第1章固相金屬離子親和色譜在化學生物學中的新應用001
1.1引言001
1.2基本原理和應用001
1.3發(fā)展簡史004
1.4新應用1：基于低分子量的非蛋白質化合物005
1.4.1嗜鐵素005
1.4.2抗癌劑：曲古抑菌素A009
1.4.3抗癌劑：博來霉素010
1.4.4抗感染劑012
1.4.5其他試劑012
1.4.6選擇可行的目標物013
1.5新應用2：多維固相金屬離子親和色譜015
1.6新應用3：代謝組學研究017
1.7新應用4：依賴于配位鍵的固相有機合成018
1.8綠色化學技術020
1.9結論021
致謝021
參考文獻021

第2章金屬配合物作為結構生物學的工具033
2.1結構生物學主要研究內容和方法033
2.2金屬配合物在結構生物學中的作用034
2.3金屬配合物在X射線晶體定相中的作用034
2.4金屬配合物在順磁NMR波譜推導結構約束中的作用036
2.4.1順磁弛豫增強037
2.4.2殘余偶極耦合037
2.4.3贗接觸位移037
2.4.4生物大分子中引入鑭系離子的策略038
2.5金屬配合物作為自旋標記物在電子順磁共振光譜進行距離測算中的應用044
2.6金屬配合物作為電子供體在發(fā)光共振能量轉移距離測算中的作用045
2.7結論與展望047
參考文獻047

第3章化學生物學中金屬配合物的AAS、XRF和MS表征方法054
3.1引言054
3.2原子吸收光譜055
3.2.1原子吸收光譜的基本原理055
3.2.2原子吸收光譜的儀器和方法055
3.2.3方法開發(fā)和應用057
3.2.4應用實例058
3.3全反射X射線熒光光譜法060
3.3.1基本原理060
3.3.2儀器、方法和應用061
3.4同步輻射對抗瘧疾釕類似藥物二茂鐵氯喹的亞細胞X射線熒光成像062
3.4.1X射線熒光成像在藥物開發(fā)中的應用——以二茂鐵氯喹為例062
3.5質譜在無機化學生物學中的應用066
3.5.1質譜在無機化學生物學中的應用實例068
3.6結論073
致謝074
參考文獻074

第4章用于細胞和生物成像的金屬配合物082
4.1引言082
4.2光物理性質082
4.2.1熒光和磷光082
4.2.2雙光子吸收084
4.2.3上轉換發(fā)光084
4.3細胞內環(huán)境檢測發(fā)光金屬配合物085
4.3.1激光掃描共聚焦顯微鏡085
4.3.2熒光壽命成像顯微鏡086
4.3.3流式細胞儀086
4.4細胞和有機體成像087
4.4.1影響細胞攝取的因素087
4.4.2細胞器成像091
4.4.3細胞和有機體的雙光子及上轉換發(fā)射成像100
4.4.4細胞內傳感和標記102
4.5結論105
致謝106
參考文獻106

第5章金屬羰基配合物的細胞成像111
5.1引言111
5.2金屬羰基配合物的振動光譜113
5.3細胞系統的顯微鏡技術和成像115
5.3.1振動顯微鏡技術115
5.4紅外顯微鏡116
5.4.1用紅外光譜和光譜顯微鏡進行濃度測定117
5.4.2水的吸收特性117
5.4.3金屬羰基配合物作為細胞成像的紅外探針118
5.4.4金屬羰基配合物的體內攝取和反應活性121
5.5拉曼顯微鏡124
5.5.1用拉曼顯微鏡進行濃度測定125
5.5.2作為細胞成像拉曼探針的金屬羰基配合物126
5.6近場技術127
5.6.1使用近場技術進行濃度測定128
5.6.2光熱誘導共振高分辨率測定細胞內金屬-羰基累積128
5.7技術比較130
5.8結論與展望131
致謝131
參考文獻132

第6章金屬配合物檢測DNA138
6.1引言138
6.2Ru(Ⅱ)配合物的光物理學性質139
6.2.1首個被研究的Ru(Ⅱ)配合物——\[Ru(bpy)3\]2+139
6.2.2均配物139
6.2.3雜配物140
6.2.4光致電子轉移和能量轉移過程142
6.3單核Ru(Ⅱ)配合物與簡單雙鏈DNA相互作用的研究進展144
6.3.1簡單雙鏈DNA的研究144
6.3.2DNA對發(fā)光特性的影響145
6.4遺傳物質的結構多樣性147
6.4.1DNA的力學性質147
6.4.2DNA拓撲結構147
6.4.3用SFM研究\[Ru(phen)2(PHEHAT)\]2+和\[Ru(TAP)2(PHEHAT)\]2+149
6.5雙核Ru(Ⅱ)配合物與不同類型DNA的獨特相互作用152
6.5.1\[{Ru(phen)2}2HAT\]4+與變性DNA的可逆相互作用152
6.5.2光敏性\[{Ru(TAP)2}2TPAC\]4+的靶向G-四聯體154
6.5.3穿線嵌插155
6.6結論156
致謝157
參考文獻157

第7章二巰基金屬配合物對蛋白質和細胞的可視化164
7.1As（Ⅲ）和Sb（Ⅲ）的化學性質164
7.2半胱氨酸二硫醇在蛋白質中的功能165
7.3蛋白分離中As（Ⅲ）對二巰基的可視化作用166
7.4As（Ⅲ）對哺乳動物細胞表面二巰基的可視化作用167
7.5As（Ⅲ）對細胞內蛋白質中二巰基的可視化作用167
7.6As（Ⅲ）對細胞中四半胱氨酸重組蛋白的可視化作用168
7.7光學標記As（Ⅲ）對小鼠體內細胞死亡的可視化作用168
7.7.1健康細胞死亡和疾病細胞死亡168
7.7.2細胞死亡顯像劑170
7.7.3光學標記As（Ⅲ）對小鼠腦部、腫瘤和血栓中細胞死亡的可視化作用170
7.8放射性標記As（Ⅲ）對小鼠腫瘤細胞死亡的可視化作用172
7.9結論與展望173
參考文獻173

第8章金屬配合物在測定金屬離子、陰離子和小分子中的應用180
8.1洞悉細胞內部180
8.1.1以金屬配合物為傳感器的機制180
8.1.2金屬配合物傳感器的設計策略181
8.1.3生物成像金屬基傳感器的一般標準182
8.2測定金屬離子的金屬配合物183
8.2.1測定金屬離子的拴系傳感器183
8.2.2測定金屬離子的置換傳感器185
8.2.3測定金屬離子的磁共振造影劑186
8.2.4金屬離子化學計量器192
8.3測定陰離子和中性分子的金屬配合物194
8.3.1栓系方法：金屬配合物識別單元194
8.3.2置換方法：金屬配合物猝滅劑196
8.3.3計量器法199
8.4結論202
致謝203
參考文獻203

第9章活細胞中金屬離子的光解釋放210
9.1包括光籠配合物的光化學工具簡介210
9.2鈣的生物化學和光籠配合物212
9.2.1Ca2+光籠配合物的設計策略212
9.2.2Ca2+光籠配合物的生物應用215
9.3鋅的生物化學和光籠配合物217
9.3.1Zn2+光籠配合物的生化靶標217
9.3.2Zn2+光籠配合物的設計策略219
9.4其他金屬離子的光籠配合物223
9.4.1銅離子的光籠配合物223
9.4.2鐵離子的光籠配合物226
9.4.3不常用金屬離子的光籠配合物228
9.5結論228
致謝229
參考文獻229

第10章利用金屬配合物釋放生物活性分子240
10.1引言240
10.2小分子信使241
10.2.1CO、NO和H2S的生物生成與傳遞241
10.2.2用于胞內一氧化氮遞送的金屬-亞硝基配合物241
10.2.3CO釋放分子244
10.3“籠狀”金屬配合物中神經傳導物質的“光釋放”249
10.3.1“籠狀”化合物249
10.3.2生物活性分子的“釋放”250
10.4鈷配合物的低氧激活252
10.4.1鈷配合物的生物還原激活252
10.4.2低氧激活的DNA烷基化的鈷藥物前體253
10.4.3MMP抑制劑的低氧激活的鈷藥物前體256
10.5結論258
致謝259
參考文獻259

第11章金屬配合物在活細胞中作為酶抑制劑和催化劑266
11.1引言266
11.2金屬基抑制劑：從偶然發(fā)現到理性設計267
11.2.1模擬已知酶結合物的結構267
11.2.2已知的酶抑制劑與金屬配合物配位268
11.2.3交換配體抑制酶268
11.2.4金屬配位控制構象268
11.2.5與已知的金屬-酶促過程競爭269
11.3多核金屬配合物：新一代酶抑制劑269
11.3.1雜多酸：具有廣譜酶抑制作用270
11.3.2多核G-四聯體DNA穩(wěn)定劑：端粒酶的潛在抑制劑271
11.3.3多核多吡啶釕配合物：DNA拓撲異構酶Ⅱ抑制劑274
11.4活細胞中金屬配合物催化劑275
11.4.1NAD+/NADH的催化作用276
11.4.2硫醇半胱氨酸和谷胱甘肽的氧化作用276
11.4.3氧化控制的細胞毒性279
11.5官能團的催化轉化和消除279
11.6催化控制的碳-碳鍵形成280
11.7結論280
參考文獻281

第12章金屬配合物在化學生物學中的其他應用290
12.1引言290
12.2表面固定蛋白質和酶290
12.3用作人工核酸酶的金屬配合物294
12.3.1單核和多核Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ) 配合物296
12.3.2鑭系元素配合物300
12.4金屬配合物促進細胞攝入302
12.5結論305
致謝305
參考文獻305