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出版者:

作者:Warren, Martin (EDT)/ Smith, Alison (EDT)

出品人:

页数:430

译者:

出版时间:2009-1

价格:$ 281.37

装帧:

isbn号码:9780387785172

丛书系列:

图书标签:

卟啉
胆色素
叶绿素
维生素B12
光敏剂
金属配合物
有机化学
生物化学
光谱学
催化

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具体描述

Excluding the biological polymers proteins, lipids and nucleic acids, modified tetrapyrroles are the biological molecules that have had the greatest impact on the evolution of life over the past 4 billion years. They are involved in a wide variety of fundamental processes that underpin central primary metabolism in all kingdoms of life, from photosynthesis to methanogenesis. Moreover, they bring colour into the world and it is for this reason that these compounds have been appropriately dubbed the 'pigments of life'. To understand how and why these molecules have been so universally integrated into the life processes one has to appreciate the chemical properties of the tetrapyrrole scaffold and, where appropriate, the chemical characteristics of the centrally chelated metal ion. This book addresses why these molecules are employed in nature, how they are made and what happens to them after they have finished their usefulness.

好的，这是一份关于一本名为《Tetrapyrroles》的图书的详细简介，内容完全基于该书的科学主题，不包含任何关于“AI生成”的痕迹。《Tetrapyrroles：结构、功能与生物学意义》一部全面深入的卟啉类化合物科学专著作者： [此处可填写作者或机构名称] 出版信息： [此处可填写出版社名称，年份] 导言：生命化学的基石本书《Tetrapyrroles：结构、功能与生物学意义》是一部详尽而权威的科学专著，聚焦于自然界中最基本、功能最多样的有机分子家族之一——四吡咯类化合物。这些分子构成了生命活动中多个核心过程的物质基础，其复杂精妙的结构和广泛的生物学功能，使其成为理解生命化学、光合作用、呼吸作用以及疾病机制的关键所在。本书的目标读者群涵盖了生物化学、有机化学、分子生物学、植物生理学、医学研究人员以及相关领域的资深学生。它不仅提供了对四吡咯类化合物基本化学原理的清晰阐述，更深入挖掘了它们在不同生物系统中的动态作用机制和演化历史。第一部分：四吡咯的化学本质与结构多样性本部分奠定了理解四吡咯类化合物的基础，详述了它们的分子构造、电子特性以及导致其功能多样性的结构修饰。第1章：四吡咯骨架的构建与基础化学本章首先定义了四吡咯类化合物的核心结构：四个吡咯环通过甲炔桥连接形成大环结构。详细讨论了宏环体系的芳香性、共轭体系的电子离域化特征及其对光谱性质的影响。重点分析了吡咯环的取代基（如甲基、乙烯基、羧酸基团等）如何精细调控分子的溶解度、氧化还原电位以及与环境的相互作用。第2章：核心金属离子的作用与配位化学四吡咯类化合物的生物活性很大程度上依赖于其中心金属离子。本章深入探讨了不同金属离子（如镁、铁、钴、锌、镍等）与四吡咯大环的配位化学。详细解释了配位几何、配位场理论在解释光谱变化（如Soret带和Q带的移动）中的应用。特别是对血红素（铁卟啉）和叶绿素（镁卟啉）的配位环境进行了结构对比分析。第3章：生物合成途径的分子机制本部分着重介绍了四吡咯类化合物在原核生物、真核生物和植物中的生物合成路线。详细描绘了从基础原料（如琥珀酰辅酶A和甘氨酸）到最终产物的复杂酶促反应网络。涵盖了经典的C4途径和C5途径，重点解析了关键限速酶，如ALA合酶、合成酶、原卟啉原氧化酶等的作用机制，并讨论了代谢调控网络如何响应环境压力和生长需求。第二部分：核心功能模块：光合作用与呼吸作用本部分聚焦于四吡咯类化合物在能量转化过程中的决定性作用，特别是叶绿素和血红素。第4章：叶绿素：光能捕获与电子传递的引擎本章是关于光合作用色素的深度剖析。详细描述了叶绿素a、b、c及辅因子如类胡萝卜素和捕光复合物（LHC）的结构组织。重点阐述了叶绿素分子如何通过天线复合体高效捕获光子，并将激发能传递至反应中心。利用时间分辨光谱学数据，解析了电荷分离、激发态猝灭和电子传递链的精细步骤，揭示了其在光化学过程中的量子效率。第5章：血红素：氧气运输、储存与酶催化本章聚焦于血红素家族，包括血红蛋白、肌红蛋白以及细胞色素的结构与功能。详细分析了铁原子不同氧化态（Fe(II)/Fe(III)）与配体结合对氧气亲和力的调控机制。在酶催化方面，深入探讨了细胞色素P450家族的催化循环，解析了其在代谢、解毒和激素合成中的关键地位，并比较了不同物种中血红素蛋白的结构适应性。第三部分：四吡咯类化合物的病理学与药理学意义本部分将理论化学和生物功能与人类健康和疾病研究联系起来，探讨了异常的四吡咯代谢和其作为治疗工具的应用。第6章：卟啉病（Porphyrias）：代谢失调的分子基础本章系统梳理了由于生物合成通路中特定酶缺陷导致的卟啉病。分类讨论了急性肝卟啉病、迟发性皮肤卟啉病等不同类型的临床表现、遗传基础和生化指标。通过对关键酶活性的测量和中间产物积累的分析，解释了这些疾病的病理生理机制，为诊断和靶向治疗提供了分子视角。第7章：胆红素与胆汁色素：衰老的标志与抗氧化防御胆红素作为血红素分解的终产物，在本章中被视为一种重要的生物分子。探讨了胆红素在新生儿黄疸中的临床意义，并深入分析了其作为强效脂溶性抗氧化剂在细胞膜保护中的作用。讨论了胆色素代谢通路中胆红素代谢的调控，以及异常代谢如何与肝脏疾病相关联。第8章：合成四吡咯衍生物与光动力疗法（PDT）本章侧重于应用化学。介绍了几种人工合成的、具有特定光物理性质的四吡咯衍生物，如酞菁和新型卟啉。重点解析了光动力疗法（PDT）的原理，即如何利用这些分子作为光敏剂，在特定波长的光照下产生单线态氧（¹O₂），从而选择性地破坏癌细胞。讨论了提高光敏剂靶向性、光稳定性和量子产率的前沿研究进展。结语：未来的展望本书的最后部分总结了四吡咯类化合物研究的现状，并展望了未来的发展方向。这包括利用计算化学模型预测新型金属化四吡咯的催化性能、开发更有效的血液替代品（人工血红素）以及在生物成像领域中应用荧光性四吡咯探针，以期推动生命科学和临床医学的进一步发展。《Tetrapyrroles：结构、功能与生物学意义》不仅是一本教科书，更是一部将有机化学、光谱物理学和分子生物学融为一体的科学工具书，为所有致力于理解生命化学核心机制的研究人员提供了不可或缺的参考。