生物途徑的有機化學

前言

如果把1687年牛頓發(fā)表“自然哲學的數(shù)學原理”的那一天作為近代科學的誕生日，僅300多年中，知識以正反饋效應快速增長：知識產(chǎn)生更多的知識，力量導致更大的力量。特別是20世紀的科學技術對自然界的改造特別強勁，發(fā)展的速度空前迅速。在科學技術的各個領域中，化學與人類的日常生活關系最為密切，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生的影響也特別巨大。從合成DDT開始的化學農(nóng)藥和從合成氨開始的化學肥料，把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)推到了前所未有的高度，以至人們把20世紀稱為“化學農(nóng)業(yè)時代”。不斷發(fā)明出的種類繁多的化學材料極大地改善了人類的生活，使材料科學成為了20世紀的一個主流科技領域。化學家們對在分子層次上的物質結構和“態(tài)一態(tài)化學”、單分子化學等基元化學過程的認識也隨著可利用的技術工具的迅速增多而快速深入。也應看到，化學雖然創(chuàng)造了大量人類需要的新物質，但是在許多場合中卻未有效地利用資源，而且產(chǎn)生了大量排放物造成嚴重的環(huán)境污染。以至于目前有不少人把化學化工與環(huán)境污染聯(lián)系在一起。在21世紀開始之時，化學正在兩個方向上迅速發(fā)展。一是在20世紀迅速發(fā)展的慣性驅動下繼續(xù)沿各個有強大生命力的方向發(fā)展；二是全方位的“綠色化”，即使整個化學從“粗放型”向“集約型”轉變，既滿足人們的需求，又維持生態(tài)平衡和保護環(huán)境。為了在一定程度上幫助讀者熟悉現(xiàn)代化學一些重要領域的現(xiàn)狀，科學出版社組織編輯出版了這套《現(xiàn)代化學基礎叢書》。叢書以無機化學、分析化學、物理化學、有機化學和高分子化學五個二級學科為主，介紹這些學科領域目前發(fā)展的重點和熱點，并兼顧學科覆蓋的全面性。叢書計劃為有關的科技人員、教育工作者和高等院校研究生、高年級學生提供一套較高水平的讀物，希望能為化學在新世紀的發(fā)展起積極的推動作用。

內容概要

　　《生物途徑的有機化學》由美國著名學者John E．McMurry和Tadhg P．BeSley合寫，對于生命體系化學過程中的分子邏輯提供了一個新穎和權威的闡釋，是學習和研究化學生物學這一嶄新領域的必備書。全書共分8個部分，以簡潔的形式闡述了脂質、碳水化合物、氨基酸和核苷酸代謝過程所涉及的有機小分子，并解釋了代謝轉化過程中的有機化學。內容組織以代謝途徑為主，以有機反應類型為輔，使讀者能夠深人理解生命中的有機分子是如何和為什么進行一步一步變化和相互轉換的；在對生命體系奧妙驚嘆的同時，對于有機化學的認識也有所升華，使讀者不自覺地步人化學生物學領域。　　《生物途徑的有機化學》編寫風格獨特，取材新穎；內容循序漸進，又能把握前沿，理論和實踐緊密結合；圖文并茂，便于教學；并為化學生物學的許多方面提供了堅實的基礎?！　　渡锿緩降挠袡C化學》可作為對生命化學感興趣的讀者或者學者的權威資料，可以開闊化學生物學領域初學者的視野并激發(fā)其研究興趣；也可作為高年級本科生、研究生的優(yōu)秀教材以及從事化學生物學專業(yè)教師、科研人員的參考書。

作者簡介

作者：(美國)麥克默里(John E.McMurry) (美國)Tadhg P.Begley 譯者：盧忠林 何蘭 張焜John E.McMurry獲得了哈佛大學學士學位和哥倫比亞大學博士學位。McMljrry博士是美國科學前沿協(xié)會和A1fred P.Sloan研究基金會的資深會員。他獲得了很多獎勵，包括National Institutes of Health的事業(yè)成就獎、亞歷山大.馮。洪堡高級科學家獎和馬普學會研究獎。除了本書《生物途徑的有機化學》之外，他還是《有機化學》、《基礎有機化學》和《化學》（與Robert Fay合著）的作者。Tadhg P.Begley獲得了愛爾蘭國立大學學士學位，加利福尼亞州技術研究所（CIT）博士學位。Begley博士是許多獎項的獲得者，其中包括默克職業(yè)發(fā)展獎、CamillC-Htenry Dreyfus教師一學者獎。他的課題小組使用有機化學的規(guī)則和技術，研究維生素生物合成過程中復雜的有機轉化。除了《生物途徑的有機化學》之外，Begley博士還撰寫了《輔酶的生物合成：反應機理展望》。

書籍目錄

《現(xiàn)代化學基礎叢書》序作者簡介評閱者及學生評閱者序前言譯者的話第1章 生物化學中的基本反應機理1.1 生物化學中的官能團1.2 酸和堿親電試劑和親核試劑布倫斯臺德-洛里酸堿路易斯酸堿親電試劑和親核試劑1.3 親電加成反應機理1.4 親核取代反應機理1.5 羰基親核加成反應機理親核加成醇的生成亞胺(席夫堿)的生成縮醛化共軛(1，4)親核加成1.6 酰基親核取代反應機理1.7 羰基縮合反應機理1.8 消去反應機理1.9 氧化和還原反應習題第2章 生物分子2.1 手性和生物化學對映體非對映異構體，差向異構體和內消旋化合物前手性2.2 生物分子：脂質三酰甘油其他脂質：類萜、類固醇和前列腺素2.3 生物分子：碳水化合物碳水化合物的立體化學單糖異頭物二糖和多糖脫氧糖和氨基糖2.4 生物分子：氨基酸、肽和蛋白質氨基酸肽和蛋白質2.5 生物分子：核酸DNA：脫氧核糖核酸RNA：核糖核酸2.6 生物分子：酶、輔酶以及串聯(lián)反應酶輔酶串聯(lián)反應和高能化合物習題第3章 脂質代謝3.1 三酰甘油的消化與轉移三酰甘油的水解可視化酶結構的簡要描述三酰甘油的再合成3.2 三酰甘油的分解代謝：甘油的去向3.3 三酰甘油的分解代謝：脂肪酸的氧化3.4 脂肪酸的生物合成3.5 萜類化合物的合成甲羥戊酸途徑到異戊烯基二磷酸由脫氧木酮糖磷酸到異戊烯基二磷酸異戊烯基二磷酸到萜類化合物的轉化3.6 類固醇的生物合成法呢基二磷酸到角鯊烯的轉化角鯊烯到羊毛甾醇的轉化參考文獻習題第4章 碳水化合物代謝4.1 復雜碳水化合物的消化與水解4.2 葡萄糖的分解代謝：糖酵解4.3 丙酮酸轉化將丙酮酸轉化為乳酸將丙酮酸轉化為乙醇將丙酮酸轉化為乙酰輔酶A4.4 檸檬酸循環(huán)4.5 葡萄糖的生物合成：糖異生作用4.6 戊糖磷酸代謝途徑4.7 光合作用：戊糖磷酸的還原循環(huán)參考文獻習題第5章 氨基酸代謝5.1 氨基酸的脫氨化氨基酸的轉氨化谷氨酸的氧化脫氨5.2 尿素循環(huán)5.3 氨基酸碳鏈的分解代謝丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸、半胱氨酸、蘇氨酸和色氨酸關于含鐵絡合物氧化態(tài)的簡要概述關于PLP反應的簡要描述天冬酰胺與天冬氨酸谷氨酰胺、谷氨酸、精氨酸、組氨酸與脯氨酸纈氨酸、異亮氨酸與亮氨酸甲硫氨酸賴氨酸苯丙氨酸與酪氨酸5.4 非必需氨基酸的生物合成丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、精氨酸與脯氨酸絲氨酸、半胱氨酸與甘氨酸5.5 必需氨基酸的生物合成賴氨酸、甲硫氨酸與蘇氨酸異亮氨酸、纈氨酸與亮氨酸色氨酸、苯丙氨酸與酪氨酸組氨酸參考文獻習題第6章 核苷酸代謝6.1 核苷酸分解代謝嘧啶：胞苷、尿苷和胸苷嘌呤：腺苷和鳥苷6.2 嘧啶核糖核苷酸的生物合成尿苷單磷酸胞苷三磷酸6.3 嘌呤核苷酸的生物合成肌苷酸腺苷單磷酸和鳥苷單磷酸6.4 脫氧核糖核苷酸的生物合成脫氧腺苷、脫氧鳥苷、脫氧胞苷和脫氧尿苷二磷酸胸苷單磷酸參考文獻習題第7章 一些天然產(chǎn)物的生物合成7.1 青霉素與頭孢菌素的生物合成青霉素異青霉素N頭孢菌素7.2 嗎啡的生物合成7.3 前列腺素和其他類二十烷酸的生物合成7.4 紅霉素的生物合成7.5 輔酶B12和其他四吡咯化合物的生物合成尿卟啉原Ⅲ血紅素輔酶維生素B12參考文獻習題第8章 生物化學轉化總攬水解，酯化，硫酯化及酰胺化反應羰基縮合反應羧化和脫羧反應氨化和脫氨化反應C1轉移反應重排反府……附錄A附錄B附錄C附錄D

章節(jié)摘錄

插圖：水解，酯化，硫酯化及酰胺化反應羰基縮合反應羧化和脫羧反應氨化和脫氨化反應C1轉移反應重排反應異構化和差向異構化反應羰基化合物的氧化與還原反應通過金屬配合物的羥基化反應和其他氧化反應在撰寫本書時，我們選擇以生物途徑而不是以化學轉化類型或者反應機理來組織我們的內容。其原因就是我們相信，當從一個整體角度觀察這些生物化學轉換，而不是將它們孤立開來的時候，我們就很容易理解它們?yōu)槭裁词沁@樣發(fā)生而不是那樣發(fā)生。雖然現(xiàn)在我們已經(jīng)討論了幾乎所有的基本生物化學轉化實例，但有必要回過頭來將這些轉化按照化學反應類型進行總結。采用這種方式，當遇見不熟悉的途徑或者生物合成中一個類似的基本轉化時，就會明白可能的反應機理是什么。水解，酯化，硫酯化及酰胺化反應酰胺和酯的水解反應有好幾種機理，但是最普遍的機理，就是通過氨基酸殘基三組分體系催化形成酰基酶中間體。在酶中，絲氨酸殘基與酯和酰胺發(fā)生親核?；〈又；鸽S后被水解。甘油三酯水解就是一個例子，它已經(jīng)在3，1節(jié)討論過，并如圖3，1所示。由醇形成酯有幾種機理，常常涉及一個硫酯中間體。3，1節(jié)討論過的酰基甘油生物合成就是一個例子。伯酰胺化合物，通常是由?；佘账岷王；姿釋Π边M行親核?；〈磻纬傻?，氨來自于谷氨酰胺水解。天冬酰胺和谷氨酰胺的生物合成就是例證（5，4節(jié)）。仲酰胺化合物的合成也是類似的。

編輯推薦

《生物途徑的有機化學》給人耳目一新的感覺！它從代謝途徑出發(fā)，通過闡釋新陳代謝中相關的有機化學反應和分子邏輯關系，讓人在對復雜而又精致的生命體系代謝途徑發(fā)出慨嘆的同時，對涉及化學轉換的認識和理解不斷深入，在不知不覺中進入化學生物學的新天地。

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