由吉爾·加塞(GillesGasser)教授編著的《無機化學(xué)生物學(xué)》一書,介紹了固定金屬離子親和色譜在化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用,系統(tǒng)講述了金屬配合物在無機化學(xué)生物學(xué)中應(yīng)用的原理、方法和技術(shù);在結(jié)構(gòu)生物學(xué)中的應(yīng)用、在有機體光譜分析中的應(yīng)用、在有機體成像中的作用、在探測DNA中的應(yīng)用、對蛋白質(zhì)和細胞的顯示作用,涉及了活細胞中金屬離子的光控釋放以及利用金屬配合物實現(xiàn)的活性物質(zhì)釋放、金屬配合物的酶抑制劑和催化劑作用等內(nèi)容,同時介紹了該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。本書主題明確、理論清晰、內(nèi)容豐富,所述方法和技術(shù)代表國際研究前沿,所舉實例非常典型,是一部迄今為止難得的有關(guān)無機化學(xué)生物學(xué)的著作。
Gilles Gasser,1976年出生于瑞士法語區(qū), 2004年取得瑞士納沙泰爾大學(xué)超分子/配位化學(xué)方向的博士學(xué)位,其導(dǎo)師是Helen StoeckliEvans教授。2010年,完成與澳大利亞莫納什大學(xué)的Leone Spiccia教授合作的生物無機化學(xué)博士后工作,之后在德國波鴻魯爾大學(xué)Nils MetzlerNolte教授團隊作為Alexander von Humboldt的合作伙伴,得到瑞士國家科學(xué)基金會(SNSF)在藥用金屬有機化學(xué)領(lǐng)域的資助,他又獲得了作為瑞士國家科學(xué)基金會種子成員去瑞士蘇黎世大學(xué)化學(xué)系進行獨立研究的機會。2011年3月,作為助理教授被瑞士國家科學(xué)基金會授予蘇黎世大學(xué)化學(xué)系教授職稱。他新近主要研究領(lǐng)域涵蓋了無機化學(xué)生物學(xué)和藥用無機化學(xué)的多個方面,注重研究利用金屬配合物殺滅癌細胞與寄生生物及其細胞過程。
Gilles Gasser,1976年出生于瑞士法語區(qū), 2004年取得瑞士納沙泰爾大學(xué)超分子/配位化學(xué)方向的博士學(xué)位,其導(dǎo)師是Helen StoeckliEvans教授。2010年,完成與澳大利亞莫納什大學(xué)的Leone Spiccia教授合作的生物無機化學(xué)博士后工作,之后在德國波鴻魯爾大學(xué)Nils MetzlerNolte教授團隊作為Alexander von Humboldt的合作伙伴,得到瑞士國家科學(xué)基金會(SNSF)在藥用金屬有機化學(xué)領(lǐng)域的資助,他又獲得了作為瑞士國家科學(xué)基金會種子成員去瑞士蘇黎世大學(xué)化學(xué)系進行獨立研究的機會。2011年3月,作為助理教授被瑞士國家科學(xué)基金會授予蘇黎世大學(xué)化學(xué)系教授職稱。他新近主要研究領(lǐng)域涵蓋了無機化學(xué)生物學(xué)和藥用無機化學(xué)的多個方面,注重研究利用金屬配合物殺滅癌細胞與寄生生物及其細胞過程。
蒲陸梅,甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院,教授 , 作者自1990年任教甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院以來,承擔(dān)普通化學(xué)、分析化學(xué)、農(nóng)藥分析化學(xué)、專業(yè)英語、儀器分析等課程教學(xué)。任糧食、油脂與植物蛋白方向碩導(dǎo)。主持國家自然基金一項,多項涉及省級和橫向項目,參與國家重點項目一項。近年來一作發(fā)表論文30余篇,其中SCI5篇。2018.03-2019.03在加拿大薩斯喀徹溫大學(xué)生物化學(xué)、微生物和免疫學(xué)實驗室訪學(xué)一年。
第1章固相金屬離子親和色譜在化學(xué)生物學(xué)中的新應(yīng)用001
1.1引言001
1.2基本原理和應(yīng)用001
1.3發(fā)展簡史004
1.4新應(yīng)用1:基于低分子量的非蛋白質(zhì)化合物005
1.4.1嗜鐵素005
1.4.2抗癌劑:曲古抑菌素A009
1.4.3抗癌劑:博來霉素010
1.4.4抗感染劑012
1.4.5其他試劑012
1.4.6選擇可行的目標物013
1.5新應(yīng)用2:多維固相金屬離子親和色譜015
1.6新應(yīng)用3:代謝組學(xué)研究017
1.7新應(yīng)用4:依賴于配位鍵的固相有機合成018
1.8綠色化學(xué)技術(shù)020
1.9結(jié)論021
致謝021
參考文獻021
第2章金屬配合物作為結(jié)構(gòu)生物學(xué)的工具033
2.1結(jié)構(gòu)生物學(xué)主要研究內(nèi)容和方法033
2.2金屬配合物在結(jié)構(gòu)生物學(xué)中的作用034
2.3金屬配合物在X射線晶體定相中的作用034
2.4金屬配合物在順磁NMR波譜推導(dǎo)結(jié)構(gòu)約束中的作用036
2.4.1順磁弛豫增強037
2.4.2殘余偶極耦合037
2.4.3贗接觸位移037
2.4.4生物大分子中引入鑭系離子的策略038
2.5金屬配合物作為自旋標記物在電子順磁共振光譜進行距離測算中的應(yīng)用044
2.6金屬配合物作為電子供體在發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移距離測算中的作用045
2.7結(jié)論與展望047
參考文獻047
第3章化學(xué)生物學(xué)中金屬配合物的AAS、XRF和MS表征方法054
3.1引言054
3.2原子吸收光譜055
3.2.1原子吸收光譜的基本原理055
3.2.2原子吸收光譜的儀器和方法055
3.2.3方法開發(fā)和應(yīng)用057
3.2.4應(yīng)用實例058
3.3全反射X射線熒光光譜法060
3.3.1基本原理060
3.3.2儀器、方法和應(yīng)用061
3.4同步輻射對抗瘧疾釕類似藥物二茂鐵氯喹的亞細胞X射線熒光成像062
3.4.1X射線熒光成像在藥物開發(fā)中的應(yīng)用——以二茂鐵氯喹為例062
3.5質(zhì)譜在無機化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用066
3.5.1質(zhì)譜在無機化學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用實例068
3.6結(jié)論073
致謝074
參考文獻074
第4章用于細胞和生物成像的金屬配合物082
4.1引言082
4.2光物理性質(zhì)082
4.2.1熒光和磷光082
4.2.2雙光子吸收084
4.2.3上轉(zhuǎn)換發(fā)光084
4.3細胞內(nèi)環(huán)境檢測發(fā)光金屬配合物085
4.3.1激光掃描共聚焦顯微鏡085
4.3.2熒光壽命成像顯微鏡086
4.3.3流式細胞儀086
4.4細胞和有機體成像087
4.4.1影響細胞攝取的因素087
4.4.2細胞器成像091
4.4.3細胞和有機體的雙光子及上轉(zhuǎn)換發(fā)射成像100
4.4.4細胞內(nèi)傳感和標記102
4.5結(jié)論105
致謝106
參考文獻106
第5章金屬羰基配合物的細胞成像111
5.1引言111
5.2金屬羰基配合物的振動光譜113
5.3細胞系統(tǒng)的顯微鏡技術(shù)和成像115
5.3.1振動顯微鏡技術(shù)115
5.4紅外顯微鏡116
5.4.1用紅外光譜和光譜顯微鏡進行濃度測定117
5.4.2水的吸收特性117
5.4.3金屬羰基配合物作為細胞成像的紅外探針118
5.4.4金屬羰基配合物的體內(nèi)攝取和反應(yīng)活性121
5.5拉曼顯微鏡124
5.5.1用拉曼顯微鏡進行濃度測定125
5.5.2作為細胞成像拉曼探針的金屬羰基配合物126
5.6近場技術(shù)127
5.6.1使用近場技術(shù)進行濃度測定128
5.6.2光熱誘導(dǎo)共振高分辨率測定細胞內(nèi)金屬-羰基累積128
5.7技術(shù)比較130
5.8結(jié)論與展望131
致謝131
參考文獻132
第6章金屬配合物檢測DNA138
6.1引言138
6.2Ru(Ⅱ)配合物的光物理學(xué)性質(zhì)139
6.2.1首個被研究的Ru(Ⅱ)配合物——\[Ru(bpy)3\]2+139
6.2.2均配物139
6.2.3雜配物140
6.2.4光致電子轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)移過程142
6.3單核Ru(Ⅱ)配合物與簡單雙鏈DNA相互作用的研究進展144
6.3.1簡單雙鏈DNA的研究144
6.3.2DNA對發(fā)光特性的影響145
6.4遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性147
6.4.1DNA的力學(xué)性質(zhì)147
6.4.2DNA拓撲結(jié)構(gòu)147
6.4.3用SFM研究\[Ru(phen)2(PHEHAT)\]2+和\[Ru(TAP)2(PHEHAT)\]2+149
6.5雙核Ru(Ⅱ)配合物與不同類型DNA的獨特相互作用152
6.5.1\[{Ru(phen)2}2HAT\]4+與變性DNA的可逆相互作用152
6.5.2光敏性\[{Ru(TAP)2}2TPAC\]4+的靶向G-四聯(lián)體154
6.5.3穿線嵌插155
6.6結(jié)論156
致謝157
參考文獻157
第7章二巰基金屬配合物對蛋白質(zhì)和細胞的可視化164
7.1As(Ⅲ)和Sb(Ⅲ)的化學(xué)性質(zhì)164
7.2半胱氨酸二硫醇在蛋白質(zhì)中的功能165
7.3蛋白分離中As(Ⅲ)對二巰基的可視化作用166
7.4As(Ⅲ)對哺乳動物細胞表面二巰基的可視化作用167
7.5As(Ⅲ)對細胞內(nèi)蛋白質(zhì)中二巰基的可視化作用167
7.6As(Ⅲ)對細胞中四半胱氨酸重組蛋白的可視化作用168
7.7光學(xué)標記As(Ⅲ)對小鼠體內(nèi)細胞死亡的可視化作用168
7.7.1健康細胞死亡和疾病細胞死亡168
7.7.2細胞死亡顯像劑170
7.7.3光學(xué)標記As(Ⅲ)對小鼠腦部、腫瘤和血栓中細胞死亡的可視化作用170
7.8放射性標記As(Ⅲ)對小鼠腫瘤細胞死亡的可視化作用172
7.9結(jié)論與展望173
參考文獻173
第8章金屬配合物在測定金屬離子、陰離子和小分子中的應(yīng)用180
8.1洞悉細胞內(nèi)部180
8.1.1以金屬配合物為傳感器的機制180
8.1.2金屬配合物傳感器的設(shè)計策略181
8.1.3生物成像金屬基傳感器的一般標準182
8.2測定金屬離子的金屬配合物183
8.2.1測定金屬離子的拴系傳感器183
8.2.2測定金屬離子的置換傳感器185
8.2.3測定金屬離子的磁共振造影劑186
8.2.4金屬離子化學(xué)計量器192
8.3測定陰離子和中性分子的金屬配合物194
8.3.1栓系方法:金屬配合物識別單元194
8.3.2置換方法:金屬配合物猝滅劑196
8.3.3計量器法199
8.4結(jié)論202
致謝203
參考文獻203
第9章活細胞中金屬離子的光解釋放210
9.1包括光籠配合物的光化學(xué)工具簡介210
9.2鈣的生物化學(xué)和光籠配合物212
9.2.1Ca2+光籠配合物的設(shè)計策略212
9.2.2Ca2+光籠配合物的生物應(yīng)用215
9.3鋅的生物化學(xué)和光籠配合物217
9.3.1Zn2+光籠配合物的生化靶標217
9.3.2Zn2+光籠配合物的設(shè)計策略219
9.4其他金屬離子的光籠配合物223
9.4.1銅離子的光籠配合物223
9.4.2鐵離子的光籠配合物226
9.4.3不常用金屬離子的光籠配合物228
9.5結(jié)論228
致謝229
參考文獻229
第10章利用金屬配合物釋放生物活性分子240
10.1引言240
10.2小分子信使241
10.2.1CO、NO和H2S的生物生成與傳遞241
10.2.2用于胞內(nèi)一氧化氮遞送的金屬-亞硝基配合物241
10.2.3CO釋放分子244
10.3“籠狀”金屬配合物中神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)的“光釋放”249
10.3.1“籠狀”化合物249
10.3.2生物活性分子的“釋放”250
10.4鈷配合物的低氧激活252
10.4.1鈷配合物的生物還原激活252
10.4.2低氧激活的DNA烷基化的鈷藥物前體253
10.4.3MMP抑制劑的低氧激活的鈷藥物前體256
10.5結(jié)論258
致謝259
參考文獻259
第11章金屬配合物在活細胞中作為酶抑制劑和催化劑266
11.1引言266
11.2金屬基抑制劑:從偶然發(fā)現(xiàn)到理性設(shè)計267
11.2.1模擬已知酶結(jié)合物的結(jié)構(gòu)267
11.2.2已知的酶抑制劑與金屬配合物配位268
11.2.3交換配體抑制酶268
11.2.4金屬配位控制構(gòu)象268
11.2.5與已知的金屬-酶促過程競爭269
11.3多核金屬配合物:新一代酶抑制劑269
11.3.1雜多酸:具有廣譜酶抑制作用270
11.3.2多核G-四聯(lián)體DNA穩(wěn)定劑:端粒酶的潛在抑制劑271
11.3.3多核多吡啶釕配合物:DNA拓撲異構(gòu)酶Ⅱ抑制劑274
11.4活細胞中金屬配合物催化劑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氧化控制的細胞毒性279
11.5官能團的催化轉(zhuǎn)化和消除279
11.6催化控制的碳-碳鍵形成280
11.7結(jié)論280
參考文獻281
第12章金屬配合物在化學(xué)生物學(xué)中的其他應(yīng)用290
12.1引言290
12.2表面固定蛋白質(zhì)和酶290
12.3用作人工核酸酶的金屬配合物294
12.3.1單核和多核Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ) 配合物296
12.3.2鑭系元素配合物300
12.4金屬配合物促進細胞攝入302
12.5結(jié)論305
致謝305
參考文獻305