第二篇 物质代谢与调节151

第六章 生物氧化151

第一节 生物氧化概述151

一、生物氧化的特点151

二、生物氧化反应类型152

三、生物氧化酶153

第二节 线粒体生物氧化体系155

一、线粒体结构与特征155

二、呼吸链155

三、呼吸链的主要组成物质156

第三节 线粒体的氧化磷酸化——ATP生成160

一、氧化磷酸化生成ATP160

二、氧化磷酸化偶联机制161

三、氧化磷酸化抑制剂163

第四节 ATP储存、转换与利用165

一、ATP为主要的高能化合物165

二、底物水平磷酸化166

三、线粒体内膜的物质转运167

第五节 其他氧化酶体系169

一、微粒体氧化酶169

二、活性氧（ROS）消除酶系170

第七章 糖代谢173

第一节 糖的化学173

一、淀粉173

二、糖原174

三、纤维素175

四、几丁质175

五、琼胶176

六、细菌多糖176

七、聚糖176

第二节 糖的消化与吸收178

一、糖的消化178

二、糖的吸收178

三、糖向细胞内的转运179

第三节 糖的无氧分解179

一、葡萄糖或糖原转变生成3-磷酸甘油醛（耗能阶段）179

二、3-磷酸甘油醛转变为丙酮酸（产能阶段）181

三、丙酮酸转变为乳酸182

四、糖酵解的生理意义183

第四节 糖的有氧氧化183

一、葡萄糖分解为丙酮酸184

二、丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA184

三、三羧酸循环185

四、糖有氧氧化的生理意义188

五、Pasteur效应与Warburg效应189

第五节 磷酸戊糖途径190

一、磷酸戊糖的生成190

二、基团转移反应190

三、磷酸戊糖的生理意义191

第六节 糖异生191

一、丙酮酸转变为磷酸烯醇式丙酮酸193

二、1，6-二磷酸果糖转变为6-磷酸果糖193

三、6-磷酸葡萄糖转变为葡萄糖193

四、糖异生的生理意义194

五、乳酸循环194

第七节 糖原合成与分解195

一、糖原的生物合成195

二、糖原的分解196

三、糖原累积症198

第八节 糖代谢的调节198

一、糖酵解的调节198

二、有氧氧化的调节200

三、磷酸戊糖途径的调节201

四、糖异生的调节202

五、糖原合成与分解调节203

第九节 血糖与血糖异常治疗204

一、血糖的来源和去路204

二、血糖调节205

三、血糖异常206

第八章 脂质代谢209

第一节 脂质的化学结构和生物功能209

一、脂肪和必需脂肪酸209

二、磷脂212

三、糖脂214

四、胆固醇与胆汁酸215

第二节 脂质的消化、吸收和贮存217

一、脂质的消化217

二、脂质的吸收217

三、脂质的贮存218

第三节 脂肪的分解代谢218

一、脂肪的动员218

二、甘油的氧化分解219

三、脂肪酸的β-氧化219

四、脂肪酸的其他氧化形式222

五、酮体的生成和利用223

第四节 脂肪的合成代谢225

一、脂肪酸的生物合成225

二、α-磷酸甘油的合成229

三、脂肪的生物合成229

第五节 磷脂的代谢231

一、甘油磷脂的分解代谢231

二、甘油磷脂的合成代谢232

三、鞘磷脂的代谢234

第六节 胆固醇的代谢235

一、胆固醇的生物合成235

二、胆固醇的转化238

第七节 血浆脂蛋白代谢238

一、血脂和血浆脂蛋白238

二、血浆脂蛋白的分类239

三、血浆脂蛋白的结构241

四、血浆脂蛋白的功能及代谢途径242

五、高血脂症与治疗245

第九章 蛋白质降解与氨基酸代谢250

第一节 蛋白质的营养作用250

一、维持细胞组织的生长、发育与更新250

二、氧化供能250

三、生理需要量250

第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败252

一、食物蛋白质的消化252

二、氨基酸的吸收253

三、蛋白质的腐败255

第三节 细胞内蛋白质的降解256

一、体内蛋白质的寿命256

二、溶酶体降解途径256

三、蛋白酶体途径257

第四节 氨基酸的一般代谢258

一、体内氨基酸代谢库258

二、氨基酸的脱氨基作用258

三、α-酮酸的代谢261

第五节 氨的代谢263

一、氨的来源263

二、氨的转运263

三、尿素合成264

第六节 个别氨基酸的代谢266

一、氨基酸的脱羧作用266

二、芳香族氨基酸的代谢267

第七节 一碳单位269

一、一碳单位的种类269

二、四氢叶酸为载体的一碳单位269

三、S-腺苷甲硫氨酸271

四、一碳单位的生理功能271

五、一碳单位与药物研究272

第十章 核酸降解与核苷酸代谢274

第一节 核酸的消化与吸收274

一、食物来源核酸的消化274

二、核酸的吸收274

三、细胞内核酸的水解274

第二节 核苷酸的分解代谢275

一、嘌呤核苷酸的分解代谢275

二、嘧啶核苷酸的分解代谢276

第三节 嘌呤核苷酸的生物合成277

一、嘌呤核苷酸的从头合成277

二、嘌呤核苷酸的补救合成279

第四节 嘧啶核苷酸的生物合成279

一、嘧啶核苷酸的从头合成279

二、嘧啶核苷酸的补救途径280

第五节 脱氧核糖核苷酸的生物合成281

一、NDP还原为dNDP281

二、脱氧胸苷酸的生成281

三、NTP和dNTP的合成282

第六节 核苷酸抗代谢物282

一、嘌呤核苷酸抗代谢物282

二、嘧啶核苷酸抗代谢物283

第十一章 非营养物质代谢286

第一节 药物在肝脏中的生物转化286

一、药物代谢转化概述286

二、第一相反应287

三、第二相反应292

四、药物代谢反应的特点及调节295

第二节 胆汁与胆汁酸代谢297

一、胆汁297

二、胆汁酸代谢298

第三节 血红素的生物合成303

一、血红素的化学结构303

二、血红素的生物合成及调节303

第四节 胆红素代谢306

一、胆红素的来源及转运306

二、胆红素的代谢转变309

三、黄疸312

第十二章 物质代谢的联系与调节315

第一节 物质代谢的特点315

一、物质代谢的整体性315

二、物质代谢的组织特异性315

三、ATP是机体能量储存和利用的共同形式315

四、NADPH提供合成代谢所需的还原力316

五、物质代谢的可调节性316

第二节 物质代谢的相互联系316

一、能量代谢的相互联系316

二、糖、脂类、氨基酸及核苷酸代谢间的相互联系317

第三节 组织和器官代谢的特点与联系318

一、肝脏是物质代谢的中枢319

二、脑以葡萄糖和酮体为能源物质322

三、骨骼肌兼具有氧氧化和糖酵解供能322

四、心肌以有氧氧化供能为主322

五、肾可进行糖异生、酮体生成和利用323

六、脂肪组织是合成、储存脂肪的重要组织323

七、成熟红细胞主要通过糖酵解途径获得能量323

第四节 代谢调节324

一、细胞水平的代谢调节324

二、激素水平的代谢调节328

三、整体水平的代谢调节329

第五节 代谢组学与代谢综合征331

一、代谢组学概述331

二、代谢组学研究方法331

三、代谢组学在药学研究中的应用332

四、代谢综合征与治疗332

第三篇 分子生物学337

第十三章 基因与基因组337

第一节 基因与基因组337

一、基因337

二、基因组338

第二节 原核生物基因组339

一、细菌的基因组特点339

二、质粒340

三、转座因子341

第三节 真核生物基因组341

一、真核生物染色体结构341

二、真核生物核基因组特点342

三、真核生物线粒体基因组345

第四节 病毒基因组347

一、病毒基因组的特点347

二、乙肝病毒（HBV）基因组348

三、人免疫缺陷病毒（HIV）基因组348

第五节 药物基因组学349

一、单核苷酸多态性349

二、药物相关基因遗传多态性350

第十四章 DNA生物合成353

第一节 DNA复制的基本特征353

一、DNA的半保留复制353

二、DNA复制的方式354

三、DNA的半不连续复制355

第二节 参与DNA复制的蛋白质因子355

一、DNA解螺旋酶与单链DNA结合蛋白356

二、DNA聚合酶356

三、引物酶与DNA连接酶357

四、拓扑异构酶358

第三节 原核生物DNA复制过程358

一、复制的起始358

二、复制的延长359

三、复制的终止360

第四节 真核生物DNA复制过程360

一、复制起始361

二、复制延长361

三、复制终止与端粒362

四、线粒体DNA复制363

第五节 逆转录364

一、逆转录原理364

二、逆转录的应用364

第六节 DNA损伤与修复365

一、DNA损伤365

二、损伤DNA的修复合成366

第十五章 RNA生物合成369

第一节 转录的基本特征369

一、转录的模板369

二、RNA聚合酶370

三、启动子371

第二节 原核生物的转录过程372

一、转录起始372

二、转录延长373

三、转录终止374

第三节 真核生物的转录过程375

一、转录起始375

二、转录延长376

三、转录终止377

第四节 转录后RNA的加工377

一、原核生物转录后RNA加工377

二、真核转录后RNA加工378

第十六章 蛋白质的生物合成384

第一节 蛋白质生物合成体系384

一、mRNA是蛋白质生物合成的模板384

二、tRNA搬运氨基酸387

三、rRNA与核糖体387

第二节 原核生物蛋白质生物合成过程389

一、氨基酰-tRNA合成389

二、翻译起始390

三、翻译延伸——核糖体循环392

四、翻译终止393

第三节 真核生物蛋白质的生物合成过程394

一、氨基酸活化395

二、翻译起始395

三、翻译延伸397

四、翻译终止398

第四节 肽链合成后的加工修饰399

一、多肽链的化学修饰399

二、多肽链的折叠399

第五节 蛋白质在细胞中分选与定位401

一、分泌蛋白的靶向转运401

二、线粒体蛋白的转运403

三、核蛋白的转运机制403

第六节 蛋白质生物合成的干扰与抑制405

一、抗生素抑制细菌蛋白质合成405

二、干扰素的抑制作用406

三、毒素的抑制作用406

第十七章 基因表达调控409

第一节 基因表达调控的特点409

一、基因表达409

二、基因表达的特异性409

三、基因表达的方式410

第二节 原核生物基因表达调控410

一、转录水平的调控——操纵子学说410

二、转录后水平的调控414

第三节 真核生物基因表达调控415

一、真核生物基因表达调控特点415

二、转录前水平的调控416

三、转录水平的调控419

四、转录后水平调控423

五、翻译水平的调控425

六、翻译后水平的调控426

第十八章 重组DNA技术及应用428

第一节 重组DNA技术常用工具酶429

一、限制性核酸内切酶429

二、DNA连接酶431

三、DNA聚合酶及其他酶类432

第二节 载体433

一、克隆载体434

二、表达载体436

第三节 目的基因获取与载体连接438

一、目的基因的获取438

二、目的DNA与载体的连接440

第四节 重组DNA分子扩增与鉴定442

一、扩增442

二、筛选442

三、鉴定445

第五节 重组DNA相关技术445

一、分子印迹技术445

二、PCR技术448

三、生物芯片技术451

第六节 重组DNA技术制备生物技术药物453

一、原核表达体系453

二、真核表达体系453

三、重组蛋白质分析鉴定454

四、重组人胰岛素制备454

五、蛋白质工程药物455

六、抗体药物456

第十九章 细胞信号转导459

第一节 信号转导概述459

一、细胞间信号转导方式459

二、细胞外信号分子460

三、细胞内信号分子460

第二节 受体461

一、膜受体462

二、胞内受体463

三、受体作用的特点465

四、受体活性的调节465

第三节 膜受体介导的信号转导通路465

一、cAMP-蛋白激酶通路465

二、Ca2＋-依赖性蛋白激酶通路467

三、cGMP-蛋白激酶通路469

四、酪氨酸蛋白激酶通路470

五、核因子кB（NF-кB）通路472

六、信号通路间的交互联系473

第四节 细胞信号转导在药学研究中的应用474

一、GPCR受体474

二、细胞内受体475

三、酪氨酸蛋白激酶受体475

第二十章 癌基因、基因诊断与基因治疗479

第一节 癌基因479

一、癌基因的发现与概念479

二、细胞癌基因的特点及分类481

三、细胞癌基因的活化482

第二节 抑癌基因486

一、抑癌基因的基本概念486

二、抑癌基因的功能487

三、抑癌基因的作用机制487

第三节 基因诊断488

一、基因诊断的概念和特点488

二、基因诊断的原理和主要技术方法489

三、基因诊断的应用489

第四节 基因治疗492

一、基因治疗的定义492

二、基因治疗的策略492

三、基因治疗的应用493

参考文献496

中英文对照索引497