第 1 章　 化學(xué)生物學(xué)基礎(chǔ)（The Fundamentals of Chemical Biology） 1

1.1　 分子生物學(xué)中心法則（The Central Dogma of Molecular Biology） 2

1.2　基因（Genes） 3

1.3　基因組（Genomes） 5

1.4　 基因組以外的生物多樣性來源（Sources of Diversity Beyond Genomes） 9

1.5　 組裝產(chǎn)生的多樣性（Combinatorial Assembly Generates Diversity） 11

1.6　 一些常見的化學(xué)生物學(xué)工具（Some Common Tools of Chemical Biology） 15

1.7　總結(jié)（Summary） 23



第 2 章　 生物體的化學(xué)起源（The Chemical Origins of Biology） 25

2.1　電子轉(zhuǎn)移機理是分子軌道理論的一種表達形式（Mechanistic Arrow-Pushing is an Expression of Molecular Orbital Theory） 25

2.2　 氫鍵和質(zhì)子轉(zhuǎn)移（Hydrogen Bonds and Proton Transfers） 30

2.3　前生命化學(xué)（Prebiotic Chemistry） 34

2.4　 非鍵相互作用（Nonbonding Interactions） 39

2.5　 模塊化設(shè)計的魅力（The Power of Modular Design） 44

2.6　總結(jié)（Summary） 48



第 3 章　 DNA 53

3.1　DNA的結(jié)構(gòu)形式（Forms of DNA） 54

3.2　 DNA的核糖核酸亞基（The Ribonucleotide Subunits of DNA） 55

3.3　 DNA中的基本作用力（Elementary Forces in DNA） 59

3.4　DNA超結(jié)構(gòu)（DNA Superstructure） 67

3.5　 聚合酶介導(dǎo)的DNA生物合成（The Biological Synthesis of DNA by Polymerase Enzymes） 72

3.6　 DNA的化學(xué)合成（The Chemical Synthesis of DNA） 76

3.7　 DNA分子的電泳分離（Separation of DNA Molecules by Electrophoresis） 85

3.8　 DNA重組技術(shù)（Recombinant DNA Technology） 90

3.9　 核酸光化學(xué)（Nucleic Acid Photochemistry） 95

3.10　 DNA作為細(xì)胞毒性藥物的靶標(biāo)（DNA as a Target for Cytotoxic Drugs） 97

3.11　總結(jié)（Summary） 113



第 4 章　 RNA 119

4.1　RNA的結(jié)構(gòu)（RNA Structure） 120

4.2　RNA的合成（RNA Synthesis） 126

4.3　 轉(zhuǎn)錄調(diào)控（Transcriptional Control） 128

4.4　 真核生物的mRNA加工（mRNA Processing in Eukaryotes） 135

4.5　 RNA的受控降解（Controlled Degradation of RNA） 139

4.6　 mRNA被核糖體翻譯成蛋白質(zhì)（Ribosomal Translation of mRNA into Protein） 142

4.7　 從寡核苷酸庫到蛋白質(zhì)庫（From Oligonucleotide Libraries to Protein Libraries） 156

4.8　總結(jié)（Summary） 159



第 5 章　 多肽和蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)（Peptide and Protein Structure） 163

5.1　 氨基酸和多肽（Amino Acids and Peptides） 164

5.2　 固相多肽合成（Solid-Phase Peptide Synthesis） 169

5.3　 決定蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的基本作用力（Fundamental Forces that Control Protein Secondary Structure） 181

5.4　 二硫鍵交聯(lián)的化學(xué)（The Chemistry of Disulfide Crosslinks） 188

5.5　 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)和功能（Protein Domains Have Structural and Functional Roles） 191

5.6　 更高層級的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)（Higher Levels of Protein Structure） 200

5.7　總結(jié)（Summary） 201



第 6 章　 蛋白質(zhì)功能（Protein Function） 209

6.1　 受體-配體相互作用（Receptor-Ligand Interactions） 210

6.2　 從定量角度認(rèn)識酶功能（A Quantitative View of Enzyme Function） 216

6.3　 多步反應(yīng)酶催化機制（A Mechanistic View of Enzymes that Catalyze Multistep Reactions） 219

6.4　 有機輔酶因子（Enzymes that Use Organic Cofactors） 240

6.5　 蛋白質(zhì)工程改造（Engineering Improved Protein Function） 245

6.6　總結(jié)（Summary） 251



第 7 章　 糖生物學(xué)（Glycobiology） 255

7.1　結(jié)構(gòu)（Structure） 255

7.2　 糖苷鍵的化學(xué)和酶學(xué)（The Chemistry and Enzymology of the Glycosidic Bond） 260

7.3　多糖（Polysaccharides） 269

7.4　糖蛋白（Glycoproteins） 272

7.5　糖脂（Glycolipids） 286

7.6　 細(xì)胞內(nèi)的糖基化（Glycosylation in the Cytosol） 288

7.7　 寡糖的化學(xué)合成（Chemical Synthesis of Oligosaccharides） 290

7.8　 與糖配體結(jié)合的蛋白質(zhì)（Proteins that Bind to Carbohydrate Ligands） 293

7.9　 葡萄糖穩(wěn)態(tài)與糖尿�。℅lucose Homeostasis and Diabetes） 301

7.10　總結(jié)（Summary） 306



第 8 章　 聚酮和萜類（Polyketides and Terpenes） 309

8.1　 聚酮生物合成中的克萊森反應(yīng)（The Claisen Reaction in Polyketide Biosynthesis） 310

8.2　 聚酮生物合成范例：脂肪酸生物合成（The Biosynthesis of Fatty Acids is a Paradigm for Polyketides Biosynthesis） 312

8.3　 人源聚酮的生物學(xué)功能（The Biological Role of Human Polyketides） 317

8.4　 非人源聚酮類天然產(chǎn)物（Nonhuman Polyketides Natural Products） 330

8.5　 非核糖體肽合成酶（Nonribosomal Peptide Synthases） 337

8.6　人源萜類（Human Terpenes） 338

8.7　 非人源萜類天然產(chǎn)物（Nonhuman Terpene Natural Products） 351

8.8　小結(jié)（Summary） 358



第 9 章　 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的化學(xué)調(diào)控（Chemical Control of Signal Transduction） 363

9.1　 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)（Singal Transduction） 365

9.2　 人體細(xì)胞中的信號通路概述（An Overview of Signal Transduction Pathways in Human Cells） 369

9.3　核受體（Nuclear Receptors） 372

9.4　與轉(zhuǎn)錄因子直接相互作用的細(xì)胞表面受體（Cell-Surface Receptors that Interact Directly with Transcription Factors） 380

9.5　 受體酪氨酸激酶（Receptor Tyrosine Kinases） 385

9.6　 G蛋白偶聯(lián)受體（G Protein-Coupled Receptors，GPCR） 395

9.7　 離子通道受體（Ion Channel Receptors） 408

9.8　 三聚化死亡受體（Trimeric Death Receptors） 414

9.9　 氣體小分子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路（Pathways Controlled by Small Diffusible Gas Molecules） 416

9.10　總結(jié)（Summary） 418