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内容简介

　　化学生物学是现代化学和生命科学交叉的新兴领域。它的诞生不仅开拓了化学和生命科学的研究视野，也为使用多学科手段解决诸如人类健康等社会重大问题提供了新的思路。大力发展化学生物学，不仅是基础科学发展的需要，也是我国赶超世界尖端科学技术所必须重视的战略方向。作为介绍这一重要新兴领域的基础教科书，《生命科学前沿：化学生物学基础》希望能够更早地把现代科学前沿介绍给大学生，促使他们迅速成长为主导国家发展的拔尖创新人才。
　　《化学生物学基础》分为三大部分十五章，系统地阐述了这一新兴学科的各方面基本概念、知识、技术和应用，包括化学生物学的分子基础、化学生物学的概念和技术，以及化学生物学的应用和延展。强调化学生物学的系统知识和学科全貌，同时兼顾学科发展趋势和在现代尖端科学技术中的应用。
　　《生命科学前沿：化学生物学基础》适合作为高年级本科生、研究生、相关领域研究人员的教学用书或参考书。

内页插图

目录

第一部分 化学生物学的分子基础
第1章 多肽和蛋白质
1．1 多肽的化学生物学
1．2 蛋白质化学合成
1．3 蛋白质修饰和蛋白质药物
结语
第2章 核酸
2．1 核酸的分类、结构和合成
2．2 核酸与分子相互作用
2．3 核酸工具
2．4 DNA损伤、修复和修饰
结语
第3章 糖的化学生物学
3．1 概述{
3．2 糖的结构和分类
3．3 糖的合成
3．4 糖和蛋白质的相互作用
3．5 糖的序列分析和糖组学
3．6 糖的生物应用
结语
第4章 生命体系中的有机小分子
4．1 有机小分子的分类与简介
4．2 有机小分子的来源
4．3 生命体系中有机小分子的功能
结语
第5章 生命中的金属
5．1 生命中的金属元素及其研究简史
5．2 生物无机化学
5．3 专题讨论
结语

第二部分 化学生物学的概念和技术
第6章 基因组学和蛋白质组学
6．1 基因组学
6．2 蛋白质组学
结语
第7章 化学遗传学
7．1 概述
7．2 正向化学遗传学
7．3 反向化学遗传学
结语
第8章 组合化学与多样性导向合成
8．1 组合化学
8．2 小分子生物活性数据库ChemBank
8．3 高通量筛选
8．4 多样性导向合成
8．5 组合化学与多样性导向合成在药物发现中的应用
结语
第9章 生物大分子的进化
9．1 自然界的生物大分子进化
9．2 化学生物学中的生物大分子进化方法
9．3 生物大分子进化的基本概念和思路
9．4 分子多样性的建立
9．5 分子库的放大
9．6 标记和区分蛋白质分子
9．7 挑选和筛选
9．8 生物大分子进化应用实例
结语
第10章 分子成像
10．1 荧光分子成像
10．2 磁共振分子成像
10．3 核素分子成像
结语

第三部分 化学生物学的应用和延展
第11章 生物催化
11．1 概述
11．2 生物催化的定义
11．3 酶催化的基本性质
11．4 生物催化剂的筛选以及改造
11．5 人工酶
11．6 生物催化的应用
11．7 生物催化剂的前景
结语
第12章 化学小分子药物
12．1 药物化学的定义及发展简史
12．2 药物作用原理
12．3 药物动力学
12．4 现代药物研发过程
12．5 当代药物发现经济学
结语
第13章 生物药物
13．1 生物药物概述
13．2 生物药物开发及制造过程
13．3 生物制药具体方法
13．4 重要的生物药物
13．5 现代生物技术在传统制药工业中的应用
结语
第14章 疾病诊断
14．1 概述：新型化学生物学方法在疾病检测中的应用意义
14．2 以质谱为基础的生物标记物检测技术
14．3 单克隆抗体诊断技术
14．4 Aptamer-SELEX技术
14．5 分子成像检测技术
结语
第15章 合成生物学
15．1 合成生物学的发展历史及概念
15．2 合成生物学的研究方法和工具
15．3 合成生物学的研究方向
15．4 合成生物学展望
结语

前言/序言

　　化学和生物学是人类科学技术中的两大核心学科，化学与生物学之间的学科交叉产生了化学生物学。狭义的化学生物学是指使用化学小分子作为工具来解决生物学的问题，通常的研究手段是以使用合成或天然分子来干扰／调节蛋白质与核酸等生物大分子的功能和行为。笔者则更加倾向于广义的化学生物学，即面向生命科学的分子科学与分子工程。所谓面向生命科学，就是强调该学科的目的：从基础科学上讲是为了探索生命科学的奥秘，从实践应用上讲是为了解决人类的健康和医疗问题。所谓分子科学与分子工程，则强调了该学科的研究方法：从基础科学上分析是在分子水平上进行探索和阐释，从实践应用上分析则是依靠设计、发明、和创造新的分子工具来解决问题。因此，广义的化学生物学一方面要求我们去解决真正的生命科学问题，另一方面则强调我们使用充分体现了化学特色的技术与方法。
　　化学生物学的兴起一方面得益于现代生命科学技术的发展，为我们提出了大量重要的科学问题，例如疾病的发病机理和治疗、干细胞的可控利用与组织工程、生物环保和生物能源等。另一方面，现代分子科学与分子工程的巨大成就已经为我们设计使用各种合成分子提供了充分的基础，使得我们能够从被动的观察逐渐转变为主动的调控。积极地开拓化学生物学研究不仅为生命科学研究注入强大的推动力，也为化学学科的自身发展带来新的机遇和挑战。化学生物学与药物化学不同，后者侧重于化学小分子药物的发现与优化，而前者更加强调了对生命过程机理的发现、阐释和调控。化学生物学与生物化学或分子生物学也不同，后者是阐释生命过程中的化学，侧重于对客观生命现象的观察和描述；而前者是使用化学的概念、方法、和工具去研究生命科学问题，更加强调了主动地使用合成分子去调控生命过程。因此，化学生物学是在一个更加技术集成的高度上，更加紧密地将化学和生物学两大中心学科联系在一起。
　　化学生物学是一门新兴的重要学科，信息更新速度快，同时知识跨越范畴广。如何把化学生物学的基本知识和前沿动态传授给新一代的大学生，既是一个紧迫的任务，也是一个困难的课题。其紧迫性体现在国际著名高校，例如美国哈佛大学的化学与化学生物学系，都积极地开设了化学生物学的课程，这要求我们中国学者奋起直追。困难性则体现在世界上的化学生物学教材还较少，没有形成系统的教学规划。笔者作为几个不同高校的一线教师，都承担着化学生物学的教学任务，在自身教学工作实践的基础上，深感有必要编写一本关于这个学科的教学参考书，并尝试探讨一下化学生物学的知识体系和教学框架。基于这个缘由，并在赵劲教授组织、南京大学生命科学学院承办的教育部2009年化学生物学暑期学校的教学成果基础上，我们根据自己的教案和讲义，编写了这个小册子，期望能够抛砖引玉。
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