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導讀
引用
Voet, D., Voet, J. G., & Pratt, C. W. (2016). Fundamentals of Biochemistry: Life at the Molecular Level (5th ed.). John Wiley & Sons.
章節概要
全書共28章，分為五部分，約1180頁。各章分為編號小節，其下的字母小標題都寫成完整的陳述句（例如「新一代定序技術是大規模並行的」），因此目錄本身就是全書論證的提綱。許多章節還配有三個固定系列的專欄：「探索之路」（Pathways of Discovery）、「生物化學視角」（Perspectives in Biochemistry）和「生物化學與健康和疾病」（Biochemistry in Health and Disease）。
第一部分：第1–2章：生命化學導論；水
第1章討論生命的起源、細胞結構（原核生物、真核生物與三個域），以及後文所需的熱力學：第一、第二定律、自由能與恆定。第2章講水的物理性質（極性、疏水效應、滲透與擴散）和化學性質（電離、pH 與緩衝液）。
第二部分：第3–10章：生物分子
- 3. 核苷酸、核酸與遺傳資訊。 核苷酸，DNA 與 RNA 的結構，核酸的功能，定序（從鏈終止法到新一代定序）以及透過選殖、文庫和 PCR 操作 DNA。
- 4. 胺基酸。 結構、立體化學及衍生物。
- 5. 蛋白質：一級結構。 多肽的多樣性，純化與分析，蛋白質定序（埃德曼降解和質譜）以及蛋白質演化。
- 6. 蛋白質：三維結構。 二級、三級和四級結構，藉助 X 射線晶體學、核磁共振和冷凍電子顯微鏡測定結構，結構生物資訊學，穩定性，以及摺疊，包括分子伴護蛋白和錯誤摺疊疾病。
- 7. 蛋白質功能：肌紅素與血紅素、肌肉收縮和抗體。 三個說明結構如何產生功能的例子：攜氧蛋白、肌肉和抗體。
- 8. 糖類。 單糖、多糖與糖蛋白。
- 9. 脂質與生物膜。 脂質分類、脂雙層、膜蛋白，以及膜的結構與組裝，包括分泌途徑和囊泡融合。
- 10. 膜轉運。 轉運的熱力學、被動介導轉運（離子載體、孔蛋白、離子通道、水通道蛋白）和主動轉運（ATP 酶與 ABC 轉運蛋白）。
第三部分：第11–13章：酵素
第11章「酵素催化」講述酵素的一般性質、活化能和主要的催化機制，再透過溶菌酶和絲胺酸蛋白酶兩個較長的實例加以應用。第12章「酵素動力學、抑制與調控」涵蓋米氏動力學和雙受質動力學，競爭性、反競爭性與混合型抑制，別位調控與共價調控，並以一節藥物設計收尾。第13章「生化訊號轉導」從激素講起，經由受體酪胺酸激酶和異三聚體 G 蛋白，到磷酸肌醇途徑。
第四部分：第14–22章：代謝
第14章「代謝導論」介紹代謝途徑、「高能」化合物、氧化還原反應以及實驗方法，包括標記代謝物和系統生物學。第15–19章依次講述糖類與能量代謝：葡萄糖分解代謝；肝醣代謝與糖質新生；檸檬酸循環；電子傳遞與氧化磷酸化；以及光合作用（光反應、卡爾文循環與光呼吸）。第20–22章轉向脂質代謝和胺基酸代謝（均涵蓋分解與合成），以及「哺乳動物燃料代謝：整合與調控」，其中討論器官的專門化、激素調控、能量代謝與食慾的調節，以及燃料代謝紊亂。
第五部分：第23–28章：基因表現與複製
核苷酸代謝（23）和核酸結構（24）引出DNA 複製、修復與重組（25）、轉錄與 RNA 加工（26）、蛋白質合成（27）以及基因表現調控（28），最後一章以細胞週期、癌症、細胞凋亡和發育收尾。
核心概念
第1–10章：基礎與生物分子
- 自由能：決定一個過程是否自發的熱力學量（第1章）。
- 疏水效應：非極性物質在水中聚集的傾向，是第2章和第9章的主題。
- 蛋白質摺疊：第6章討論的摺疊途徑、分子伴護蛋白的協助以及錯誤摺疊疾病。
- 協同性：血紅素對氧的協同結合（第7章）。
- 流動鑲嵌模型：第9章對膜結構的解釋。
第11–13章：酵素與訊號轉導
- 催化機制：酸鹼催化、共價催化、金屬離子催化、鄰近與定向效應催化，以及對過渡態的結合。
- 米氏方程：第12章中描述酵素動力學的標準方程。
- 別位調控與共價修飾：酵素調控的兩大類方式。
- 第二傳訊者：第13章各途徑中的 cAMP、IP3、Ca2+ 和 DAG。
第14–22章：代謝
- 偶聯反應：ATP 等「高能」化合物如何驅動吸能過程。
- 糖解作用、糖質新生與檸檬酸循環：核心代謝途徑，每條途徑都配有對其調控的討論。
- 氧化磷酸化：電子傳遞複合物，以及由質子流驅動的 ATP 合酶。
- 代謝恆定：第22章中對能量代謝、食慾和體重的調節。
第23–28章：遺傳資訊
- DNA 複製、修復與重組：第25章所講的機制。
- 遺傳密碼與翻譯：第27章中的轉運 RNA、核糖體和翻譯後加工。
- 基因表現調控：第28章中的原核與真核調控。
評析
優點
- 明確的化學基礎。 出版社將本版描述為「植根於化學」的生物化學基礎，各章標題也印證了這一點：熱力學出現在第1章，又在第14章再次出現；第11、12章逐步剖析酵素的機制與動力學，而不是羅列酵素的性質。
- 緊跟當前方法。 目錄中包含新一代定序、質譜、冷凍電子顯微鏡、結構生物資訊學和系統生物學，出版社也將結構生物學和生物資訊學列為本版的重點。
- 人文與臨床背景。 「生物化學與健康和疾病」專欄（例如乳糖不耐症、肝醣貯積症和端粒酶）以及「探索之路」人物專欄（富蘭克林、桑格、佩魯茨、班廷和貝斯特等）為各條途徑提供了背景。
- 學習輔助。 出版社提供的第1章節選顯示：各編號小節開頭有「關鍵概念」，配有示例計算及配套影片，章末有帶頁碼的關鍵術語表、習題、簡短的線上生物資訊學練習和帶註釋的參考文獻。
侷限
- 篇幅。 28章、約1180頁的內容超出一個學期所能講授的範圍，教師和自學者必須取捨章節。
- 化學先修要求。 自由能、pK 值、能斯特方程和反應機制從前幾章起就會出現，化學基礎薄弱的讀者讀來會比較吃力。
- 習題解答的獲取。 奇數題的解答列在 Wiley 配套網站而不在書中，做其餘習題需要學習夥伴或教師的幫助。
- 代謝與基因表現所佔比重。 第四、五部分從第442頁一直延伸到正文結束，超過全書一半，因此若課程對結構和酵素投入同等時間，就必須刪減。
在課程中的定位
這是一本以化學原理為根基的全篇幅生物化學教材。Pratt 與 Cornely 的 Essential Biochemistry 被描述為適合一學期入門課程的簡明教材，McKee 的 Biochemistry: The Molecular Basis of Life 則是為化學基礎有限的學生寫的入門書，二者都可以放在 Voet 之前閱讀。Miesfeld 和 McEvoy 的 Biochemistry 把分子結構和代謝與生理學、營養和疾病聯繫起來，是偏重生理學的替代選擇。
Lehninger Principles of Biochemistry 被描述為全面涵蓋生物分子、代謝途徑和細胞過程，因而是最接近的主教材備選。Kuriyan、Konforti 和 Wemmer 的 The Molecules of Life 透過熱力學、統計力學和動力學來講解生物分子，適合讀完本書之類的教材後想進一步深入物理層面的讀者。從化學類書目中看，McMurry 與 Begley 的 The Organic Chemistry of Biological Pathways 可作為理解第14–23章背後反應機制的配套讀物。
如何使用本書
本書面向修讀全年或要求較高的一學期生物化學課程、已學過普通化學、有機化學和生物學導論的學生。實用的閱讀方案如下：
- 核心： 第3–9章（生物分子）、第11–12章（酵素）、第14–18章（代謝原理、糖解作用、檸檬酸循環和氧化磷酸化）以及第25–27章（複製、轉錄、翻譯）。
- 選讀： 第10、13、19、20–23和28章可按課程需要指定；已有獨立分子生物學課程的，可略讀第24–28章。
- 複習： 即使內容已經熟悉，也值得讀第1–2章，因為全書都會用到其中的熱力學詞彙。
先讀每一小節的「關鍵概念」，先做示例計算再做習題，並用關鍵術語表來複習。讀第6章時，把結構生物資訊學一節與線上生物資訊學練習配合使用。專欄文章可以不讀，但值得挑著看，尤其是那些把某條途徑與疾病聯繫起來的部分。