01 / 导读
导读
引用
Kuriyan, J., Konforti, B., & Wemmer, D. (2012). The Molecules of Life: Physical and Chemical Principles. Garland Science.
章节概要
全书共十九章，分六个部分，约1,000页。出版方称其核心主题是：蛋白质、DNA和RNA在细胞中协同工作的方式与它们的结构紧密相关，而结构又取决于原子间的相互作用以及能量与熵的相互作用。出版方说明书中对能量和熵的统计基础作了定量处理，推导详细，章末附有习题，并称没有物理化学背景的学生也能掌握这些概念。出版方的目录只列到第六部分开头的部分标题。
第一部分 生物分子（第1–5章）：从基因到RNA再到蛋白质；核酸结构；聚糖与脂质；蛋白质结构；蛋白质的进化变异
第一部分介绍生物大分子以及从基因到RNA再到蛋白质的流程，然后讲核酸、聚糖与脂质、蛋白质的结构，以及进化中所见的蛋白质变异。
第二部分 能量与熵（第6–8章）：能量与分子间作用力；熵；连接能量与熵：玻尔兹曼分布
物理基础。各章讲能量和分子间的作用力、熵，以及把二者联系起来的玻尔兹曼分布。
第三部分 自由能（第9–11章）：自由能；化学势与趋向平衡的驱动力；电压与自由能
先介绍自由能，再通过化学势和趋向平衡的驱动力，以及电压与自由能的关系来展开。
第四部分 分子相互作用（第12–14章）：分子识别：结合的热力学；大分子识别的特异性；别构
从热力学角度讲结合，接着是大分子识别的特异性，以及别构。
第五部分 动力学与催化（第15–17章）：分子过程的速率；酶催化的原理；扩散与转运
分子过程的速率、酶催化的原理，以及扩散与转运。
第六部分 组装与活性（第18–19章）：折叠；DNA与蛋白质合成的保真性
最后两章把前面的内容应用到大分子的折叠，以及DNA和蛋白质合成的保真性。
核心概念
第一、二部分：结构与物理基础（第1–8章）
- 生物分子结构：核酸、聚糖与脂质、蛋白质（第2–4章）。
- 能量与分子间作用力：第6章。
- 熵与玻尔兹曼分布：第7、8章。
第三、四部分：自由能与相互作用（第9–14章）
- 自由能与化学势：第9、10章。
- 电压与自由能：第11章。
- 结合的热力学与分子识别：第12、13章。
- 别构：第14章。
第五、六部分：速率、催化与组装（第15–19章）
- 分子过程的速率与酶催化：第15、16章。
- 扩散与转运：第17章。
- 折叠与DNA和蛋白质合成的保真性：第18、19章。
评析
优点
- 为生物化学提供物理框架。 六个部分从结构出发，依次讲能量、熵、自由能、相互作用和动力学，再应用于折叠与保真性，使同一套思想能在多种情境中解释分子。
- 非物理化学专业者也能读。 出版方称推导详细清晰，没有物理化学背景的学生借助章末习题也应能掌握。
- 模块化设计。 出版方称本书的写法是灵活而非面面俱到，以适应不同教师的目标。
- 明确联系结构与功能。 第一部分在引入任何热力学之前先介绍大分子，使结构始终在视野之内。
局限
- 不是代谢概览。 目录中没有关于代谢途径或各类生物分子全貌的章节；需要标准生物化学概览的学生需另备一本教材。
- 物理内容偏重。 第二至五部分讲能量、熵、自由能、结合和动力学；本站列出的先修为微积分和普通化学。
- 外部评论有限。 撰写本指南所能查阅的资料是出版方页面，因此本书的优点是按作者和出版方的介绍来描述的。
在课程中的定位
《The Molecules of Life》是生物化学书单中以物理化学为先的教材。《Biochemistry: The Molecular Basis of Life》和《Essential Biochemistry》是入门教材，后者是适用于一学期第一门课程的精炼教材。《Fundamentals of Biochemistry》以化学上的严谨性、完整的本科范围讲授该学科，Miesfeld和McEvoy的《Biochemistry》把分子结构和代谢与生理及疾病联系起来，《Lehninger Principles of Biochemistry》是综合性的标准参考书。
在读Kuriyan时，可与某一本广泛的生物化学教材同时或之后阅读，此时的问题是分子为什么会如此结合、折叠和催化。
如何使用本书
适合已学过生物化学入门和普通化学、懂微积分、并选修强调物理原理课程的学生。
- 核心： 第二至四部分（第6–14章）是中心：能量、熵、自由能和结合。按顺序阅读。
- 复习或略读： 已了解大分子结构的读者可略读第一部分（第1–5章）。
- 动力学与应用： 第五部分和第18–19章应用这些原理；第15–16章可与酶学单元配合。
- 练习： 做章末习题，因为推导是主要的教学方法。
- 与概览性教材搭配： 由于目录中没有关于代谢途径的章节，代谢途径请使用书单中某一本广泛的生物化学教材，而用本书来获得对结合、折叠和催化的物理解释。
- 灵活使用： 出版方称本书是模块化的，因此课程可以把第二至四部分作为生物分子热力学的短单元，或把第四、五部分用于结合、别构和动力学。