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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A236

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