01 / 導讀
導讀
引用
Pratt, C. W., & Cornely, K. (2021). Essential Biochemistry (5th ed.). Wiley.
章節概要
第5版（2021年3月，約816頁）共四部分22章，之後是名詞解釋、奇數題解答和索引。第1章說明了全書的安排：兩章基礎內容之後，第3–22章分為三組，對應生物化學的三個主題，也就是分子結構與功能的關係、能量的取得與利用，以及生物資訊的傳遞。每章以「Do You Remember?」複習題和學習目標開頭，以摘要、關鍵詞、成對排列的大量習題和附註解的精選閱讀文獻作結。許多章設有「Clinical Connection」（臨床連結）一節，若干章設有「Tools and Techniques」（工具與技術）一節，簡短的專欄則補充各種應用。
第一部分：基礎（第1–2章）
第1章：生命的化學基礎 以三節概覽全書：主要的生物分子類型及其聚合物，代謝的熱力學（焓、熵、自由能），以及細胞的起源和原核生物與真核生物的差異（包括人體中的微生物）。本章也列出全書的主題，其中包括恆定性、演化和從生化層次解釋疾病。第2章：水溶液化學 討論氫鍵和作為溶劑的水、疏水效應和脂雙層、酸鹼化學（pH和pK），最後談緩衝溶液和人體的酸鹼平衡。
第二部分：分子結構與功能（第3–11章）
第3章：核酸的結構與功能 安排在蛋白質之前：核苷酸、雙螺旋、中心法則、突變與疾病、基因改造生物和基因體學。第4章：蛋白質結構 從胺基酸談到二級、三級和四級結構、蛋白質摺疊和內在無序蛋白，並討論蛋白質錯誤摺疊疾病和蛋白質分析方法（層析法、質譜法）。第5章：蛋白質功能 討論肌紅素和血紅素及其變異型、肌動蛋白和膠原蛋白等結構蛋白、馬達蛋白（肌凝蛋白和驅動蛋白）以及抗體。
第6章：酵素如何作用 介紹催化機制以及酵素催化的獨特之處，以胰凝乳蛋白酶為詳細範例，以血液凝固作為臨床連結。第7章：酵素動力學與抑制 推導米氏模型，討論各種抑制類型，並有一節關於藥物的臨床內容。第8–10章：脂質與膜；膜運輸；訊息傳遞 從脂質結構、脂雙層、膜蛋白和流體鑲嵌模型談到被動運輸、主動運輸和膜融合，再談到G蛋白路徑、受體酪胺酸激酶和脂質激素的訊息傳遞。第11章：醣類 討論單醣、多醣和醣蛋白，並有關於梅納反應、纖維素生質燃料和ABO血型系統的專欄。
第三部分：代謝（第12–19章）
第12章：代謝與生物能量學 介紹食物與燃料、代謝路徑、氧化還原反應與自由能變化，以及在後續各章反覆出現的代謝概覽圖。第13章：葡萄糖代謝 討論糖解作用、糖質新生、肝醣的合成與分解以及五碳醣磷酸路徑，並涉及醣類代謝疾病。第14–15章：檸檬酸循環；氧化磷酸化 討論丙酮酸去氫酶反應、循環的八個反應及其合成代謝與分解代謝功能，接著是粒線體電子傳遞、化學滲透和ATP合成酶。第16章：光合作用 討論葉綠體、光反應和碳固定，C4路徑放在專欄中。
第17章：脂質代謝 討論脂質運輸、脂肪酸的氧化與合成以及其他脂質的合成。第18章：氮代謝 從固氮和氮同化談到胺基酸的生合成與分解、尿素循環，直到核苷酸代謝。第19章：哺乳動物燃料代謝的調節 整合各條路徑，說明其激素調控和燃料代謝疾病，最後談癌症代謝。
第四部分：遺傳資訊（第20–22章）
第20章：DNA複製與修復 討論複製機器、端粒、DNA損傷與修復、作為遺傳疾病的癌症、DNA包裝以及操作DNA的工具，並有一個關於CRISPR基因編輯的專欄。第21章：轉錄與RNA 討論轉錄起始、RNA聚合酶和RNA加工。第22章：蛋白質合成 討論tRNA與遺傳密碼、核糖體結構、轉譯，以及分子伴護蛋白協助的摺疊、膜標靶和共價修飾等轉譯後事件。
核心概念
基礎與結構（第1–11章）
- 自由能（ΔG）：決定一個過程能否自發進行的量，在第1章引入，貫穿整個代謝部分。
- 疏水效應：穩定摺疊蛋白質和脂雙層的主要作用力。
- pK與緩衝溶液：酸如何解離，以及溶液如何抵抗pH變化。
- 蛋白質結構層次：從一級結構到四級結構，以及內在無序區域。
- 協同性氧結合：血紅素對氧、H⁺和雙磷酸甘油酸的反應。
- 催化機制與米氏動力學：酵素如何加快反應，以及如何測定其速率和抑制。
- 流體鑲嵌模型與膜運輸：膜的組織方式，以及溶質如何被動或主動地穿過膜。
- 訊息傳遞：G蛋白路徑、受體酪胺酸激酶和脂質激素。
代謝（第12–19章）
- 代謝路徑與氧化還原反應：分解代謝和合成代謝的組織方式。
- 糖解作用、糖質新生與肝醣代謝：葡萄糖的處理。
- 化學滲透與ATP合成酶：電子傳遞如何與ATP合成偶合。
- 碳固定：Rubisco與光合作用中CO₂的固定。
- 尿素循環：多餘氮的排除。
- 燃料代謝的激素調控：身體如何在器官之間協調各條路徑。
遺傳資訊（第20–22章）
- 複製與修復：正確複製DNA並修正損傷。
- 轉錄與RNA加工：合成並修飾RNA。
- 轉譯與轉譯後事件：核糖體上的蛋白質合成，以及之後蛋白質所經歷的過程。
評析
優點
- 為主動學習而設計。 出版社說明，作者在每章中不斷提出問題、建議學習活動。樣章呈現了這套設計：開頭把新內容與先前所學連結起來的複習題、每節的學習目標、附在圖上的問題、摘要和關鍵詞表，以及數十道習題（光是第1章就有68道），奇數題的解答附在書後。
- 涵蓋面廣而有節制。 Wiley 稱本書內容廣泛但不至於令人招架不住，著重生物學背後的化學，寫給生物學、醫學預科和相關健康科系的學生。目錄印證了這一點：22章內容涵蓋光合作用、訊息傳遞、核苷酸代謝和癌症代謝，篇幅卻不及大型參考教科書。
- 臨床與實務連結融入結構。 Clinical Connection 各節（酸鹼平衡、蛋白質錯誤摺疊、血紅素變異型、凝血、藥物設計、醣類代謝疾病、癌症）和 Tools and Techniques 各節（緩衝溶液、蛋白質分析、DNA操作）都是有編號的正式小節，而非可有可無的邊欄；專欄則把各主題與運動飲料、烘焙、除草劑等日常事物連結起來。
- 閱讀文獻較新。 各章附註解的精選閱讀文獻列出近期的短篇論文；第1章所列六篇中有五篇發表於2015–2020年。
局限
- 篇幅仍然偏長。 全書約816頁，雖比大型教科書短，但一個學期仍無法全部講完，必須有所取捨。
- 核酸結構先於蛋白質，遺傳過程放在最後。 第3章較早介紹核酸，但複製、轉錄和轉譯要到第20–22章才談。在其他課程講授分子生物學的科系可以略過這些章節；希望較早講授資訊傳遞的課程則需要調整順序。
- 以化學為先導的取向。 本書明確以生物學背後的化學為重點，從最初幾章起就涉及反應機制（第6章有一個關於如何表示反應機制的專欄）、熱力學和pK計算，要求學生熟悉普通化學和一定程度的有機化學。
在課程中的定位
在這門生物化學課程的書單中，Essential Biochemistry 是以解題為中心的第一門課之選。最接近的替代是 McKee 和 McKee 的 Biochemistry: The Molecular Basis of Life，這是一本篇幅更長的一學期教科書，強調化學與生物學的平衡以及細胞生理；Pratt 和 Cornely 的書較精簡，學習輔助設計也更有系統。源自 Berg、Tymoczko 和 Stryer 教科書的 Biochemistry: A Short Course 是另一種附有臨床實例的一學期選擇。Mark Lorch 的 Biochemistry: A Very Short Introduction 和 Goodsell 的 The Machinery of Life 是非技術性的預習讀物。
關於後續學習，Pratt 也是 Voet、Voet 和 Pratt 的 Fundamentals of Biochemistry 的作者之一，該書是全學年課程的自然延續；Miesfeld 和 McEvoy 的 Biochemistry，Appling、Anthony-Cahill 和 Mathews 的 Biochemistry: Concepts and Connections，Lehninger Principles of Biochemistry 以及 Berg 的 Biochemistry 是其他完整的教科書。Kuriyan、Konforti 和 Wemmer 的 The Molecules of Life 以及 McMurry 和 Begley 的 The Organic Chemistry of Biological Pathways 則深化物理化學和反應機制方面的內容。
如何使用本書
本書適合在修過普通化學和至少一部分有機化學之後，修第一門生物化學課程的生物學、生物化學、醫學預科和相關健康科系學生。酸鹼化學基礎薄弱的學生應在第2章多花時間，因為pK和緩衝溶液計算會反覆出現。
實用的閱讀計畫如下：
- 每章都從「Do You Remember?」開始。 如果這些題目做起來吃力，先回到題目所指向的前面章節，再繼續閱讀。
- 一學期的核心順序： 第1–2章，第4–7章（蛋白質和酵素），第8–9章（膜與運輸），第11–15章（從醣類到氧化磷酸化），接著是第17–19章（脂質代謝、氮代謝和燃料代謝的整合）。
- 依科系選讀： 醫學預科和細胞生物學學生讀第10章（訊息傳遞）；植物科學讀第16章（光合作用）；課程包含分子生物學時讀第3章和第20–22章。
- 從第12章起善用代謝概覽圖， 在學習每條路徑的具體步驟之前，先確定它在整體中的位置。
習題是成對的：先做奇數題並對照書後解答，再獨立完成與之配對的偶數題。Clinical Connection 和 Tools and Techniques 各節是準備病例題和實驗題的好材料。