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第一章 绪论 1

第一节 生物无机化学--一门新兴的边缘科学 1

第二节 生物无机化学在发展中的研究课题 3

第三节 生命元素 5

参考文献 8

第二章 重要的生物配体及其金属配合物 9

第一节 氨基酸 9

一、氨基酸的分类 10

二、氨基酸的立体异构和旋光性 13

三、氨基酸的酸碱性质 14

第二节 蛋白质 15

一、蛋白质的分类 15

二、蛋白质的一级结构 16

三、维持蛋白质空间构象的作用力 18

四、蛋白质的二级结构 19

五、蛋白质的三级结构和四级结构 22

六、蛋白质的某些重要性质 23

第三节 氨基酸、肽、蛋白质的金属配合物 25

一、氨基酸、肽的金属配合物 25

二、蛋白质的金属配合物 26

第四节 核酸 27

一、核酸的化学组成与分类 27

二、核酸降解产物的化学结构 28

三、体内重要的游离核苷酸 31

四、核酸的结构 32

五、核酸与遗传信息传递 37

一、金属离子与核苷酸的相互作用 39

第五节 金属离子与核苷酸和核酸的配合物 39

二、金属离子对DNA和RNA稳定性的影响 42

三、金属离子在DNA复制、遗传密码转录和翻译中的作用 44

四、DNA构型的转变及测定 45

第六节 酶 48

一、酶的化学本质 48

二、酶的命名与分类 49

三、酶的催化功能 51

四、几种重要的辅酶或辅基 53

五、酶促反应动力学 57

第七节 金属离子与酶的配合物 60

一、金属离子作为酶的辅助因子 60

二、金属离子作为酶的激活剂 60

四、金属离子、酶和底物的结合方式 61

三、与金属有关的酶的抑制作用 61

参考文献 63

第三章 生物无机化学体系中的配位化学原理 64

第一节 晶体场理论及其应用 64

一、晶体场理论的基本要点 65

二、晶体场理论的应用 67

第二节 过渡金属配合物的电子光谱 70

一、配位体的电子光谱 71

二、荷移光谱 72

三、配位场光谱 72

第三节 过渡金属配合物的磁性 77

第四节 混配配合物的形成及其生物意义 79

一、混配配合物的形成及其影响因素 80

二、混配配合物的生物意义 84

参考文献 86

第一节 天然氧载体 87

第四章 氧载体 87

一、卟啉 88

二、血红蛋白和肌红蛋白 93

三、蚯蚓血红蛋白 103

四、血蓝蛋白 104

五、血钒蛋白 105

第二节 氧载体的模型化合物 106

一、氧载体模型化合物研究概况 106

二、钴(Ⅱ)氧载体 107

三、铁(Ⅱ)氧载体 114

四、Vaska型氧载体 121

五、铜(Ⅰ)氧载体 123

六、人造载氧血液 124

参考文献 125

一、分子氧及其活化 126

第五章 生物氧化还原反应中的金属蛋白和金属酶 126

第一节 生物体的氧化还原反应 126

二、生物氧化还原作用的类型 130

三、氧化还原酶的分类及其催化的反应 131

四、呼吸链与电子传递体 134

五、生物体内的氧化还原电位 136

第二节 血红素蛋白 137

一、细胞色素 138

二、细胞色素P450(简称P450) 144

三、过氧化物酶和过氧化氢酶 150

第三节 铁蛋白与铁传递蛋白 153

一、铁蛋白 153

二、铁传递蛋白 154

第四节 铁硫蛋白 156

一、Fe(Cys)4蛋白--红氧还蛋白 157

二、Fe2S2(Cys)4蛋白--植物型铁氧还蛋白 158

三、Fe4S4(Cys)4蛋白--高电位铁硫蛋白和细菌型铁氧还蛋白 160

四、含Fe3Sx簇的铁硫蛋白 163

五、铁硫蛋白模型物研究 163

第五节 铜蛋白 165

一、铜蛋白中三种类型的铜 166

二、质体蓝素--Ⅰ型铜蛋白 167

三、牛超氧化物歧化酶--Ⅰ型铜蛋白 168

四、漆酶--含Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ型铜的铜蛋白 170

第六节 维生素B12和B12辅酶 171

一、维生素P12及其衍生物的结构 171

二、钴胺素的性质与功能 173

三、模型物研究 177

第七节 钼酶 179

二、醛氧化酶 180

一、黄嘌呤氧化酶 180

三、硝酸盐还原酶 181

四、亚硫酸盐氧化酶 181

参考文献 181

第六章 固氮作用及其化学模拟 183

第一节 固氮酶 183

一、固氮微生物 183

二、固氮酶催化的反应 184

三、固氮酶的组成 184

四、铁钼辅基结构的研究 186

五、固氮酶作用机理的研究 188

第二节 双氮过渡金属配合物 191

一、氮分子的不活泼性 192

三、配位氮分子活化 193

二、双氮配合物成键方式 193

四、配位氮分子的反应活性 195

第三节 固氮酶模拟 196

一、铝铁硫原子簇化合物的研究 197

二、其他模拟体系的研究 199

第四节 氮循环的生物无机化学 200

一、硝化作用 201

二、硝酸盐的还原作用 202

参考文献 204

第七章 光合作用及其化学模拟 205

第一节 光合作用的生物无机化学 205

一、光合色素 206

二、光合作用中的电子传递和两个光合系统 208

三、光合放氧 210

四、光合磷酸化 214

第二节 叶绿素a的结构与功能 215

五、光解水放氢 215

一、叶绿素a的分子结构 216

二、叶绿素a在活体内存在的状态 216

三、叶绿素a的功能 218

第三节 氢酶 219

一、氢酶的结构 220

二、氢酶的催化功能 220

三、氢酶的氧敏感性 222

第四节 光合作用的化学模拟 222

一、阳光分解水制氢的简略分析 222

二、阳光光敏电荷转移配合物的结构与功能 224

三、阳光分解水制氢的复合均相催化体系 228

参考文献 230

一、水解酶 231

第八章 催化水解反应的金属酶 231

第一节 概述 231

二、水解金属酶研究中的过渡金属离子探针 233

第二节 羧肽酶 236

一、羧肽酶A 236

二、其他羧肽酶 244

第三节 碳酸酐酶 245

一、碳酸酐酶的组成、结构和功能 246

二、碳酸酐酶的催化机理 249

第四节 其他水解金属酶 252

一、亮氨酸氨肽酶 252

二、嗜热菌蛋白酶 252

三、碱性磷酸酯酶 254

四、Na+,K+-ATP酶 255

参考文献 257

第九章 生物体中的碱金属和碱土金属及其跨膜运送 258

第一节 碱金属和碱土金属在生物体内的分布与功能 258

第二节 生物膜 259

一、生物膜的化学组成 260

二、生物膜的结构 263

第三节 离子通过膜的运送 264

一、离子跨膜运送的方式 264

二、钠泵 266

三、钙泵 267

四、钠钙交换 268

第四节 天然离子载体 268

一、环状离子载体 268

二、链状离子载体 273

三、通道载体 275

一、冠醚 277

第五节 合成离子载体 277

二、穴醚 281

三、链状多齿配体 283

第六节 钙结合蛋白 285

一、钙调蛋白的结构 285

二、钙调蛋白在细胞代谢中的调控作用 290

三、其他钙结合蛋白 292

参考文献 294

第十章 环境、金属与人类健康 295

第一节 生物体与环境 295

一、生物圈与食物链 295

二、环境与生物体的元素组成 296

三、生物富集 297

一、吸收 299

第二节 生物体内微量元素的代谢 299

二、分布 300

三、生物化学转化 301

四、排泄 302

第三节 微量元素的体内平衡与金属中毒 303

一、微量元素摄入量对人体健康的影响 303

二、金属中毒的一般机理 304

三、生物体对金属毒害的某些防护机制 305

四、体内金属浓度的控制 306

五、几种常用的金属中毒解毒剂 307

第四节 金属硫蛋白 311

一、金属硫蛋白的结构 311

二、金属硫蛋白的生物合成与生理功能 318

一、汞 319

第五节 工业污染金属元素 319

二、镉 321

三、铅 322

第六节 铂配合物抗癌药 323

一、铂配合物抗癌活性与结构的关系 323

二、顺铂抗癌作用的机理 325

第七节 硒与人类健康 329

一、硒--人体的必需元素 329

二、含硒的谷胱甘肽过氧化物酶 331

参考文献 332

第十一章 金属蛋白和金属酶的结构分析 334

第一节 概述 334

一、电子跃迁的类型 336

二、电子吸收光谱的分析和应用 336

第二节 电子吸收光谱法 336

第三节 红外光谱法 341

一、金属蛋白和金属酶红外光谱研究的特点 342

二、红外光谱在金属蛋白和金属酶结构研究中的应用 344

第四节 旋光色散与圆二色性法 347

一、旋光色散和圆二色性与金属配合物 347

二、金属蛋白和金属酶的旋光色散与圆二色性及其应用 351

第五节 高分辨率核磁共振谱法 354

第六节 金属蛋白的顺磁性金属中心及其环境的研究 356

第七节 铁蛋白的穆斯堡尔谱研究 361

第八节 金属蛋白和金属酶的X射线晶体结构测定 363

第九节 外延X射线吸收精细结构谱测定金属蛋白的结构 365

参考文献 370

索引 371