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生物無機化学―金属元素と生命の関わり

978-4-7827-0483-7 C3043
名古屋工業大学名誉教授 増田秀樹・大阪大学教授 福住俊一 [編著]
東京工業大学教授 穐田宗隆・大阪大学教授 伊東 忍 京都大学客員教授 小夫家芳明・京都大学教授 榊 茂好 大阪大学教授 実川浩一郎・金沢大学教授 鈴木正樹 神奈川大学教授 引地史郎・大阪大学教授 船橋靖博 名古屋大学名誉教授 山内 脩・名古屋大学教授 渡辺芳人 [共著]
A5・上製・416頁/定価 4,840円(本体4,400円)
文科省の設定した重点領域研究, 特定領域研究の最新の研究成果を体系的テキストとして編集。卒研生, 大学院生の入門書または金属タンパク質研究の化学者, 生化学者に最適。

錯体CD
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目次1章 生物無機化学の成り立ちと展望
 1.1 生物無機化学の誕生
 1.2 生体系の必須元素と役割
  1.2.1 役割から見た金属元素の分類
  1.2.2 金属イオンの取り込みと量的コントロール
 1.3 生体系の金属イオン結合部位とその反応性
  1.3.1 アミノ酸・ペプチドの錯形成反応
  1.3.2 金属タンパク質における結合様式
  1.3.3 ヌクレオチドの錯形成能および核酸と金属錯体との相互作用
 1.4 金属中心における分子間相互作用と分子認識
 1.5 生物無機化学の展望

2章 基本的概念
 2.1 物理化学 ―化学結合―
  2.1.1 量子化学とシュレーディンガー方程式
  2.1.2 原子軌道
  2.1.3 1電子系の分子軌道法:等核2原子分子
  2.1.4 1電子系の分子軌道法:異核2原子分子
  2.1.5 第2周期元素の2原子分子の結合とσ, π結合
  2.1.6 多電子系の分子軌道法
  2.1.7 軌道エネルギーとイオン化ポテンシャル, 電子親和力,
      フロンティア軌道理論
  2.1.8 実際の分子軌道計算:ab initio MO計算と密度汎関数理論 (DFT)
  2.1.9 金属錯体の配位結合と分子軌道
  2.1.10 生物無機化学分野への理論化学の応用
 2.2 物理化学 ―化学平衡と反応速度―
  2.2.1 化学平衡
  2.2.2 反応速度
  2.2.3 速度定数
  2.2.4 逐次反応
  2.2.5 反応機構
  2.2.6 遷移状態理論
  2.2.7 化学平衡と反応速度との関係
 2.3 錯体化学
  2.3.1 遷移金属錯体の電子状態と結合性の理解
  2.3.2 配位子場理論
  2.3.3 錯体の安定性
  2.3.4 遷移金属錯体の配位子置換反応
  2.3.5 酸化と還元
  2.3.6 遷移金属錯体の電子状態
 2.4 生体関連有機分子の基礎化学
  2.4.1 アミノ酸とタンパク質
  2.4.2 補因子 (補酵素)
  2.4.3 補酵素化学の新しい流れ
 2.5 生化学の基礎知識
  2.5.1 タンパク質の改変
  2.5.2 金属酵素を作り出す
  2.5.3 ゲノムと遺伝子
  2.5.4 まとめ

3章 光合成
 3.1 光合成と呼吸
 3.2 電荷分離
  3.2.1 電子移動反応
 3.3 光合成反応中心
 3.4 光合成反応中心モデル
 3.5 生体エネルギー変換 ―電子移動と共役したプロトン能動輸送―
 3.6 光合成における水の酸化
  3.6.1 光合成系光化学反応系・と酸素発生中心の構造
  3.6.2 OECにおける水の酸化反応

4章 呼吸
 4.1 酸素運搬
  4.1.1 酸素分子
  4.1.2 ヘモグロビンとミオグロビン
  4.1.3 へムエリスリン
  4.1.4 ヘモシアニン
 4.2 呼吸における酸素の還元
  4.2.1 呼吸錯とシトクロムc酸化酵素
  4.2.2 シトクロムc酸化酵素モデル

5章 電子伝達タンパク質
 5.1 銅タンパク質
  5.1.1 銅イオンの性質と銅タンパク質
  5.1.2 タイプⅠ銅を含む銅タンパク質
  5.1.3 タイプⅡ銅を含む銅タンパク質
  5.1.4 タイプⅢ銅を含む銅タンパク質
  5.1.5 マルチ銅タンパク質
 5.2 鉄タンパク質
  5.2.1 ヘム鉄タンパク質
  5.2.2. 非ヘム鉄タンパク質

6章 酸素の活性化と酸素化反応
 6.1 ヘムタンパク質・ヘム酵素
  6.1.1 ヘムタンパク質・ヘム酵素の所在と機能
  6.1.2 ヘム鉄の電子状態
  6.1.3 酸素分子の運搬・貯蔵を行うヘモグロビン, ミオグロビン
  6.1.4 酸素を利用して酸化反応を行うシトクロムP450
  6.1.5 ペルオキシダーゼ
  6.1.6 高原子価活性種のモデル錯体による研究
  6.1.7 ヘム酵素やモデル錯体が行う酸化反応
  6.1.8 選択的酸化反応触媒としての金属ポルフィリン錯体
  6.1.9 シトクロムc酸化酵素
  6.1.10 まとめ
 6.2 非ヘム酵素 ―銅含有酵素―
  6.2.1 銅タンパク質の分類
  6.2.2 単核銅中心における酵素の活性化
  6.2.3 2核銅活性中心における分子状酸素の結合様式
  6.2.4 2核銅 (Ⅱ)-ペルオキソ錯体の反応性
  6.2.5 酸素-酸素結合の開裂とその制御
  6.2.6 Bis(μ-oxo) 2核銅 (Ⅲ) 錯体の反応性
  6.2.7 多核銅-酸素錯体
 6.3 非ヘム金属酸化酵素
  6.3.1 非ヘム鉄酸化酵素
  6.3.2 その他の非ヘム鉄酸化酵素
  6.3.3 まとめ

7章 窒素の活性化と窒素固定
 7.1 工業的および天然の窒素固定
 7.2 ニトロゲナーゼの構造と反応の全体像
 7.3 ニトロゲナーゼに含まれる各種鉄–硫黄クラスターの構造と性質
 7.4 窒素の還元反応様式
 7.5 今後の展望

8章 生体系における金属イオンの輸送
 8.1 金属イオンの輸送
 8.2 鉄の吸収
 8.3 生体内の鉄輸送
 8.4 トランスフェリン
 8.5 シデロフォア
 8.6 人工シデロフォア
 8.7 海洋における鉄
 8.8 銅タンパク質の生体内挙動
 8.9 銅シャペロン

9章 加水分解酵素と加水酵素
 9.1 加水分解酵素・加水酵素の分類
 9.2 金属イオンの作用
 9.3 金属酵素の活性中心
 9.4 人工加水分解酵素
 9.5 ペプチドの加水分解酵素
 9.6 錯体によるペプチド加水分解
 9.7 核酸をはじめとするリン酸エステル類の加水分解
 9.8 ヒドラターゼの特異構造
 9.9 ヒドラターゼモデル

10章 生体内のアルカリ, アルカリ土類金属イオンの役割
 10.1 アルカリ金属およびアルカリ土類金属イオン
  10.1.1 神経伝達に果たすアルカリ金属イオンの役割
  10.1.2 カルシウムイオンの役割
  10.1.3 マグネシウムイオンの役割
 10.2 天然のイオンチャンネルの構造と機能
  10.2.1 イオン選択性フィルター
  10.2.2 イオンチャンネルのゲート
 10.3 人工イオンチャンネル
  10.3.1 イオンチャンネル生成パターン
  10.3.2 電位依存性ゲート
  10.3.3 イオン選択性
  10.3.4 イオンチャンネルデバイス
  10.3.5 人工イオンチャンネルの抗バクテリア活性
 10.4 疾 病
  10.4.1 アルツハイマー病
  10.4.2 プリオン病 (牛海綿状脳症 (BSE), 羊Scrapie病,
      Creutzfeldt-Jakob病)

11章 工業的応用
 11.1 化学工業と生物無機化学
 11.2 ニトリルヒドラターゼ (NHase) によるアクリルアミド合成
 11.3 金属タンパクの反応に発想を得た触媒的変換反応
 11.4 医薬・診断薬としての利用
  11.4.1 医薬
  11.4.2 診断書

備 考

「錯体化学会選書」
1 生物無機化学
2 金属錯体の光化学
3 金属錯体の現代物性化学
4 多核種の溶液および固体NMR
5 超分子金属錯体
6 有機金属化学(第2版)
7 金属錯体の機器分析(上・下)
8 錯体の溶液化学
9 金属錯体の電子移動と電気化学
10 金属錯体の量子・計算化学

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