Biochemistry（生物化學）

引用

Miesfeld, R. L., & McEvoy, M. M. (2021). Biochemistry (2nd ed.). W. W. Norton.

章節概要

第2版共5部23章，約1,400頁。兩位作者分別任教於亞利桑那大學與加州大學洛杉磯分校，他們把本書介紹為圍繞三大主題組織的教材：結構與功能的關係、能量轉換過程之間的相互依存，以及訊號傳遞在代謝調控中的作用。出版社還說，本書用「everyday biochemistry（日常生物化學）」的例子來說明各個主題為什麼重要。

第1部：生物化學原理（第1–3章）

第1章「生物化學原理」之後是「物理生物化學：能量轉換、水與膜」（第2章）與「核酸的結構與功能」（第3章）。能量轉換、水和膜因此集中在開頭的一章裡，核酸則排在蛋白質之前介紹。

第2部：蛋白質生物化學（第4–8章）

這一部分從「蛋白質結構」（4）談到「蛋白質生物化學的方法」（5）、「蛋白質功能」（6）與「酶的機制」（7）。最後是「細胞訊號系統」（8），所以訊號傳遞是在代謝之前而不是之後介紹的。

第3部：能量轉換途徑（第9–12章）

四章循著能量的流向展開：「糖解：代謝調控的範例」（9）、「檸檬酸循環」（10）、「氧化磷酸化」（11）與「光合作用」（12）。第9章的標題顯示，糖解不僅用來談各個步驟，也用來介紹一條途徑是如何被調控的。

第4部：代謝調控（第13–19章）

這一部分涵蓋「醣類的結構與功能」（13）與「醣類代謝」（14）、「脂質的結構與功能」（15）與「脂質代謝」（16）、「胺基酸代謝」（17）與「核苷酸代謝」（18），並以「代謝整合」（19）收尾。醣類與脂質各自是一章結構加一章代謝，胺基酸與核苷酸各有一章代謝（它們的結構在前面的第3章與第4章出現），最後一章把各條途徑連結起來。

第5部：基因體調控（第20–23章）

全書以資訊流的生物化學收尾：「DNA複製、修復與重組」（20）、「RNA合成、加工與基因靜默」（21）、「蛋白質合成、轉譯後修飾與運輸」（22）與「基因調控」（23）。

核心概念

第1–2部：原理與蛋白質生物化學

• 結構與功能的關係：出版社點明的三大主題之一，在第4至第7章中展開。
• 酶的機制：酶如何催化反應（第7章）；出版社說第2版對生物過程背後的化學機制給予了新的重視。
• 細胞訊號系統：第8章的各條途徑，排在代謝之前介紹。

第3–4部：能量轉換與代謝調控

• 代謝調控：對途徑的控制，第9章透過糖解引入。
• 能量轉換：糖解、檸檬酸循環、氧化磷酸化與光合作用的銜接（第9至第12章）。
• 代謝整合：醣類、脂質、胺基酸與核苷酸的代謝如何協調（第19章）。

第5部：基因體調控

• 基因靜默：在第21章中與RNA合成和加工放在一起。
• 轉譯後修飾與運輸：蛋白質合成一章（22）的一部分。
• 基因調控：本書最後一章（第23章）。

評析

優點

• 明確以教學而非查閱為導向。 出版社說作者是為大學部讀者寫作的，並與它所說的那種「為教師寫的百科全書式」教材相對照，強調的是大主題，而不是面面俱到。這是出版社自己的表述。
• 機制與情境合於一書。 出版社的描述把「everyday biochemistry」的例子與生物學和化學的平衡結合起來，第2版增加了「Your Turn」批判性思考練習，並新增了CRISPR與冷凍電子顯微術的內容。目錄與此吻合：第2部為酶的機制單列一章，細胞訊號與代謝整合也各有單獨的章。
• 便於複習的結構。 第4部中醣類與脂質各有一對章（結構與功能，然後是代謝），第3部的能量途徑被歸在一起，便於一次複習一組途徑。
• 數位資源。 電子書包含可動的3D分子，Smartwork課程有使用分子檢視器的題目，有助於結構與功能這一主題的學習。

局限

• 篇幅很長。 23章約1,400頁，超出一學期課程能完整講授的量，目錄也沒有標出可選章節，因此教師與自學者必須決定略去什麼。
• 出版社頁面未說明先備知識。 對化學機制的重視意味著需要普通化學，有機化學也會有幫助，但這是根據目錄以及關於化學類題目擴充的說明所做的推斷，並非明確要求。
• 品質方面的說法來自出版社。 關於可讀性與圖示品質的說法來自出版社；在採用本書之前，不妨先看一章樣章。
• 訊號傳遞靠前。 把細胞訊號放在代謝之前的第8章，有利於調控這一主題，但讀者會先學到訊號傳遞，之後才遇到它所調控的途徑。

在課程中的定位

Miesfeld與McEvoy是希望化學與生物學兼顧的大學部生物化學課程的主教材。在本書單中，最接近的替代選擇是Voet、Voet與Pratt的 Fundamentals of Biochemistry（以化學上的嚴謹處理主題，全書運用熱力學與反應機制），以及內容全面的 Lehninger Principles of Biochemistry。Miesfeld與McEvoy把重心放在出版社所說的結構與功能、能量轉換與訊號傳遞這些主題上，以及日常的例子上。

作為較輕鬆的起點，Trudy McKee與James McKee的 Biochemistry: The Molecular Basis of Life 是為化學背景有限的學生寫的，Pratt與Cornely的 Essential Biochemistry 是為一學期入門課設計的簡明教材。Kuriyan、Konforti與Wemmer的 The Molecules of Life 透過巨分子的物理化學來講解生物化學，適合學完入門課後想了解熱力學與動力學一面的讀者。

如何使用本書

本書適合生物學、生物化學、化學與醫學預科科系修讀一到兩學期生物化學課程的大學部學生。讀者應學過普通化學；由於強調機制，有機化學也會有用。

一個實用的讀法是把第1部與第2部作為基礎，在第4、6、7章（蛋白質結構、功能與酶的機制）上花最多時間，把第5章當作方法參考。第3部與第4部的代謝章節（9–12、14、16–19）構成典型課程的代謝核心；結構章第13與15章可作為各代謝章的引入來讀。第5部可以與分子生物學課程一起講授，也可用來對DNA、RNA與蛋白質合成做一次綜合鞏固。

學習時，重畫每條途徑並標出調控點，把第9章的調控主題當作其餘各章的範本。做「Your Turn」練習；如果能用電子書，可以在讀第4、6、7章時搭配3D分子檢視。