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| 內容簡介： |
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本书共12章内容，适当地涵盖了所有的化学生物学概念，书中所有章节都是以化学的基本理论与具体实例相结合来解释所提出的概念，内容新颖、丰富，原理清晰，实例取材广泛准确，图文并茂，形式活泼。将无机化学通过金属配合物引入生物学，学科交叉特色明显且自然。本书适合所有化学背景和生物学背景的本科生、研究生、教师及科研工作者阅读使用。
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| 關於作者： |
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Gilles Gasser，1976年出生于瑞士法语区， 2004年取得瑞士纳沙泰尔大学超分子/配位化学方向的博士学位，其导师是Helen StoeckliEvans教授。2010年，完成与澳大利亚莫纳什大学的Leone Spiccia教授合作的生物无机化学博士后工作，之后在德国波鸿鲁尔大学Nils MetzlerNolte教授团队作为Alexander von Humboldt的合作伙伴，得到瑞士国家科学基金会(SNSF)在药用金属有机化学领域的资助，他又获得了作为瑞士国家科学基金会种子成员去瑞士苏黎世大学化学系进行独立研究的机会。2011年3月，作为助理教授被瑞士国家科学基金会授予苏黎世大学化学系教授职称。他新近主要研究领域涵盖了无机化学生物学和药用无机化学的多个方面，注重研究利用金属配合物杀灭癌细胞与寄生生物及其细胞过程。Gilles Gasser，1976年出生于瑞士法语区， 2004年取得瑞士纳沙泰尔大学超分子/配位化学方向的博士学位，其导师是Helen StoeckliEvans教授。2010年，完成与澳大利亚莫纳什大学的Leone Spiccia教授合作的生物无机化学博士后工作，之后在德国波鸿鲁尔大学Nils MetzlerNolte教授团队作为Alexander von Humboldt的合作伙伴，得到瑞士国家科学基金会(SNSF)在药用金属有机化学领域的资助，他又获得了作为瑞士国家科学基金会种子成员去瑞士苏黎世大学化学系进行独立研究的机会。2011年3月，作为助理教授被瑞士国家科学基金会授予苏黎世大学化学系教授职称。他新近主要研究领域涵盖了无机化学生物学和药用无机化学的多个方面，注重研究利用金属配合物杀灭癌细胞与寄生生物及其细胞过程。蒲陆梅，甘肃农业大学理学院，教授 ， 作者自1990年任教甘肃农业大学理学院以来，承担普通化学、分析化学、农药分析化学、专业英语、仪器分析等课程教学。任粮食、油脂与植物蛋白方向硕导。主持国家自然基金一项，多项涉及省级和横向项目，参与国家重点项目一项。近年来一作发表论文30余篇，其中SCI5篇。2018.03-2019.03在加拿大萨斯喀彻温大学生物化学、微生物和免疫学实验室访学一年。
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| 目錄：
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第1章固相金属离子亲和色谱在化学生物学中的新应用001
1.1引言001
1.2基本原理和应用001
1.3发展简史004
1.4新应用1：基于低分子量的非蛋白质化合物005
1.4.1嗜铁素005
1.4.2抗癌剂：曲古抑菌素A009
1.4.3抗癌剂：博来霉素010
1.4.4抗感染剂012
1.4.5其他试剂012
1.4.6选择可行的目标物013
1.5新应用2：多维固相金属离子亲和色谱015
1.6新应用3：代谢组学研究017
1.7新应用4：依赖于配位键的固相有机合成018
1.8绿色化学技术020
1.9结论021
致谢021
参考文献021
第2章金属配合物作为结构生物学的工具033
2.1结构生物学主要研究内容和方法033
2.2金属配合物在结构生物学中的作用034
2.3金属配合物在X射线晶体定相中的作用034
2.4金属配合物在顺磁NMR波谱推导结构约束中的作用036
2.4.1顺磁弛豫增强037
2.4.2残余偶极耦合037
2.4.3赝接触位移037
2.4.4生物大分子中引入镧系离子的策略038
2.5金属配合物作为自旋标记物在电子顺磁共振光谱进行距离测算中的应用044
2.6金属配合物作为电子供体在发光共振能量转移距离测算中的作用045
2.7结论与展望047
参考文献047
第3章化学生物学中金属配合物的AAS、XRF和MS表征方法054
3.1引言054
3.2原子吸收光谱055
3.2.1原子吸收光谱的基本原理055
3.2.2原子吸收光谱的仪器和方法055
3.2.3方法开发和应用057
3.2.4应用实例058
3.3全反射X射线荧光光谱法060
3.3.1基本原理060
3.3.2仪器、方法和应用061
3.4同步辐射对抗疟疾钌类似药物二茂铁氯喹的亚细胞X射线荧光成像062
3.4.1X射线荧光成像在药物开发中的应用——以二茂铁氯喹为例062
3.5质谱在无机化学生物学中的应用066
3.5.1质谱在无机化学生物学中的应用实例068
3.6结论073
致谢074
参考文献074
第4章用于细胞和生物成像的金属配合物082
4.1引言082
4.2光物理性质082
4.2.1荧光和磷光082
4.2.2双光子吸收084
4.2.3上转换发光084
4.3细胞内环境检测发光金属配合物085
4.3.1激光扫描共聚焦显微镜085
4.3.2荧光寿命成像显微镜086
4.3.3流式细胞仪086
4.4细胞和有机体成像087
4.4.1影响细胞摄取的因素087
4.4.2细胞器成像091
4.4.3细胞和有机体的双光子及上转换发射成像100
4.4.4细胞内传感和标记102
4.5结论105
致谢106
参考文献106
第5章金属羰基配合物的细胞成像111
5.1引言111
5.2金属羰基配合物的振动光谱113
5.3细胞系统的显微镜技术和成像115
5.3.1振动显微镜技术115
5.4红外显微镜116
5.4.1用红外光谱和光谱显微镜进行浓度测定117
5.4.2水的吸收特性117
5.4.3金属羰基配合物作为细胞成像的红外探针118
5.4.4金属羰基配合物的体内摄取和反应活性121
5.5拉曼显微镜124
5.5.1用拉曼显微镜进行浓度测定125
5.5.2作为细胞成像拉曼探针的金属羰基配合物126
5.6近场技术127
5.6.1使用近场技术进行浓度测定128
5.6.2光热诱导共振高分辨率测定细胞内金属-羰基累积128
5.7技术比较130
5.8结论与展望131
致谢131
参考文献132
第6章金属配合物检测DNA138
6.1引言138
6.2Ru(Ⅱ)配合物的光物理学性质139
6.2.1首个被研究的Ru(Ⅱ)配合物——\\[Ru(bpy)3\\]2 139
6.2.2均配物139
6.2.3杂配物140
6.2.4光致电子转移和能量转移过程142
6.3单核Ru(Ⅱ)配合物与简单双链DNA相互作用的研究进展144
6.3.1简单双链DNA的研究144
6.3.2DNA对发光特性的影响145
6.4遗传物质的结构多样性147
6.4.1DNA的力学性质147
6.4.2DNA拓扑结构147
6.4.3用SFM研究\\[Ru(phen)2(PHEHAT)\\]2 和\\[Ru(TAP)2(PHEHAT)\\]2 149
6.5双核Ru(Ⅱ)配合物与不同类型DNA的独特相互作用152
6.5.1\\[{Ru(phen)2}2HAT\\]4 与变性DNA的可逆相互作用152
6.5.2光敏性\\[{Ru(TAP)2}2TPAC\\]4 的靶向G-四联体154
6.5.3穿线嵌插155
6.6结论156
致谢157
参考文献157
第7章二巯基金属配合物对蛋白质和细胞的可视化164
7.1As（Ⅲ）和Sb（Ⅲ）的化学性质164
7.2半胱氨酸二硫醇在蛋白质中的功能165
7.3蛋白分离中As（Ⅲ）对二巯基的可视化作用166
7.4As（Ⅲ）对哺乳动物细胞表面二巯基的可视化作用167
7.5As（Ⅲ）对细胞内蛋白质中二巯基的可视化作用167
7.6As（Ⅲ）对细胞中四半胱氨酸重组蛋白的可视化作用168
7.7光学标记As（Ⅲ）对小鼠体内细胞死亡的可视化作用168
7.7.1健康细胞死亡和疾病细胞死亡168
7.7.2细胞死亡显像剂170
7.7.3光学标记As（Ⅲ）对小鼠脑部、肿瘤和血栓中细胞死亡的可视化作用170
7.8放射性标记As（Ⅲ）对小鼠肿瘤细胞死亡的可视化作用172
7.9结论与展望173
参考文献173
第8章金属配合物在测定金属离子、阴离子和小分子中的应用180
8.1洞悉细胞内部180
8.1.1以金属配合物为传感器的机制180
8.1.2金属配合物传感器的设计策略181
8.1.3生物成像金属基传感器的一般标准182
8.2测定金属离子的金属配合物183
8.2.1测定金属离子的拴系传感器183
8.2.2测定金属离子的置换传感器185
8.2.3测定金属离子的磁共振造影剂186
8.2.4金属离子化学计量器192
8.3测定阴离子和中性分子的金属配合物194
8.3.1栓系方法：金属配合物识别单元194
8.3.2置换方法：金属配合物猝灭剂196
8.3.3计量器法199
8.4结论202
致谢203
参考文献203
第9章活细胞中金属离子的光解释放210
9.1包括光笼配合物的光化学工具简介210
9.2钙的生物化学和光笼配合物212
9.2.1Ca2 光笼配合物的设计策略212
9.2.2Ca2 光笼配合物的生物应用215
9.3锌的生物化学和光笼配合物217
9.3.1Zn2 光笼配合物的生化靶标217
9.3.2Zn2 光笼配合物的设计策略219
9.4其他金属离子的光笼配合物223
9.4.1铜离子的光笼配合物223
9.4.2铁离子的光笼配合物226
9.4.3不常用金属离子的光笼配合物228
9.5结论228
致谢229
参考文献229
第10章利用金属配合物释放生物活性分子240
10.1引言240
10.2小分子信使241
10.2.1CO、NO和H2S的生物生成与传递241
10.2.2用于胞内一氧化氮递送的金属-亚硝基配合物241
10.2.3CO释放分子244
10.3“笼状”金属配合物中神经传导物质的“光释放”249
10.3.1“笼状”化合物249
10.3.2生物活性分子的“释放”250
10.4钴配合物的低氧激活252
10.4.1钴配合物的生物还原激活252
10.4.2低氧激活的DNA烷基化的钴药物前体253
10.4.3MMP抑制剂的低氧激活的钴药物前体256
10.5结论258
致谢259
参考文献259
第11章金属配合物在活细胞中作为酶抑制剂和催化剂266
11.1引言266
11.2金属基抑制剂：从偶然发现到理性设计267
11.2.1模拟已知酶结合物的结构267
11.2.2已知的酶抑制剂与金属配合物配位268
11.2.3交换配体抑制酶268
11.2.4金属配位控制构象268
11.2.5与已知的金属-酶促过程竞争269
11.3多核金属配合物：新一代酶抑制剂269
11.3.1杂多酸：具有广谱酶抑制作用270
11.3.2多核G-四联体DNA稳定剂：端粒酶的潜在抑制剂271
11.3.3多核多吡啶钌配合物：DNA拓扑异构酶Ⅱ抑制剂274
11.4活细胞中金属配合物催化剂275
11.4.1NAD /NADH的催化作用276
11.4.2硫醇半胱氨酸和谷胱甘肽的氧化作用276
11.4.3氧化控制的细胞毒性279
11.5官能团的催化转化和消除279
11.6催化控制的碳-碳键形成280
11.7结论280
参考文献281
第12章金属配合物在化学生物学中的其他应用290
12.1引言290
12.2表面固定蛋白质和酶290
12.3用作人工核酸酶的金属配合物294
12.3.1单核和多核Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ) 配合物296
12.3.2镧系元素配合物300
12.4金属配合物促进细胞摄入302
12.5结论305
致谢305
参考文献305
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| 內容試閱：
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化学生物学是一个迅速兴起的领域，新的化学生物学研究院所正在全球各高校不断组建。同时，为了满足该领域和其他相关研究方向广大学生的研究兴趣，一些面向本科生和硕士研究生的化学生物学新课程也陆续展开。然而这些课程中的绝大多数都是由有机化学背景的教师讲授，他们很少涉及金属配位化合物。这些化合物已被证实在化学生物学研究领域起着极其重要的作用，在不久的将来，它们的应用有望进一步扩大。尽管人们很快认识到了金属配位化合物的重要性，然而迄今为止，能够胜任该领域专业教学和管理的师资却非常有限\\[13\\]。编著本书的目的就是要通过全面综述当前金属配位化合物在化学生物学中的作用来解决这一问题。这里我们要强调药用无机化学（例如，抗肿瘤药、抗寄生虫药和抗微生物药）并没有在本书中出现，这是因为在其他著作中对这一部分已经有详细论述\\[48\\]。另外，由于要理解化学生物学特定的定义，本书也没有涉及小分子或化学技术对生物系统的识别和影响\\[2，912\\]以及金属离子在生物学中的作用等内容，仅仅呈现了应用于（分子）生物学的金属配位化合物。
为了便于无机化学和有机化学教师教学和学生理解，本书适当地涵盖了所有的化学生物学概念，书中所有章节都是以化学的基本理论与具体实例相结合来解释所提出的概念。前两章阐述金属配位化合物如何辅助基本生物分子的纯化（第1章）和结构识别（第2章）。接下来深入描述了能够辅助检测活细胞中特定金属的分析技术（第3章）。从这个意义上讲，本书第一部分重点介绍了这些技术的生物学应用，并且展现了一个无机化学和化学生物学交叉领域的美好远景。接着，本书第二部分着重于使活细胞中重要的细胞器、分子和离子可视化，更具体地说，就是利用发光化合物对特定细胞器成像（第4章），并且首先介绍了金属羰基配合物（第5章）。在后续的三章中阐释了金属配合物是如何辅助不同类型的DNA（第6章）、蛋白质（第7章），以及金属离子、阴离子与小分子（第8章）成像的。本书第三部分的内容与应用金属化合物在活细胞中释放生物相关金属离子（第9章）和生物活性分子（第10章），以及对特定酶的抑制性能（第11章）有关。最后一章（第12章）展望了金属配位化合物在化学生物学中潜在的应用前景。
我们希望无论是对化学生物学领域的初学者还是有丰富经验的专业人员，本书都能提供一定的帮助，能进一步激励更多的生物学专家将金属配位化合物应用于他们的研究中，同时也鼓励更多的无机化学专家为进一步揭示细胞过程而研发新的金属基探针。
愿悦享此书！
Gilles Gasser
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