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第一章 生物元素和生物配位体 1

1-1 生物元素 1

1.1.1 生物元素的分类 1

1.1.2 最适营养浓度定律 2

1.1.3 生物非金属元素 3

1.1.4 闭壳层金属离子 6

1.1.5 过渡金属离子 11

1.1.6 稀土金属离子 14

1-2 生物体中的重要化合物和特征配位体 16

1.2.1 生物配体 16

1.2.2 水分子和水相中的阴离子 16

1.2.3 多糖类配位体 18

1.2.4 氨基酸--多肽-蛋白质类配位体 19

1.2.5 平面环状配位体 28

1.2.6 维生素辅酶类配位体 51

参考文献 57

第二章 生物金属配合物及其配位化学基础 61

2-1 生物金属配合物的构成以及热力学、动力学和光学性质 61

2.1.1 生物金属配合物的生成及其稳定性 61

2.1.2 金属配合物的反应动力学 70

2-2 生物金属配合物的化学键、电子结构和配位场理论 73

2.2.1 生物金属配合物的分子几何和化学键 73

2.2.2 配位场理论基础 74

2.2.3 双层点电荷配位场(DSCPCF)模型 95

2.3.1 铜兰蛋白的配位化学分析 99

2-3 金属离子同生物分子的作用及其光谱性质 99

2.3.2 铁卟啉的配位化学分析 102

2.3.3 维生素B12的配位化学分析 106

2.3.4 人血清白蛋白铜输运过程的电子光谱及配位化学分析 112

2.3.5 细胞色素c的光谱研究 116

参考文献 119

第三章 生物分子溶液状态结构的测定 122

3-1 紫外-可见-近红外吸收光谱 122

3.1.1 光谱的产生和选择定则 122

3.1.2 电子吸收光谱的分类 125

3.1.3 重叠吸收带按高斯(Gauss)误差曲线的解析 132

3.1.4 振子强度测定原理及其应用 133

3.1.5 重复扫描和时间扫描法研究反应动力学 137

3.1.6 生物配合物电子吸收光谱的研究 138

3-2 荧光光谱 145

3.2.1 基本原理 146

3.2.2 福斯特(Forster)偶极-偶极无辐射能量转移机理 163

3-3 旋光光谱和磁圆二色谱 167

3.3.1 基本原理 167

3.3.2 测量方法 172

3.3.3 应用实例 174

3.3.4 科顿效应 181

3-4 核磁共振谱 182

3.4.1 基本原理 182

3.4.2 利用磁共振加强效应测定顺磁离子与观察是距离以及生物大分子结合数和解离常数 187

3.4.3 镧系离子作为核磁探针测定溶液中生物分子构象 193

3-5 分子力学方法在研究生物分子和生物无机配合物构象中的应用 209

3.5.1 分子力学原理概述 209

3.5.2 分子力学力场 211

3.5.3 分子力学计算方法 215

3.5.4 分子力学计算的应用举例 220

3-6 扩展X射线吸收精细结构谱(EXAFS) 230

3.6.1 概述 230

3.6.2 基本原理 231

3.6.3 实验方法 238

3.6.4 数据分析 241

3.6.5 应用 244

参考文献 250

第四章 生物金属的生物功能 259

4-1 在生物氧化还原过程中过渡金属离子的作用 259

4.1.1 含过渡金属离子辅基的蛋白质的生物功能 259

4.1.2 在蛋白质功能中过渡金属离子的作用 264

4.1.3 在含过渡金属离子蛋白质功能中肽的某些作用 265

4-2 闭壳层生物金属的生物功能 266

4.2.1 闭壳层金属离子在生物体系中的分布、状态和作用 266

4.2.2 离子通过膜的输送机理 267

4.2.3 钙离子在控制机理中的作用 270

4.2.4 水解性金属酶中金属离子的生物功能 271

4-3 DNA与金属离子的作用 274

4.3.2 B型Cs-DNA的X射线衍射的研究 275

4.3.1 铝离子与DNA的作用 275

4.3.3 在Li+、Na+和Mn2+存在下，Cu2和DNA的作用 276

4.3.4 金属离子手性探针识别DNA的二级结构 276

4-4 生物化学中的稀土元素 277

4.4.1 稀土的生物效应 277

4.4.2 稀土的生物无机化学 279

4.4.3 稀土与生命过程研究展望 283

参考文献 284

第五章 生物无机化学的应用 286

5-1 生物金属离子在人体中的分布和控制 286

5.1.1 生物金属离子在人体中的分布和控制 286

5.1.2 金属离子同药物的作用 294

5.1.3 合成的金属螯合物的使用 298

5.1.4 生物无机化学在医学应用中需要研究的几个问题 299

5-2 生物无机化学在农业上的应用 299

5.2.1 农药 300

5.2.2 微量元素肥料 300

5.2.3 固氮酶的模拟 302

5-3 生物无机化学在环境科学中的应用 303

5.3.1 环境中金属离子的地质循环和特征循环 303

5.3.2 环境中金属离子进入人体后的病变 305

5.3.3 污染的防治 307

5-4 生物无机化学在仿生化学中的应用 309

参考文献 311

附录：一些名词的缩写 313