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第1章 分子和生命1

分子模型1

空间、时间和能量2

本书的设计4

第一篇 构象和动力学8

第2章 蛋白质的结构和功能导论8

蛋白质由氨基酸构成9

补充二十种基本氨基酸的特殊氨基酸12

氨基酸通过肽键相联形成多肽链12

一个或几个多肽链组成蛋白质13

蛋白质可以通过各种方法予以提纯13

蛋白质具有为基因所规定的唯一氨基酸顺序15

测定氨基酸顺序的实验方法15

多肽链的构象19

周期性结构：α螺旋、β折叠片和胶原螺旋20

蛋白质建筑中的结构层次23

多肽链可以通过β转折扭转走向23

氨基酸顺序规定三维结构24

蛋白质通过α螺旋和β线段的缔合进行折叠26

概要27

附录：酸-碱概念28

习题30

第3章 氧的运载体：肌红蛋白和血红蛋白32

氧与一个血红素辅基结合32

x射线晶体学在原子水平上揭示三维结构33

x射线研究肌红蛋白的步骤35

肌红蛋白有紧密的结构和高含量的α螺旋37

肌红蛋白中的氧结合部位38

血红素的受阻环境对可逆氧合作用提必要的40

远侧组氨酸的存在使一氧化碳的结合减少40

肌红蛋白的结构在溶液中和晶态中很相似41

非极性相互作用对稳定肌红蛋白的构象很重要42

松散的肌红蛋白能自发地重新折叠成活性的分子42

血红蛋白的x射线分析43

血红蛋白由四个肽链组成43

血红蛋白的四级结构44

血红蛋白的α链和β链与肌红蛋白十分相似44

氨基酸顺序中的关键性残基45

血红蛋白：进化中向前迈出的一步46

概要46

习题47

第4章 血红蛋白：一种变构蛋白质49

肌红蛋白和血红蛋白之间功能的差异49

氧与血红蛋白的结合是协作的49

血红蛋白协作结合氧促进氧的运载52

H+和CO2促进CO2的脱去(波尔效应)52

DPG降低氧亲和性53

DPG的临床意义53

胎儿血红蛋白对氧的亲和性高54

变构效应起源于亚基之间的相互作用55

氧合后血红蛋白的四级结构显著变化55

脱氧血红蛋白受不同肽链之间的盐键所约束56

铁原子在氧合作用中移入卟啉平面中57

铁原子的运动通过邻接组氨酸传递到其它亚基57

氧协作结合的机理58

DPG通过交联脱氧血红蛋白降低氧的亲和性59

CO2与血红蛋白的末端氨基结合并降低其氧亲的性60

波尔(Bohr)效应的机理60

蛋白质分子的内部通讯62

概要62

习题63

第5章 分子病：镰刀形红细胞贫血症66

镰刀形细胞贫血是一种遗传的慢性溶血性疾病66

脱氧镰刀形血红蛋白的溶解度低得反常66

血红蛋白S具有异常的电泳迁移率67

指纹法：检测镰刀形血红蛋白中改换了的氨基酸68

β链中的一个氨基酸被改换69

镰刀形血红蛋白在它表面上有粘斑69

脱氧血红蛋白S形成细长的螺旋纤维70

纤维形成速率与脱氧血红蛋白S的浓度密切相关71

镰刀形基因的高发生率是由于抗疟的保护作用引起的72

抗镰刀化药物的设计思想72

血红蛋白的分子病理学73

血红蛋白M：活性部位突变73

血红素口袋中极性基团阻碍血红素的结合74

某些突变由于改变了三级结构而产生了不稳定的血红蛋白74

概要75

发现突变种血红蛋白所造成的影响75

变构相互作用在某些亚基界面突变种中受到了损害75

习题76

第6章 酶的引论78

酶具有巨大的催化能力78

酶是高度专一的78

有些酶的活性是被调节的79

酶转换能量的形式80

生成一个酶-底物复合体是酶催化过程的第一步81

酶并不改变反应的平衡81

酶降低受其催化的反应的活化能81

活性部位的一些特点82

说明许多酶的动力学性质的米凯利斯-门顿模型83

Vmax和KM可以通过改变底物浓度来测定85

KM和Vmax值的重要意义86

酶催化过程中的动力学完整性：Kcat/KM判据87

酶可以受特定分子抑制88

竞争性和非竞争性抑制在动力学上可以区别的89

通过竞争性抑制治疗乙二醇中毒90

变构酶并不遵循米凯利斯-门顿动力学91

变构相互作用的协同模型91

变构相互作用的循序模型93

酶-底物复合体中的静电键、氢键和范德瓦耳键94

带电的底物能与酶上带相反电荷的基团相结合94

底物通过精确定向的氢键与酶结合94

在有立体互补性时范氏相互作用起重要作用96

蛋白质富有结合氢键的能力96

水在生物学上的重要性质是它的极性和内聚性97

水减弱了极性相互作用98

疏水性相互作用：非极性基团在水中倾向缔合98

概要99

习题100

第7章 酶作用的机制：溶菌酶和羧肽酶102

溶菌酶裂解细菌的细胞壁102

溶菌酶的三维结构103

寻找溶菌酶中的活性部位105

竞争性抑制剂结合的方式106

从结构到酶的作用机制106

正碳离子中间物对催化作用十分关键109

实验支持提出的机制111

羧肽酶A：一个含锌的蛋白水解酶113

底物的结合在羧肽酶A的活性部位上引起较大的结构变化114

电子应变加速了羧肽酶A进行的催化作用115

习题117

概要117

第8章 酶原活化：消化酶和凝块因子119

糜蛋白酶原通过特定的单一肽键的裂解而被活化119

糜蛋白酶的三维结构120

糜蛋白酶对芳香族和大块的非极性侧链的专一性121

部分底物在催化过程中共价结合到糜蛋白酶上122

酰基与酶上一个特别活泼的丝氨酸残基连接起来123

通过亲和标记论证组氨酸57的催化作用124

电荷接力网络在催化中起着穿梭运输质子的作用125

糜蛋白酶包含一个能结合芳香族侧链的深口袋125

催化作用形成的短暂四面体中间物126

酶原活化的机制127

胰蛋白酶和弹性蛋白酶：同一主题下的差异128

胰腺胰蛋白酶抑制剂与胰蛋白酶的活性部位结合得很紧130

丝氨酸蛋白酶的趋异进化和趋同进化130

丝氨酸、锌、硫醇和羧基蛋白酶是蛋白水解酶的几个大家族131

胰酶原的激活过程是协调的131

酶原的过早激活(如在胰腺炎中那样)可以是致命的131

一连串酶原激活过程造成凝块132

形成凝块需要两种酶途径的交互作用132

血纤维蛋白原通过凝血酶转化成血纤维凝块133

血纤维蛋白单体自发地形成纤维133

血纤维凝块为共价交联所强化134

凝血酶是胰蛋白酶的同系物134

合成凝血酶原需要维生素K135

磷脂表面上的凝血酶原为Xa因子所活化136

血友病和其他出血失控揭示了凝块的最早几步137

凝血的内途径138

凝血的外途径138

控制凝血：一个挑战性的问题139

概要140

习题140

原胶原是胶原的基本结构单位142

第9章 结缔组织蛋白：胶原、弹性蛋白和蛋白多糖142

胶原具有不寻常的氨基酸组成和顺序143

某些脯氨酸和赖氨酸残基被羟基化143

糖连在羟基赖氨酸残基上144

原胶原是一个三股的螺旋杆144

甘氨酸由于小而成为必不可少146

胶原螺旋的稳定性取决于协同相互作用147

羟化不完全是坏血病中的一个生物化学损伤148

前体链上增添的肽段是被酶切除的149

溶胶原是胶原的生物合成前体149

胶原纤维是互相错开的原胶原分子形成的阵列150

溶胶原肽酶控制纤维的生成151

胶原纤维通过交联而加固151

胶原酶是专一地降解胶原的酶153

弹性蛋白是弹性纤维中的橡胶状蛋白质154

蛋白多糖形成结缔组织的基础物质155

概要156

习题157

第10章 生物膜引论158

生物膜的共同特征159

磷脂是主要的膜脂类159

许多膜也含有糖脂和胆固醇161

磷脂类和糖脂类容易形成双层162

脂类双层是非共价的协同结构163

脂类双层对离子和大多数极性分子是高度不通透的164

蛋白质实现大多数膜过程165

功能性膜系统能从纯化组分中重组166

有些膜蛋白深埋在脂类双层中166

红细胞膜中含有各种周围蛋白和本体蛋白168

负离子通道和血型糖蛋白贯穿红细胞膜169

碳水化合物单位定位在质膜的细胞外侧170

脂类和许多膜蛋白在膜平面中扩散得很快171

生物膜的流动镶嵌模型173

膜是不对称的173

膜蛋白并不从双层的一侧转到另一侧173

膜流动性由脂肪酸组成和胆固醇含量控制174

电子显微照片中可以重建膜的三维象175

概要176

习题176

第二篇 代谢能量的产生和贮藏179

第11章 代谢：基本概念和设计179

自由能是生物化学中最有用的热力学函数179

反应的标准自由能变化及其与平衡常数的关系180

热力学上一个不利的反应可由一有利的反应推动182

ATP是生物体系中自由能的通用货币182

ATP不断形成又不断消耗183

ATP具有较高的基团转移潜势的结构基础184

ATP的水解使偶联反应的平衡偏移108倍185

NADH和FADH2是燃料分子氧化作用中主要电子载体186

NADPH是还原性生物合成中主要的电子供体187

辅酶A是酰基的普遍的载体188

大多数水溶性维生素是辅酶的组分189

从食物中汲取能量的各个阶段190

代谢过程是由各种机理所调节的191

概要192

习题193

第12章 糖酵解195

单糖的命名和构象195

关键性的结构和反应一览197

由葡萄糖形成果糖1，6-二磷酸199

通过裂解和异构化形成甘油醛3-磷酸201

能量守恒：磷酸化作用与甘油醛3-磷酸的氧化相偶联201

由1，3-DPG形成ATP202

丙酮酸的形成和第二个ATP的产生202

葡萄糖转变为丙酮酸的能量产量203

磷酸果糖激酶是控制糖酵解的关键性酶205

丙酮酸能被转化为乙醇、乳酸和乙酰CoA206

许多脱氢酶中NAD+的结合部位都是非常相似的207

葡萄糖引起己糖激酶构象发生很大变化208

醛缩酶与二羟丙酮磷酸形成希夫碱209

甘油醛3-磷酸的氧化作用形成硫酯210

砷酸盐(磷酸盐的类似物)起解联剂的作用211

烯醇磷酸酯具有高的基团转移潜势212

氧转运的调节剂--2，3-DPG的代谢212

红细胞中糖酵解的缺陷会改变氧的转运214

概要214

附录：某些糖的立体化学关系215

习题216

第13章 柠檬酸循环217

由丙酮酸形成乙酰辅酶A217

柠檬酸循环概貌217

草酰乙酸与乙酰辅酶A缩合形成柠檬酸218

柠檬酸异构化为异柠檬酸218

异柠檬酸被氧化并脱羧形成α-酮戊二酸218

从琥珀酰辅酶A产生一个高能磷酸键219

α-酮戊二酸的氧化性脱羧形成琥珀酰辅酶A219

琥珀酸的氧化再产生草酰乙酸220

柠檬酸循环的化学计算220

丙酮酸脱氢酶复合物：有组织的酶集合体222

另一种多酶体系：α-酮戊二酸脱氢酶复合物226

硫胺素的缺乏引起脚气病226

对称的分子可能以不对称的方式起反应227

NAD+-脱氢酶使氢发生立体结构上专一的转移228

致死的合成：氟乙酸转变为氟柠檬酸229

柠檬酸循环是生物合成前体的来源230

丙酮酸脱氢酶复合物的控制230

柠檬酸循环的控制231

克雷布斯对于柠檬酸循环的发现231

概要232

附录：手性的RS表示法233

习题234

氧化磷酸化发生在线粒体中235

第14章 氧化磷酸化作用235

氧化还原电势和自由能的变化236

呼吸链的范围是1.14伏，相当于53千卡237

黄素、铁硫、醌和血红素基团把电子从NADH带到O2238

氧化作用和磷酸化作用由质子梯度偶联起来241

在三个部位产生质子梯度242

质子由取向不对称的横穿膜的复合物泵出243

质子经过一质子通道流回间质即有ATP合成244

来自细胞质中NADH的电子通过甘油磷酸穿梭而进入线粒体245

ADP进入线粒体需要ATP出来246

线粒体含有许多转运离子和代谢物的体系247

葡萄糖完全氧化产生36个ATP247

氧化磷酸化的速率决定于对ATP的需要248

二硝基苯酚使质子梯度消失从而使氧化磷酸化解联248

细胞色素c的三维结构249

细胞色素c与其还原酶和氧化酶的相互作用250

细胞色素c的构象十亿年来基本未变250

由质子梯度进行动力的传送：生物力能学中的一个中心课题251

习题252

概要252

第15章 戊糖磷酸途径和葡糖异生作用254

戊糖磷酸途径产生NADPH并合成五碳的糖类254

葡萄糖6-磷酸转变为核酮糖5-磷酸时产生2NADPH254

核酮糖5-磷酸通过烯二醇中间产物异构化为核糖5-磷酸255

戊糖磷酸途径和糖醇解由转酮醇酶和转醛醇酶联系起来255

戊糖磷酸途径的速率由NADP+的水平控制257

葡萄糖6-磷酸的去向决定于对NADPH、核糖5-磷酸和ATP的需要量258

戊糖磷酸途径在脂肪组织中比在肌肉中活跃得多259

转酮醇酶的辅基TPP传递活化的醛类260

不能与TPP结合的转酮醇酶能引起精神病261

转醛醇酶以希夫碱的形式携带活化的二羟丙酮261

葡萄糖6-碳酸脱氢酶的缺乏引起一种由药物诱发的溶血性贫血262

谷胱甘肽还原酶通过FAD把电子从NADPH传递给氧化型谷胱甘肽263

葡萄糖可由非糖的前体合成264

葡糖异生并非糖酵解的逆转265

生物素是活化的CO2的可移动的载体266

丙酮酸羧化酶为乙酰CoA所活化267

草酰乙酸通过穿梭进入细胞溶质并转变为磷酸烯醇式丙酮酸267

从丙酮酸合成葡萄糖消耗六个高能磷酸键268

葡糖异生和糖酵解互相调节268

底物循环放大代谢信号并产生热268

收缩的肌肉所产生的乳酸被肝脏转变为葡萄糖269

概要270

习题271

第16章 糖原和双糖代谢272

磷酸化酶催化糖原磷酸解为葡萄糖1-磷酸的作用273

糖原的分解还需要脱支酶274

磷酸葡萄糖变位酶把葡萄糖1-磷酸转变为葡萄糖6-磷酸275

肝脏含有葡萄糖6-磷酸酶--肌肉中没有的水解酶276

糖原通过不同途径合成和降解276

UDP-葡萄糖是葡萄糖的一种活化形式276

糖原合成酶催化葡萄糖从UDP-葡萄糖转移到生长中的链上277

环AMP是糖原合成和分解的协调控制中心278

分枝酶形成α-1，6键278

糖原是葡萄糖的非常有效的贮藏形式278

磷酸化酶的活化是由于一个专一的丝氨酸残基被磷酸化279

糖原磷酸化酶的三维结构280

磷酸化酶激酶也被磷酸化作用所活化282

糖原合成酶由于一特殊的丝氨酸残基被磷酸化而失活282

一套级联反应控制着糖原合成酶和磷酸化酶的磷酸化作用283

磷酸酶使激酶的调节效应逆转283

一系列级联反应放大了激素的信号284

肝脏中的糖原代谢调节血糖水平284

已知多种由遗传决定的糖原贮藏疾病285

淀粉是植物的贮藏多糖286

麦芽糖、蔗糖和乳糖是常见的双糖286

乳糖的合成由一种修饰性亚基控制287

大多数成年人不能忍受奶，因为缺乏乳糖酶287

果糖和半乳糖进入糖酵解的入口处288

概要289

假若没有转移酶，半乳糖的毒性就非常高289

习题290

第17章 脂肪酸代谢291

脂肪酸的命名291

脂肪酸的链长和不饱和程度都不同291

三酰基甘油类是高度密集的能量贮库292

三酰基甘油被环AMP所调节的脂肪酶水解293

脂肪酸通过相继除去二碳单位而降解293

被氧化前脂肪酸先与辅酰A联结294

内碱携带活化的长链脂肪酸进入线粒体间质295

脂肪酸氧化的每一轮都产生乙酰CoA,NADH和FADH2296

软脂酸的完全氧化产生129个ATP298

不饱和脂肪酸的氧化需要异构酶和差向异构酶298

最后的硫解一步中奇数链脂肪酸产生丙酰辅酶A299

假若脂肪分解占优势就由乙酰CoA形成酮体299

乙酰乙酸是某些组织中的主要燃料300

丙二酰辅酶A的形成是脂肪酸合成的关键步骤301

脂肪酸通过不同途径合成和降解301

动物不能将脂肪酸转变为葡萄糖301

脂肪酸合成的中间产物都连在一个ACP上303

脂肪酸合成中的延长循环304

脂肪酸合成的化学计算305

真核生物体内脂肪酸是由一多酶复合物合成的306

柠檬酸将乙酰基从线粒体带到细胞溶质中以用于脂肪酸的合成307

脂肪酸合成所用NADPH的来源307

辅助的酶体系实现脂肪酸的延长和去饱和化308

脂肪酸合成的控制308

概要308

习题309

第18章 氨基酸降解和脲循环311

α-氨基通过谷氨酸的氧化性脱氨而转变成铵离子311

转氨酶的辅基吡哆醛磷酸形成希夫碱型中间产物312

丝氨酸和苏氨酸能直接脱氨314

大多数陆生脊椎动物体内NH4+转换为脲并排出体外314

遗传性的脲循环酶的缺陷引起高氨血316

脲循环与柠檬酸循环相连316

已降解的氨基酸中碳原子的命运317

C3族：丙氨酸、丝氨酸和半胱氨酸转变为丙酮酸317

C4族：天冬氨酸和天冬酰胺转变为草酰乙酸318

C5族：几种氨基酸通过谷氨酸转变为α-酮戊二酸318

琥珀酰辅酶A是某些氨基酸的入口处319

钴胺素(维生素B12)酶催化重排反应和甲基化反应320

亮氨酸降解为乙酰CoA和乙酰乙酰CoA322

已知几种甲丙二酰辅酶A代谢的遗传性缺陷322

在恶性贫血中钴胺素的吸收受阻322

苯丙氨酸和酪氨酸被加氧酶降解为乙酰乙酸和延胡索酸324

加罗德关于代谢的先天性缺陷的发现325

苯丙氨酸羟基化作用的阻断导致严重的智力发展迟滞325

概要326

习题327

第19章 光合作用329

光合作用基本方程式的发现329

光合作用的原初过程发生在一有高度组织的膜系统中331

叶绿素是接受光的分子331

光合单位：光子汇集到作用中心内332

光合作用中所放出的氧来自水333

希尔反应：照光的叶绿体释放氧并还原人工的电子受体333

光合作用需要两种光系统的相互作用334

两个光系统的作用334

光系统Ⅰ通过还原态的铁氧还蛋白而产生NADPH335

光系统Ⅱ产生一分解水的强氧化剂336

电子从光系统Ⅱ流向光系统Ⅰ时的形成质子梯度336

通过光系统Ⅰ的循环电子流也能形成ATP337

跨过类囊体膜的质子梯度推动ATP的合成338

用放射性标记法阐明碳的途径339

CO2与核酮糖二磷酸反应形成两个磷酸甘油酸339

果糖6-磷酸的形成和核酮糖1，5-二磷酸的再生340

三个ATP和两个NADPH使CO2达到六碳糖的水平341

卡尔文循环的调节342

热带植物有C4途径，它由于浓缩C02而加速光合作用342

乙醇酸是光呼吸的主要底物343

盐细菌的紫膜蛋白泵入质子以合成ATP344

概要345

习题346

第三篇 大分子前体的生物合成349

第20章 膜脂和甾类激素的生物合成349

磷脂酸是磷酸甘油酯合成和三酰基甘油合成的中间产物349

CDP-二酰基甘油是磷酸甘油酯从头合成中的活化中间产物350

磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱可以从磷脂酰丝氨酸形成351

磷酸甘油酯也可以通过补救途径来合成351

已经分离了若干专一性的磷脂酶352

鞘脂类的基本结构单元神经酰胺的合成352

神经节苷酯是富含糖类的含酸性糖的鞘脂353

泰-萨二氏症：一种遗传性的神经节苷脂分解失调症353

胆固醇是从乙酰辅酶A合成的354

甲羟戊酸和鲨烯是胆固醇合成的中间产物355

异戊烯焦磷酸--胆固醇形成过程中的一个活化中间产物--的合成356

从异戊烯焦磷酸合成鲨烯357

环氧鲨烯环化成羊毛甾醇，羊毛甾醇再转化为胆固醇358

从胆固醇演变出来的胆汁盐促进脂类的消化359

肝脏中合成胆固醇的作用受食物中胆固醇的抑制360

胆固醇和其它脂类都由一系列的脂蛋白运往特殊的靶360

低密度脂蛋白受体在控制胆固醇代谢方面起关键性作用360

缺少LDL受体引起高胆固醇血症和过早发生的动脉粥样硬化362

甾类的命名法362

甾类激素是由胆固醇演化而来的363

甾类由利用NADPH和O2的单加氧酶羟化364

孕烯醇酮通过胆固醇的侧链裂解作用而形成364

黄体酮和类皮质激素的合成365

雄激素和雌激素的合成365

21-羟化酶缺乏症引起男性化和肾上腺增大366

维生素D通过光的作用从胆固醇演变而来367

五-碳单元可以相互连接，形成多种生物分子368

概要369

习题370

第21章 氨基酸和血红素的生物合成372

微生物利用ATP和一种强还原剂把N2转变为NH4+(372)NH4+经由谷氨酸和谷酰胺被同化进入氨基酸373

氨基酸是从柠檬酸循环和其它主要代谢中间产物合成的374

谷氨酸是谷酰胺和脯氨酸的前体376

丝氨酸由3-磷酸甘油酸合成376

四氢叶酸携带处于不同氧化水平的活化一碳单位377

S-腺苷甲硫氨酸是甲基的主要供体379

半胱氨酸是从丝氨酸和高半胱氨酸合成的380

莽草酸和分支酸是芳香氨基酸生物合成的中间产物381

组氨酸是从ATP，PRPP和谷酰胺合成的383

氨基酸的生物合成受反馈抑制的调节384

谷酰胺合成酶的活力受腺苷酰化作用的调整386

氨基酸是多种生物分子的前体388

卟啉是从甘氨酸和琥珀酰辅酶A合成的389

在某些遗传性的卟啉代谢紊乱症中有卟啉积累391

概要392

胆绿素和胆红素是血红素分解的中间产物392

习题393

第22章 核苷酸的生物合成394

碱基、核苷和核苷酸的命名法394

嘌呤环是从氨基酸、四氢叶酸衍生物和CO2合成的396

PRPP是核苷酸中核糖磷酸部分的供体396

嘌呤环在组装过程中与核糖磷酸相连接397

AMP和GMP是从IMP形成的398

嘌呤碱基可以通过利用PRPP的补救反应再循环399

AMP和GMP是嘌呤核苷酸生物合成的反馈抑制剂400

嘧啶环是由氨甲酰磷酸和天冬氨酸合成的401

乳清酸从PRPP获得核糖磷酸部分401

一条单一多肽链含有嘧啶生物合成的前三种酶402

核苷一磷酸、二磷酸和三磷酸可以相互转变402

UTP经胺化作用形成CTP403

嘧啶核苷酸生物合成受反馈抑制作用的调节403

天冬氨酸转氨甲酰酶由可被分开的催化亚基和调节亚基组成404

脱氧核苷酸由核糖核苷二磷酸经还原作用而合成405

脱氧胸苷酸由脱氧尿苷酸经甲基化作用而形成407

几种抗癌药物对封闭脱氧胸苷酸的合成408

ATP是NAD+，FAD和辅酶A的前体409

在人体内嘌呤降解成尿酸411

在某些生物体内尿酸进一步降解411

鸟类和陆生爬虫分泌尿酸而不分泌尿素，以便保存水412

嘧啶的降解412

尿酸形成过多是痛风的起因413

莱-纳二氏综合症：自残、智力迟钝和形成过量的尿酸414

概要415

习题416

第23章 代谢的整合417

代谢的战略：扼要重述417

代谢调节中重复出现的基本图案419

主要代谢途径和控制部位420

关键性的交叉点：葡糖6-磷酸、丙酮酸和乙酰CoA422

主要器官的代谢轮廓423

燃料代谢的激素调节剂426

血液葡萄糖的水平由肝缓冲427

长期饥饿下的代谢性适应使蛋白质降解减到最少428

大量存贮的脂肪使候鸟能长距离飞行429

概要430

第四篇 信息：遗传信息的储存、传送及表达433

第24章 DNA：遗传作用、结构和复制433

DNA的共价结构和命名433

肺炎球菌被DNA转化的事实揭示了基因是由DNA组成的434

沃森-克里克的DNA双螺旋437

某些病毒的基因是由RNA构成的437

DNA复制中互补链互为对方的模板439

DNA复制是半保留复制440

若干病毒在其生命周期的一部分中出现单链DNA442

DNA是很长的分子442

双螺旋能进行可逆性解链443

某些DNA分子是环状的444

环状双螺旋DNA分子可形成超缠绕444

DNA聚合酶的发现446

DNA聚合酶接受来自模板的指令447

DNA聚合酶Ⅰ改正DNA中的错误448

DNA连接酶连接DNA片段449

DNA聚合酶Ⅱ和聚合酶Ⅲ的发现450

亲代DNA解链和新DNA在复制叉上合成451

DNA复制开始于独特原点并顺序地沿相反方向进行451

DNA中的一股是间断性合成的452

DNA合成RNA引发453

ATP的水解推动复制叉上的亲代DNA在REP蛋白作用下解链454

DNA旋转酶将反向超卷曲泵入亲代DNA，从而促进解链455

复制机构的复杂性可能是保证高度准确性所必需455

DNA的损伤不断得到修复456

DNA修复作用的缺陷导致着色性干皮病及皮肤癌457

含胸腺嘧啶而非尿嘧啶的DNA能进行脱氨基胞嘧啶的修复458

限制性核酸内切酶使DNA的分析革命化459

特异化学裂解法能快速测定DNA顺序460

概要462

采用酶复制技术测定？X174DNA的全部碱基顺序462

习题463

第25章 信使RNA与转录465

RNA的结构465

细胞含有三种RNA：核糖体RNA、转移RNA及信使RNA466

信使RNA概念的提出466

蛋白质合成的信息中间物--信使RNA的实验证据467

杂交试验说明信使RNA与其DNA模板互补468

核糖体RNA与转移RNA也在DNA模板上合成469

所有细胞内RNA皆由RNA聚合酶合成469

RNA聚合酶接受DNA模板信息470

在基因组特定区域内一般仅有一股DNA被转录471

大肠杆菌的RNA聚合酶由亚基组成472

在DNA模板的起动子上开始转录472

σ亚基使RNA聚合酶识别起动位点473

RNA链以pppG或pppA开始474

RNA链的合成沿沿5＇→3′方向进行474

DNA模板含有转录的终止信号475

rho蛋白参与转录的终止作用476

许多RNA分子在转录后被裂解及化学修饰476

转录的抗菌素抑制物：利福霉素及放线菌素478

已建立起强有力的RNA顺序测定方法480

概要481

习题481

第26章 遗传密码和基因-蛋白质间的关系483

转移RNA是蛋白质合成中的接合器分子483

氨基酸由一个从固定点开始的三碱基组编码484

遗传密码的解译：用人工合成的RNA作信使485

利用各种共聚体为模板为许多氨基酸测出了密码子的碱基组成486

三核苷酸促进特异的转移RNA分子和核糖体的结合487

有确定顺序的共聚体也是破译密码的工具488

遗传密码的主要特征491

蛋白质合成的起始信号和终止信号492

遗传密码的通用性492

基因中碱基的顺序及其多肽产物中氨基酸的顺序具有线性对应性(共线性)493

一些病毒DNA序列可编码几种蛋白质494

真核细胞基因由翻译的和不翻译的DNA顺序镶嵌组成494

突变是由于DNA上碱基顺序的变动而产生的496

一些化学诱变剂是相当特异的497

通过对细菌的诱变作用检出多种潜在的致癌物质497

概要498

习题499

第27章 蛋白质合成500

氨基酸由特异的合成酶活化并连接到转移RNA上500

蛋白质合成的忠实性依赖 氨基酰tRNA合成酶的高度特异性502

转移RNA分子具有统一的设计503

转移RNA呈L形504

密码子由反密码而不是由活化氨基酸进行识别505

由于摆动使一种转移RNA分子可以识别几种密码子506

突变型转移RNA分子可抑制其它突变508

核糖体是蛋白质合成的细胞器，它由大亚基和小亚基组成509

核糖体能由其组成的蛋白质和RNA分子得到重建510

蛋白质合成的方向是从氨基到羧基511

信使RNA翻译的方向是5′→3′511

数个核糖体同时翻译一个信使RNA分子512

细菌蛋白质的合成由甲酰甲硫氨酸转移RNA起始512

起始信号是AUG (或GUG)，在其前有数个能与16SRNA配对的碱基513

70S起始复合物的形成使甲酰甲硫氨酸tRNA进入P位514

延长因子Tu把氨基酰-tRNA提到核糖体的A位上514

肽键生成后随即发生移位515

释放因子使蛋白质合成终止516

许多蛋白质在翻译后再经修饰516

链霉素抑制起始过程和造成错读信使RNA517

嘌呤霉素模拟氨基酰-转移RNA导致链合成的过早终止517

有些短肽不是由核糖体合成的518

概要520

习题520

β半乳糖苷酶是一诱导酶522

第28章 基因表达的调控522

调节基因的发现523

操纵子是基因表达的协调单位523

lac阻遏物是四聚体蛋白质524

lac操纵基因具对称性碱基顺序525

环AMP刺激若干诱导性分解代谢操纵子的转录525

不同形式的同一蛋白质能活化和抑制阿拉伯糖操纵子的转录526

色氨酸操纵子的转录同时受到操纵基因及衰减基因的控制527

衰减作用由领先mRNA的翻译所介导528

组氨酸操纵子的衰减基因位点含有相连的7个组氨酸密码子529

阻遏物和激活剂主宰温和噬菌体的发育529

λ中的两个操纵基因皆含一系列阻遏物结合位点531

λ阻遏物调节其自身合成531

概要532

习题533

一个真核染色体含有一个双螺旋DNA分子534

第29章 真核生物染色体的基因表达534

真核细胞DNA与称为组蛋白的碱性蛋白质紧密结合535

所有植物及动物中的组蛋白H3和H4的氨基酸顺序几乎相同535

核小体是染色质的重复单位536

核小体核心由绕在组蛋白八聚体上含140个碱基对的DNA构成537

核小体是DNA紧缩的第一阶段538

真核细胞DNA的复制是多起点的双向复制540

线粒体和叶绿体含有其自身DNA541

新组蛋白在随从子代DNA双螺旋上生成新核小体541

真核DNA含有许多重复碱基序列542

高度重复性DNA(卫星DNA)集中在着丝点543

核糖体RNA的基因有前后几百次重复544

组蛋白的基因是密集的并有前后多次重复546

许多主要蛋白质由单拷贝基因编码547

多数单拷贝基因由重复性顺序隔开547

高等真核生物中为蛋白质编码的基因几乎全是分隔的548

真核细胞中的RNA由三类RNA聚合酶合成548

特异基因在转录时活化549

蘑菇毒素--α鹅膏蕈碱是RNA聚合敏Ⅱ的高效抑制剂549

单一初级转录本加工后形成三种核糖体RNA550

信使RNA由巨大的核RNA前体(hnRNA)选择性地产生551

真核mRNA带有5′端帽，并常见3′多聚A尾551

拼接酶高度准确地从分隔基因的初级转录本中除去内含子552

现已知道若干信使RNA的碱基顺序553

真核细胞核糖体(80S)由一个小亚基(40S)及一个大亚基(60S)组成554

地中海贫血是血红蛋白合成的遗传性缺陷554

翻译过程由一个使起始因子失活的蛋白激酶级联反应所调控555

白喉毒素抑制移位作用，从而阻断真核细胞的蛋白质合成556

结合在内质网上的核糖体合成分泌性蛋白质及膜蛋白质556

信号序列促使分泌性蛋白质跨过内质网膜557

糖蛋白由内质网中存在的多萜醇供体获得核心糖559

糖蛋白在高尔基器中被修饰和拣选560

概要562

小病毒的外壳由许多相同的蛋白质亚基构成565

第30章 病毒565

烟草花叶病毒(TMV)的自装配566

在TMV装配中蛋白质盘加到RNA的环上567

经T4噬菌体感染后大肠杆菌的大分子合成受到深刻改变568

支架蛋白质及蛋白酶参与T4噬菌体的有序装配570

T4DNA通过不等长对应体中间物的生成得到复制570

T4DNA插入到预制的头部571

TBSV外壳蛋白的柔性使它形成二十面体壳572

细菌限制性核酸内切酶使外来DNA分子裂解573

RNA病毒复制的战略574

脊髓灰质炎病毒蛋白质由巨大前体通过多点裂解形成574

滤泡性口炎病毒(VSV)依其RNA基因组转录形成五个单顺反子mRNA575

呼肠孤病毒的基因组由十个不同的双链RNA分子组成576

小RNA噬菌体含有交搭基因577

噬菌体RNA在细胞外的达尔文式进化578

溶原噬菌体能将其DNA插入宿主细胞DNA中578

反转病毒及若干DNA病毒可在易感宿主中诱发肿瘤579

SV40和多瘤病毒生产性地感染或转化宿主细胞581

反转病毒含有从(+)RNA合成双螺旋DNA的反转录酶582

反转病毒DNA只在整合进入宿主基因组时才得到转录583

鸟类肉瘤毒src基因编码的激酶是转化作用的介导物584

双链RNA抑制经干扰素处理的细胞中的蛋白质合成585

概要586

第31章 基因重排：重组、移位和克隆588

基因重组经过DNA链的断裂及连接588

基因重组时同源DNA链配对形成双链的中间物589

基因重组时recA蛋白催化ATP驱动的DNA链的交换590

细菌含有质粒及其他流动性遗传元件591

F因子通过接合作用使细菌将基因供给受体592

R因子质粒使细菌对抗菌素具抗药性593

插入元件能使无关基因连接594

实验室中可建造新的基因组并在宿主细胞中克隆化595

限制性酶及DNA连接酶是形成重组DNA分子的必需工具596

质粒及λ噬菌体是在细菌中克隆DNA的上选载体597

从基因组DNA的消化液开始克隆真核细胞的特定基因598

一种化学合成的生长激素释放抑制因子(一种肽类激素)基因在大肠杆菌中得到表达599

真核细胞基因可在细菌的细胞中被转录及翻译599

基因克隆所产生的冲击600

概要600

第五篇 分子生理学603

第32章 细菌细胞被膜603

细胞壁是一个巨大的袋状大分子603

肽聚糖合成的步骤604

UDP-糖-肽单位的合成605

糖-肽单位向载体脂的转移605

接在载体脂上的二糖-肽单位的合成606

二糖-肽单位向生长着的多糖链转移606

转肽作用使多糖链交联607

革兰氏阳性细菌的肽聚糖上覆盖着磷壁酸质607

青霉素抑制细胞壁的合成而使生长中的细菌死亡608

青霉素抑制转肽作用使细胞壁的合成受阻609

有些细菌对青霉素有抗性，因为它们能合成一种破坏青霉素的酶610

富含脂多糖的外膜包裹着革兰氏阴性细菌610

孔蛋白形成通道，使小的极性分子得以穿过外膜612

O侧链的多样性有助于革兰氏阴性细菌避开宿主的防卫612

新生的外膜蛋白含有将被切除的信号顺序613

概要614

第33章 免疫球蛋白615

基本定义615

抗原引起的特异抗体的合成616

抗体的结合部位与酶的活性部位相似617

给定特异性的抗体制剂通常是不均一的617

免疫球蛋白G可被酶解成活性片段618

免疫球蛋白G由L链和H链组成619

免疫球蛋白G是一个柔性的Y形分子619

抗体是通过选择还是通过指令形成的？619

指令理论的让位620

骨骼瘤和杂种瘤免疫球蛋白是均一的620

每个L链和H链均由一个可变区和一个不变区组成621

L链和H链的超变区组成抗原结合部位622

抗体分子折叠成若干个具有同源顺序的密实结构域623

可变区和不变区具有不同的作用623

抗体结合部位的x射线分析揭示出一些半抗原是如何结合的625

不同类的免疫球蛋白各自具有独特的生物活性625

基因的重复和分化使抗体分子进化626

可变区和不变区由连接起来的独立基因编码626

多种多样的抗体特异性是怎样产生的？627

有数百种L链和H链的可变区基因628

J(连接)基因的发现，抗体多样性的另一个来源628

在V基因与J基因的连接上选择不同框架也有助于多样性629

初转录本经拼接后形成L链和H链的mRNA629

通过VH基因的跳跃形成不同类别的抗体630

许多胚系基因的体细胞重组和体细胞突变产生多样性631

抗体形成的克隆选择理论632

抗体生成细胞的表面含有抗原的受体632

克隆选择的生物学意义633

概要633

肌肉由相互作用的粗蛋白丝和细蛋白丝组成635

第34章 肌肉收缩和细胞游动性635

肌肉收缩时粗丝和细丝相对滑动637

肌球蛋白形成粗丝、水解ATP并与肌动蛋白结合637

肌球蛋白能被裂解成活性片段638

肌动蛋白形成能与肌球蛋白结合的丝638

肌动蛋白提高肌球蛋白的ATP酶活性639

粗丝和细丝具有方向性639

粗丝和细丝的极性在肌小节的中部反向640

作功冲程来自与肌动蛋白复合的肌球蛋白Sl头问的偏转641

肌钙蛋白和原肌球蛋白介导钙离子调节肌肉收缩642

肌质网控制钙离子流643

磷酸肌酸是～P的贮存库643

几乎所有的真核细胞中肌动蛋白和肌球蛋白均具有收缩作用644

微丝在细胞中的分布可用免疫荧光显微镜检术显示645

泊靠在膜上的肌动蛋白丝介导肠微绒毛的收缩646

细胞松驰素和鬼笔环肽抑制需肌动蛋白丝反转的运动647

微管参与细胞运动并组成细胞骨架的一部分648

动蛋白诱导的微管滑动造成纤毛和鞭毛的搏动649

概要650

第35章 激素作用652

多种激素的作用介质--环AMP的发现653

环AMP由腺苷酸环化酶合成而被磷酸二酯酶降解654

环AMP是多种激素作用的第二信使655

鸟嘌呤核苷酸结合蛋白使激素受体与腺苷酸环化酶偶联656

环AMP激活蛋白质激酶657

环AMP是一个古老的饥饿信号657

霍乱毒素通过抑制G蛋白的GTP酶活性而激活腺苷酸环化酶658

胰岛素促进合成过程和抑制分解过程659

前胰岛素原和胰岛素原是活性激素的前体659

胰岛素的三维结构661

胰岛素受体位于靶细胞的质膜中662

胰岛素的不足引起糖尿病663

内啡肽是起类似鸦片剂作用的脑肽664

鸦片皮质素原裂解产生几个肽激素665

前列腺素是激素作用的调节剂665

前列腺素是从不饱和脂肪酸合成的666

类固醇激素激活特定的基因667

生长因子蛋白质(如NGF和EGF)促进靶细胞增殖667

概要669

第36章 膜运输670

被动运输和主动运输的区分671

钠和钾离子主动运输系统的发现672

酶和泵在膜中都是定向的672

ATP短暂性地将钠-钾泵磷酸化673

离子的运输和ATP的水解紧密偶联674

钠-钾泵是寡聚跨膜蛋白质674

钠-钾泵机制的一个模型674

强心类固醇是钠-钾ATP酶和泵的专一抑制剂675

钙由不同的ATP酶运输676

Na+的流动推动了糖和氨基酸主动运输进入动物细胞677

质子的流动推动许多细菌的运输过程678

一些糖的主动运输与他们的磷酸化作用相偶联678

运输抗菌素提高膜的离子通透性680

运输抗菌素是载体或通道形成体681

在环状炸饼形载体抗菌素中心腔中结合离子682

缬氨霉素结合K+比结合Na+强一千倍683

穿过膜中单一通道的离子流动可被检测684

间隙接头允许离子和小分子在通讯细胞间流动685

概要686

第37章 可兴奋膜和感受系统688

动作电势由Na+和K+通透性的暂时变化所介导688

河豚毒素和哈蚌毒素阻塞神经轴突膜中的钢通道690

乙酰胆碱是神经传递介质691

乙酰胆碱打开突触后膜中的阳离子门691

乙酰胆碱以小包装形式被释放692

重建的膜泡加入乙酰胆碱时成为阳离子可通透性膜692

乙酰胆碱的迅速水解和终板重极化694

乙酰胆碱酯酶的抑制剂可用作药物和毒物694

为有机磷中毒设计的一个解毒药695

乙酰胆碱受体的抑制剂697

儿茶酚胺和γ-氨基丁酸(GABA)也是神经传递介质698

单个光子能激发视网膜的视杆细胞699

视紫红质是视杆细胞的光感受蛋白700

光使11-顺视黄醛异构化701

光使外段的质膜超极化702

传递介质将信号从光解的视紫红质传送到质膜703

光激活磷酸二酯酶从而降低环GMP的水平704

色视觉由三种光受器介导705

所有已知视觉系统中的生色团都是11-顺视黄醛706

细菌的化学感受器探测特定的分子并将信号送到鞭毛706

鞭毛底部的可逆运动肌使细菌的鞭毛转动707

细菌察觉瞬时而不是瞬息空间的梯度708

在细菌的趋化性中信息通过甲基化的蛋白质流动708

概要709

第六篇 第三版新增内容712

译者说明712

第1章 前奏712

本书的设计715

第2章 蛋白质结构和功能717

蛋白质结构的不同水平717

根据氨基酸顺序预测构象717

蛋白质作用的实质：专一的结合和构象变化的传递719

第3章 蛋白质研究法721

蛋白质可用凝胶电泳法分离并显示出来721

超速离心法在分离生物分子和测定其分子量方面是重要的722

氨基酸顺序说明许多问题724

重组DNA技术使蛋白质顺序的测定发生了根本变革724

X射线结晶学在原子细节上揭示三维结构725

可用高度专一的抗体对蛋白质定量和定位725

用于动化固相法可以合成肽727

第4章 DNA和RNA：遗传的分子729

有些病毒在其生活史中某一阶段有单链DNA729

某些病毒的基因是由RNA组成的729

RNA肿瘤病毒通过双螺旋的DNA中间体而复制730

许多外显子编码蛋白质结构域731

许多真核基因是内含子和外显子的镶嵌物731

第5章 遗传信息流731

在进化过程中RNA可能出现在DNA和蛋白质之前732

第6章 基因研究技术：DNA的分析、组建和克隆733

可用凝胶电泳将限制性酶切片段分开并观察733

限制性酶切片段长度的多型性(RFLP)734

可用有控制地干扰复制的方法(桑格双脱氧法)测定DNA的顺序734

用自动化的固相方法可合成DNA探针和基因735

新的基因组可被重组、克隆和表达735

限制性酶和DNA连接酶是重组DNA分子的关键性工具736

质粒和λ噬菌体被选作在细菌中克隆DNA的载体737

从酶解的基因组DNA中可克隆到特殊的基因738

从mRNA制备的互补DNA(cDNA)可以在宿主细胞中表达740

插入真核细胞的新基因可以高效表达741

用诱导瘤的(Ti)质粒携带新基因进入植物细胞743

用定点突变基因工程产生新蛋白质744

重组DNA技术开辟了广阔的远景745

概要746

血红蛋白由4个多肽链组成747

第7章 转运氧的蛋白质：肌红蛋白和血红蛋白747

肌红蛋白的中央外显子编码功能性血红素结合单位747

胎儿的DNA可用分析镰刀型细胞基因的存在748

第9章 酶作用的机理749

核糖核酸酶A水解RNA时形成环式磷酸中间物749

RNA水解的过渡状态中磷是五共价的750

RNA分子也可能是效力很高的酶751

羧肽酶A的催化机理752

定位突变是设计并制造新的酶以及阐明其机理的有效办法753

对过渡状态专一的抗体有催化活性753

概要754

第10章 酶活性的控制756

ATC酶及其与双底物类似物PALA的复合物的三维结构756

ATC酶中变构的相互作用是由四级结构中大的变化而转达的757

底物结合在ATC酶上引起高度协同的变构转变758

α1抗胰蛋白酶的不足引起肺气肿758

凝血酶可逆地被抗凝血酶Ⅲ所抑制759

用重组DNA技术产生的抗血友因子有疗效759

血纤维蛋白凝块为血纤维蛋白溶酶所溶化760

第11章 结缔组织蛋白761

胶原的基本结构单位由三种链组成761

甘氨酸是关键性的，因为它小761

粘连蛋白，一种细胞表面的蛋白质，使得细胞能与胞外基质相互作用761

概要763

第12章 生物膜引论764

功能膜系统可用提纯的组分重组764

红细胞膜含有各种外周蛋白和内插蛋白765

跨膜的蛋白质血型糖蛋白在红细胞周围形成一碳水化物的外壳766

根据氨基酸顺序可以准确地预测跨膜螺旋767

从几种跨膜的α螺旋形成阴离子通道768

红膜肽形成一膜骨架，从而使血球能耐受强的切变力769

结晶的膜蛋白的电镜和\射线分析非常解决问题770

第13章 代谢：基本概念和设计771

核磁共振波谱法能揭示完整生物体内的代谢事件771

果糖和半乳糖进入糖酵解773

第15章 糖酵解773

由裂解和异构化形成甘油醛3磷酸773

若无转移酶，半乳糖就是毒性很大的774

磷酸果糖激酶是控制糖酵解的关键性酶774

己糖激酶和丙酮酸激酶也参与糖酵解步伐的调节775

磷酸甘油酸通过一种与酶结合的2，3BPG中间物而发生相互转变776

第16章 柠檬酸循环777

柠檬酸异构化为异柠檬酸777

柠檬酸合酶在与草酰乙酸结合时发生大的构象变化777

乙醛酸循环使得植物的细菌能利用乙酸盐而生长778

柠檬酸循环能量产率高，所以在进化中被选中779

第17章 氧化磷酸化781

呼吸链由三种酶复合物组成，其间由两种可移动的电子载体连接起来781

电子从还原型泛醌经过细胞色素还原酶流向细胞色素c781

细胞色素氧化酶催化电子从细胞色素c到O2的传递782

通过ATP合酶的质子流使牢固结合的ATP被释放783

ATP是由一酶复合物合成的，此复合物由传递质子的单位F0和催化单位F1组成783

O2的有毒衍生物(如超氧物自由基)为保护性酶所清除785

第18章 戊糖磷酸途径和葡萄糖异生作用787

葡萄糖异生作用和糖酵解是相互调节的787

第19章 糖原代谢788

吡哆醛磷酸参与糖原的磷酸解作用788

已知许多由遗传决定的糖原贮存疾病788

ACP的形状易变的磷酸泛酰巯基乙胺单位将底物从一个活性部位运载至另一活性部位789

真核生物中脂肪酸由许多功能的酶复合物合成789

肉毒碱将长链的活化的脂肪酸带入线粒体衬质789

第20章 脂肪酸代谢789

脂肪酸的延长和不饱和化由辅助性酶系统进行790

脂肪酸代谢的控制791

第21章 氨基酸的降解和脲循环792

当底物形成希夫碱连结时，天冬氨酸转氨酶的活性部位的裂缝关闭792

吡哆醛磷酸是变化多端的辅酶，它催化氨基酸的许多反应793

辅助酶B12提供自由基，以催化与氢有关的分子内的迁移793

光系统Ⅱ把电子从水传递至质体醌795

第22章 光合作用795

在从水中汲取电子给O2方面，锰离子起关键作用796

叶绿体的ATP合酶与细菌和线粒体的类似797

光系统I和ATP合酶位于非垛叠的类囊体膜中798

在蓝细菌和红藻中藻胆素体起分子光管的作用799

一种光合作用中心的结构已在原子水平上被阐明799

CO2与核酮糖1，5二磷酸反应形成二分子3磷酸甘油酸800

核酮糖1，5二磷酸羧化酶也催化与之相竞争的加氧酶反应801

在协调光合作用的光反应和暗反应方面，硫氧还蛋白起作用802

概要803

第23章 膜脂和固醇激素的生物合成804

缩醛磷脂和其它醚磷脂是由二羟丙酮磷酸形成的804

胆固醇和其它脂类由脂蛋白转移到专一的靶位805

LDL受体是跨膜蛋白质，有5个不同的功能结构域806

无LDL受体引起高胆固醇血和动脉粥样硬化806

HMG CoA还原酶的抑制剂Mevinolin引起LDL受体数目的增多807

谷胱甘肽是γ谷氨酰肽，起着硫氢基缓冲剂和氨基酸转运体的作用808

第24章 氨基酸和血红素的生物合成808

氨基酸是由柠檬酸循环和其它主要途径的中间产物合成的808

胆绿素和胆红素是血红素分解的中间产物810

概要810

第25章 核苷酸的生物合成812

核糖核苷酸还原酶在其活性部位上含有自由基812

核糖核苷酸还原酶的底物专一性和催化活性是精确控制的813

几种抗癌药物阻断去氧胸苷酸的合成813

尿酸作为强有力的抗氧化剂起着有利作用814

第26章 代谢作用的整合815

主要代谢途径和控制部位815

糖尿病的代谢紊乱来源于胰岛素的相对不足和胰高血糖素的相对过量815

葡萄糖与血红蛋白反应形成一种血糖水平的指示剂816

第27章 DNA的结构、复制和修复817

DNA的结构是动态的，并能采取各种各样的形式817

主槽和次槽均衬有对顺序专一的、由氢键连结起来的基团818

RNA的2＇OH适合于碱基对倾斜的A-DNA螺旋，但不适合于B-DNA螺旋819

Z-DNA是左手双螺旋，其主链上的磷酸根呈锯齿形排列820

脱氧核糖核酸酶Ⅰ(DNA酶Ⅰ)通过静电引力与DNA双螺旋的次槽相结合822

EcoRⅠ核酸内切酶将其旋转对称的靶子解链，并形成多个氢键823

DNA连接酶将双链区域中DNA的末端连接起来824

DNA的连接数是拓扑学的特性，它决定着超螺旋的程度825

大多数天然存在的DNA分子都是负的超螺旋827

拓扑异构酶Ⅰ催化超螺旋DNA的松弛827

DNA促旋酶催化由ATP推动的向DNA中引入负超螺旋的作用828

DNA聚合酶Ⅰ含有一深裂缝用于与双螺旋DNA结合829

复制从oriC(起点)部件的解链开始829

DNA聚合酶Ⅲ全酶是加工能力强而又准确的酶，它合成大多数DNA830

前导链和后随链是由二聚的DNA聚合酶Ⅲ在复制叉上合成的830

第28章 基因重排：重组和易位833

recA蛋白催化一般重组中由ATP推动的DNA链的交换833

recBCD的解螺旋作用和核酸内切酶作用产生了用于重组的单链DNA834

DNA的损伤引发SOS反应，此反应是由一种阻遏蛋白的水解发动的834

易位子是极易移动的遗传因子835

第29章 RNA的合成和剪接838

大肠杆菌的RNA聚合酶是由多个亚基组成的酶838

转录从DNA模板上的启动子部位开始838

热休克基因是由一种特殊的σ亚基识别的840

RNA聚合酶在开始RNA合成之前先将模板DNA螺旋解开将近两转840

延长在转录鼓泡上进行，鼓泡沿DNA模板移动841

几个U残基之后的RNA发夹引起转录的终止841

真核生物中转录和翻译在空间上和时间上是分开的842

真核细胞中中RNA是由3种RNA聚合酶合成的843

真核的启动子含有TATA匣子和另外的上游顺序843

称为转录因子的特殊的蛋白质与真核的启动子相互作用844

促进子顺序能在距起始部位数千碱基远处促进转录845

在转录过程中mRNA的前体得到5＇帽子846

在被核酸内切酶切开后，3＇-多腺苷酸尾被加到大多数mRNA上846

mRNA前体中的剪接部位是由内含子末端的顺序所专一化的847

在mRNA前体的剪接中形成了套索式中间产物848

小的核中核糖核蛋白颗粒(snRNPs)与mRNA前体结合形成剪接体849

自我剪接的RNA：催化性RNA的发现850

剪接体所催化的剪接可能在进化上是自我剪接演变而来851

第30章 蛋白质的合成853

蛋白质合成的准确性依赖于氨酰tRNA合成酶的高度专一性853

过渡状态中γ-磷酸基的结合大大促进了酪氨酰-AMP的形成853

多个转移RNA分子来自于核糖核酸酶P对大的前体的酶切854

核糖体是核糖核蛋白颗粒(70S)，由大(50S)、小(30S)两种亚基组成855

各种核糖体RNA(5S，16S和23SrRNA)含有许多碱基配对的螺旋区域855

正在用电镜术、中子衍射和交联法作出核糖体构造的图谱856

EF-Tu的GTP酶速率确定蛋白质合成的步伐，并决定其准确性856

真核的和原核的蛋白质合成有许多共同的结构和机理上的特点858

真核生物中的翻译是由蛋白质激酶调节的，它钝化起始因子859

白喉毒素由于抑制移位而阻断真核细胞中的蛋白质合成860

第31章 蛋白质的到位861

胞液中的蛋白质能由于一种信号顺序结合在其氨基末端上而指令到ER去861

信号识别颗粒(SRP)探查信号顺序，并把核糖体带到ER膜上862

转运是由ATP推动，并由信号顺序和终止转移的顺序指导的过程863

转移囊泡将蛋白质从ER带到高尔基体中，以便糖基化和分拣864

甘露糖-6磷酸是使溶酶体中的酶到达其最终归宿的标志物866

分泌的和质膜的蛋白质不以糖类的标志物为根据被送到位867

蛋白质可被送到质膜的特定区域和分泌性囊泡中867

细菌也利用信号顺序使蛋白质到位868

线粒体中的大部分蛋白质是在胞液中合成，再运入此细胞器的869

通过前顺序的连接，胞液中的蛋白质可再受指令进入线粒体中869

叶绿体中的大部分蛋白质也是根据其前顺序而被输入和分拣的870

核定位信号使得蛋白质通过核孔而迅速进入核内870

特殊的蛋白质通过以受体为媒介的胞吞作用而被运入细胞内871

笼形蛋白形成一围绕着有壳小孔的多面晶格而参与胞吞作用872

被胞吞的蛋白质和受体在酸性内小体中被分拣873

许多种病毒和毒素通过以受体为媒介的胞吞作用进入细胞874

泛素使蛋白质到达破坏处876

概要878

可诱导的分解代谢的操纵子是含有结合态环AMP的CAP蛋白从总体上调节的880

第32章 原核生物中基因表达的控制880

同一种蛋白质的不同形式活化和抑制阿拉伯糖操纵子的转录881

λ阻遏蛋白的水解和cro蛋白的合在终止溶原作用881

螺旋-转角-螺旋的特点和调节着许多种调节蛋白与DNA中控制部位的结合883

改变其识别螺旋，可改变阻遏蛋白的专一性884

游离的核糖体蛋白阻遏为其编码的mRNA的翻译884

DNA的倒位导致一对鞭毛基因的另一种表达885

概要886

染色体两端(端粒)由添加已形成的整段寡核苷酸而复制887

第33章 真核的染色体和基因表达887

真核的染色体含有一单个线状的DNA双螺旋分子887

线粒体和叶绿体含有其自身的DNA888

人的基因组含有差不多一百万个拷贝的极为相似的ALU顺序888

着丝粒含有重复极多的DNA，可将它与其它染色体DNA分开888

核糖体RNA的基因以纵列方式重新数百次889

组蛋白基因聚成簇，并且也纵列地重复多次889

许多主要的蛋白质是由单拷贝的基因编码的890

两组血红蛋白基因依其在发育过程中的表达顺序而排列891

在选择的压力下单拷贝基因可大量扩增891

哺乳类的基因组中只有一小部分为蛋白质编码893

染色体中转录上活跃的区域是甲基化不足的和对DNA酶Ⅰ超敏感的893

转录因子ⅢA含有与金属结合的指状物，它活化5S核糖体RNA的基因894

同源转化匣子是基因中重复出现的特点，它控制着昆虫和脊椎动物的发育895

第34章 病毒和致癌基因897

TBSV的外壳蛋白的易变性使得它能形成二十面体外壳897

类病毒是最简单的植物病原物，是类似内含子的小的环状RNA897

脊髓灰质炎病毒蛋白由巨大前体的多次切割形成897

流感病毒膜中的血球凝集素使得它进入敏感的细胞898

呼肠物病毒的基因组由10种不同的双链RNA分子组成899

反病毒中的致癌基因由细胞中正常基因衍生而来899

获得性免疫缺乏综合症(艾滋病)是由反病毒引起的901

第35章 分子免疫学903

其专一性已设计好的单克隆抗体是容易制备的903

恒定的区域传递效应剂的功能，如引发补体的级联反应904

J(连接)基因和D(多样化)基因增加抗体的多样性905

X射线分析阐明了抗体如何与半抗原和抗原结合905

B淋巴细胞由于把抗体结合在跨膜的免疫球蛋白上而被活化906

T细胞杀死被侵染的细胞，并调谐B细胞的作用907

由两类主要的组织亲和性复合物(MHC)蛋白把抗原提供给T细胞908

T细胞受体是类似抗体的蛋白质，含有可变的和不变的区域909

免疫球蛋白基因的超族编码多种蛋白质，它们是为细胞与细胞的相互作用搭桥的911

免疫反应揭示了选择机理的力量912

概要912

动蛋白沿着微管道单方向地推动囊泡和细胞器914

第36章 肌肉的收缩和细胞的运动914

由GTP推动的微管的迅速的组装和拆卸是形态发生中的核心问题915

概要917

第37章 膜转运918

大多数真核细胞中有三类推动离子运动的ATP酶918

细菌视紫红质中视黄醛的光异构化作用在盐细菌中产生质子梯度919

红细胞的阴离子交换蛋白用氯离子交换重碳酸根921

概要921

与鸟嘌呤基核苷酸结合的蛋白质(G蛋白)把激素受体与腺苷酸环化酶偶联起来923

第38章 激素的作用923

β-肾上腺素受体的七螺旋特点是G蛋白级联反应中重复出现的特点924

一大类G蛋白转换许多激素的和感觉的刺激926

受体引发的磷脂酰肌醇二磷酸的水解产生两种信使927

1P3将钙离子释放到细胞液中，二酰基甘油活化蛋白质激酶C928

调钙蛋白质属于一大类感钙蛋白，它含有螺旋环-螺旋部位(EF手)929

钙离子载体、缓冲剂和指示剂是有价值的实验工具930

类花生酸激素由多烯脂肪酸衍生而来930

阿司匹灵使环氧合酶乙酰化而抑制前列腺素的合成931

胰岛素开动其受体的酪氨酸激酶活性932

第39章 可兴奋膜和感觉系统934

接受甲基的趋化性蛋白传递向化信号使穿过质膜934

鞭毛转动的开关以che基因所编码的中央加工系统为媒介935

在脂类双分子层中重建的纯化的钠通道有功能活性936

钠通道蛋白由4个重复的单位组成，它们跨越膜并形成一小孔937

乙酰胆碱打开突触后膜中的阳离子大门937

点接触夹导度测量揭示出单个通道的活性937

乙酰胆碱受体通道是由5个同源的跨膜多肽形成的939

为乙酰胆碱受体的亚基编码的mRNA,经显微注射到爪蟾蜍卵母细胞之中后可以表达940

甘氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)打开氯离子通道940

许多信号分子是由一种主要代谢物通过一单个步骤而形成的941

视紫红质是一大类有7个跨膜螺旋的受体中的一员942

光激发的视紫红质引发一级联反应导致高度放大的GMP的水解943

视黄醛杆细胞的光敏通道以环式GMP的结合为大门944

颜色视觉以3种受体细胞为媒介944

概要945

选读文献(第三版新增部分)946

选读文献(第二版)990

习题答案1049

附录A 物理常数和单位换算1057

附录B 元素的原子序数和原子量1058

附录C 某些酸的pK＇值1059

附录D 标准键长1060

附录E 生物化学中常用略语1061

索引1062