第Ⅰ部分 天然产物简介
第1章 天然产物骨架的主要类型及生物合成酶学机制003
1.1 引言 003
1.2 初级代谢和次级代谢产物 006
1.3 聚酮类天然产物 008
1.4 肽类天然产物 010
1.5 异戊二烯/萜类天然产物 014
1.6 生物碱 017
1.7 含嘌呤和嘧啶的天然产物 021
1.8 苯丙素 021
1.9 糖基化的天然产物 022
1.10 天然产物骨架的多样性来自有限的合成砌块和有限的酶家族 026
1.11 次级代谢途径中一些值得注意的和不寻常的转化 028
1.12 广泛存在于天然产物生物合成途径中的加氧酶 029
1.13 天然产物生物合成中的碳-碳键 030
1.14 同位素标记实验验证生物合成假说 034
1.15 对天然产物检测和表征的方法 036
1.16 小结：不同类型的天然产物具有不同的组装原理 038
1.17 卷尾 038
参考文献 039
第Ⅱ部分 六类天然产物
第2章 聚酮类天然产物045
2.1 引言 045
2.2 聚酮类化合物具有多种多样的骨架结构和治疗价值 047
2.3 作为脂肪酸和聚酮类化合物合成砌块的乙酰辅酶A、丙二酸单酰辅酶A及丙二酸单酰-S-酰基载体蛋白 048
2.4 脂肪酸生物合成原理及酶学机制适用于聚酮合酶 050
2.5 聚酮合酶（PKS） 053
2.6 主要聚酮结构的生物合成 058
2.7 聚酮合酶装配线上或线下经[4+2]环化而成的聚酮类化合物：协同进行还是逐步进行？ 065
2.8 多烯亚类的聚酮化合物 076
2.9 源自聚酮的聚醚类代谢产物 079
2.10 聚酮与其他天然产物在合成途径上的融合 084
2.11 装配线下的后修饰酶 087
参考文献 088
第3章 多肽来源的天然产物095
3.1 引言 095
3.2 核糖体与非核糖体氨基酸的寡聚特性 098
3.3 使新生蛋白具有变形紧凑骨架的翻译后修饰：RIPPs 100
3.4 非核糖体肽合成酶装配线：形成高度变形肽骨架的替代途径 117
3.5 非蛋白源氨基酸合成砌块 118
3.6 NRPS装配线原理：启动、起始、延伸、终止 123
3.7 NRPS终止步骤中的不同链释放方式 126
3.8 NRPS装配线的结构特征 130
3.9 肽链的装配线前、装配线上以及装配线下修饰 132
3.10 NRP-PK杂合体：机制和实例 133
3.11 小结 141
参考文献 142
第4章 异戊二烯类/萜类147
4.1 基于异戊二烯的骨架结构蕴含种类最丰富的天然产物 147
4.2 2-及3-异戊二烯基焦磷酸是生物体中用于头-尾式烷烃链延伸的异戊二烯合成砌块 148
4.3 长链异戊烯基焦磷酸骨架 150
4.4 合成IPP异构体的两条途径：经典及非经典途径 152
4.5 两分子2-IPP间的自缩合形成菊酰基环丙基骨架 155
4.6 碳正离子引发的骨架重排及淬灭 156
4.7 头-头及头-尾模式的烷基化偶联：C30和C40萜类化合物 164
4.8 角鲨烯2,3-氧化物及环化的三萜 167
4.9 由八氢番茄红素生成胡萝卜素和维生素A 182
4.10 异戊二烯类与其他类天然产物之间的反应 187
4.11 由焦磷酸香叶酯生成裂环马钱素：异胡豆苷及上千种生物碱的前体 191
参考文献 194
第5章 生物碱199
5.1 引言 199
5.2 生物碱家族的分类 200
5.3 生物碱生物合成途径中常见的酶促反应 202
5.4 三种芳香氨基酸用作生物碱的合成砌块 207
5.5 色氨酸用作生物碱的合成砌块 218
5.6 以邻氨基苯甲酸作为起始和延伸单元用于构建真菌肽基生物碱的复杂性 226
5.7 由色氨酸生成吲哚并咔唑类生物碱 233
5.8 由色氨酸氧化二聚化形成terrequinone 236
5.9 其他生物碱：甾体生物碱 237
5.10 小结 240
参考文献 241
第6章 嘌呤和嘧啶衍生的天然产物245
6.1 引言 245
6.2 DNA和RNA中各嘌呤和嘧啶间的配对 246
6.3 RNA世界的遗迹 249
6.4 嘌呤和嘧啶的经典生物合成路径 250
6.5 咖啡因、可可碱和茶碱 252
6.6 植物异戊烯基腺嘌呤：细胞分裂素 253
6.7 核糖核苷酸的成熟及嘌呤和嘧啶天然产物的修饰 254
6.8 肽基核苷 261
6.9 小结 269
参考文献 270
第7章 苯丙素类天然产物的生物合成275
7.1 引言 275
7.2 由苯丙氨酸生成对香豆酰辅酶A 277
7.3 单木质醇、木脂素和木质素的生物合成 281
7.4 从对香豆酰辅酶A到所有其他类型苯丙素 290
7.5 从查尔酮到黄烷酮类化合物等 296
7.6 肉桂酸来源的苯丙素类 305
7.7 最后留意一种不同的苯丙素途径：酪氨酸作为质体醌和生育酚类的前体 310
7.8 小结 313
参考文献 314
第8章 吲哚萜类：生物碱Ⅱ319
8.1 引言 319
8.2 由色氨酸生成三环骨架的两条途径：β-咔啉和吡咯并吲哚 319
8.3 以Trp-Xaa二酮哌嗪NRPS装配线产物为底物的区域选择性异戊烯基化 322
8.4 吲哚环上的七个亲核位点：丰富的可能性 325
8.5 真菌中由DKP产生色氨酸来源的生物碱 329
8.6 细菌中五环吲哚咔唑类化合物的形成 335
8.7 长春碱类化合物：从异胡豆苷到水甘草碱再到文多灵 337
8.8 鞘丝藻毒素：单一生物合成途径中吲哚环上的单电子和双电子反应模式 339
8.9 由色氨酸生成环匹阿尼酸 343
8.10 小结 346
参考文献 346
第Ⅲ部分 天然产物生物合成途径中的关键酶
第9章 天然产物碳-碳键形成中的碳自由基353
A.加氧酶
B.氧依赖型卤代酶
9.1 引言 353
9.2 初级代谢与次级代谢中的加氧酶 355
9.3 氧化酶与加氧酶 358
9.4 加氧酶中的有机和无机辅因子 361
9.5 铁依赖的加氧酶和黄素依赖的加氧酶催化的加氧反应的范畴与机制 363
9.6 特定天然产物途径中的加氧酶 370
9.7 碳自由基与羟基自由基捕获的解偶联：天然产物生物合成中铁依赖酶的次要还是核心目的？ 381
9.8 氧依赖型卤代酶 389
9.9 底物氟化的非氧化途径：氟化酶 397
9.10 小结：高价铁（高价铁氧物种）反应中间体的化学多功能性 397
参考文献 399
第10章 S-腺苷甲硫氨酸：生物合成中单电子和双电子反应形式407
10.1 引言 407
10.2 SAM的有氧自由基化学反应 411
10.3 SAM的厌氧自由基化学反应 415
10.4 自由基SAM酶的反应范畴 419
10.5 SAM用作辅酶 422
10.6 SAM作为可消耗的底物：无甲基转移 425
10.7 惰性碳中心的甲基化：消耗两分子SAM生成两组不同的产物 433
10.8 SAM的反应性和功能总结 439
参考文献 440
第11章 低聚糖和糖苷类天然产物445
11.1 引言 445
11.2 葡萄糖是初级代谢中主要的己糖 452
11.3 糖基化天然产物的展示 461
11.4 NDP-葡萄糖转变为NDP-修饰己糖的化学逻辑 467
11.5 糖基转移酶与糖苷酶的平衡：氰苷和硫代葡萄糖苷 474
11.6 氨基糖苷类：没有苷元的寡糖 480
11.7 卡那霉素、妥布霉素、新霉素 481
11.8 链霉素 483
11.9 默诺霉素类 484
11.10 小结 488
参考文献 488
第Ⅳ部分 基因组非依赖性和基因组依赖性的天然产物发现
第12章 天然产物的分离和表征：不依赖基因的方法 493
12.1 引言 493
12.2 天然产物分离方法的历史和现状 493
12.3 特定天然产物的分离和表征 496
12.4 研究实例：历史与现状 499
12.5 五种植物来源的天然产物 500
12.6 三种微生物代谢产物 508
12.7 天然产物库的扩充 511
参考文献 532
第13章 后基因组时代的天然产物539
13.1 引言 539
13.2 利用生物信息学和计算来预测生物合成基因簇 544
13.3 膦酸酯类天然产物：基因组学能定义出完整的集合吗？ 546
13.4 异源表达系统概述 550
13.5 途径重构的精选实例 552
13.6 细菌基因组中基于生物信息学的天然产物发现 562
13.7 大肠杆菌中的异源表达 563
13.8 利用代谢工程产生多样化产物 566
13.9 采用即插即用的方法从细菌克隆转录沉默的未知功能基因簇 569
13.10 后基因组时代的比较代谢组学 571
参考文献 574
主题词索引 578
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