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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B1 93

二、维生素B2 94

三、维生素PP 95

四、维生素B6 96

五、泛酸 97

六、生物素 97

七、叶酸 98

八、维生素B12 98

九、α-硫辛酸 99

十、维生素C 100

第三节 脂溶性维生素 101

一、维生素A 101

二、维生素D 102

三、维生素E 103

四、维生素K 104

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ATP 160

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CoA 184

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dNDP 281

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