酶与诺贝尔奖——化学、生理学或医学领域

本书共分两篇。第一篇“生命奥秘”，系统介绍了酶在揭示生命奥秘中的作用。内容涵盖了酶本质认识历程、酶与物质代谢、酶与能量代谢、细胞间交流和酶的调控、酶与遗传信息传递。以酶学基础知识为主线，结合众多诺贝尔奖获得者研发历程等科学史内容，揭示了酶在生命中的重要性。第二篇“健康长寿”，主要介绍了酶在工业生产和疾病治疗中的应用。内容涵盖了酶与基因工程、酶与基因编辑、酶与合成生物学、酶与药物研发、酶抑制剂与肿瘤治疗。以酶在医药领域的研发应用阐述了酶对于人类健康、长寿的巨大作用。
本书适合医药研发科技人员，生命科学、医学、农学、食品和制药等院校的师生，对诺贝尔奖获得者的研发历程及对科学史有兴趣的人群阅读参考。

郭晓强，生理学博士，河北体育学院运动人体科学系教授。研究组蛋白甲基化在疾病发生中作用和机制，发表SCI收录论文20余篇。此外还从事健康科普和生命科学史研究。
刘宇辰，博士，深圳市转化医学研究院副院长。从事基因编辑与膀胱癌研究，发表SCI论文50余篇，授权国家发明专利12项。主持多项国家重点研发计划和国家自然科学基金。

“酶”在人体中直接影响、决定着人类的健康、长寿，“酶”的作用和发现贯穿了整个生命科学发展史，孕育出造福人类的基因工程，诞生了众多诺贝尔奖。 本书包含众多重要药物的研发、上市过程，比如为人类带来巨大福音的他汀类药物、依那普利、西地那非、鸡尾酒疗法药物等。 本书包含数十位生理学或医学、化学诺贝尔奖获得者的科研、心路历程。 阅读本书可使您充分感悟伟大科学家由热爱驱动投入相关科研领域并为之奋斗的执着、专注、百折不挠与孜孜以求！ 让您了解人生的真谛，掌握开启成功之门的钥匙。

生命是一个化学过程，由一系列化学反应构成的新陈代谢是生命活动的基本体现。生命体内相对温和的环境限制了化学反应速度，为适应这一情况，生物催化剂———酶应运而生。酶的存在保证了生命活动的有序进行，因此对酶的理解也就意味着对生命本身的理解和认识。酶的重要性显而易见，几十项诺贝尔化学奖、诺贝尔生理学或医学奖授予了酶相关研究，进一步凸显其重要性。1959年诺贝尔生理学或医学奖获得者阿瑟·科恩伯格在自传《酶的情人：一位生物化学家的奥德赛》中全面阐述了酶在生命过程中的多样作用；在论文《十诫：DNA复制酶学的启示》(Ten Commandments：Lesons from the Enzymology of DNA Replica-tion)中进一步提出依赖酶解决生物学问题，更加凸显酶研究的重要性。
本书一方面介绍酶相关的科学知识，另一方面普及酶学相关的科学发现历程以及众多科学家在此过程中的艰苦努力和重大科学贡献。通过对酶学历史和生物重要性的介绍而全面深入理解酶的价值和意义，同时还可熟悉和认识科学发现方法论的一般知识。
本书旨在实现知识性与科普性的统一，用通俗易懂的语言描述酶的相关知识，力求让读者了解酶的作用机制，同时也明白其重要性。书中融入了重大科学发现和伟大科学家的故事，以帮助读者更好地理解酶的背后故事。
本书是多位编者辛勤协作的结晶，尽管如此仍难免存在疏漏和不足之处，希望读者能提出宝贵意见以便进一步改进。
本书出版得到河北体育学院和深圳市第二人民医院的大力支持，在此表示诚挚的谢意。

郭晓强
2024年4月于河北体育学院

第一篇　生命奥秘 001
第一章　酶本质认识历程 003
第一节　酶的基础知识 003
第二节　酶体外活性的发现 005
第三节　辅酶的分离与鉴定 009
第四节　酶是蛋白质 012
第五节　核糖核酸酶：结构与功能完美统一 015
第六节　具有催化功能的 RNA 019
主要参考文献 022

第二章　酶与物质代谢 025
第一节　酶与糖酵解 025
第二节　氧化酶与物质分解 027
第三节　代谢酶与循环 032
第四节　酶与糖原代谢 035
第五节　酶与脂类代谢 039
第六节　加氧酶的作用 042
第七节　单加氧酶与氧感知 044
主要参考文献 048

第三章　酶与能量代谢 050
第一节　骨骼肌产热和能量货币 050 
第二节　ATP生成与线粒体生物氧化 052
第三节　ATP合酶旋转催化 055
第四节　钠离子，钾离子-ATP酶 060
第五节　ATP依赖的蛋白降解与泛素连接酶 063
第六节　ATP与分子马达运动 068
第七节　运动和ATP利用 073
主要参考文献 074

第四章　细胞间交流和酶的调控 077
第一节　腺苷酸环化酶与第二信使 077
第二节　蛋白激酶与蛋白磷酸酶 080
第三节　G蛋白：一种重要GTP水解酶 085
第四节　一氧化氮与鸟苷酸环化酶 089
第五节　神经系统的蛋白激酶与磷酸酶 093
主要参考文献 097

第五章　酶与遗传信息传递 099
第一节　DNA聚合酶与复制 100
第二节　RNA聚合酶与转录 105
第三节　逆转录酶 111
第四节　肽酰转移酶与翻译 116
第五节　DNA修复酶与基因组完整性 121
第六节　端粒酶与DNA末端完整性 124
第七节　组蛋白修饰酶与基因表达调控 128
主要参考文献 135


第二篇　健康长寿 139
第六章　酶与基因工程 141
第一节　限制性内切酶的发现与应用 141 
第二节　酶与人工重组 DNA技术 147
第三节　DNA酶法测序 153
第四节　聚合酶链式反应 158
第五节　酶与RNA干扰技术 163
第六节　酶的定向进化 166
主要参考文献 171

第七章　酶与基因编辑 174
第一节　酶与同源重组 174
第二节　酶与基因打靶 176
第三节　嵌合酶策略 182
第四节　CRISRP-Cas9特异性酶剪切系统 185
第五节　基于CRISRP-Cas9酶切的基因编辑 190
主要参考文献 194

第八章　酶与合成生物学 196
第一节　操纵子学说 197
第二节　基因表达振荡 204
第三节　核酶调控 206
第四节　蛋白激酶调控 208
第五节　DNA体外酶法合成 213
主要参考文献 216

第九章　酶与药物研发 218
第一节　阿司匹林与环氧化酶 218
第二节　卡托普利与血管紧张素转化酶 222
第三节　他汀药物与 HMG辅酶A还原酶 227
第四节　西地那非与磷酸二酯酶 233
第五节　抗病毒药物与艾滋病治疗 236
第六节　索非布韦与人丙肝病毒 RNA聚合酶 239
第七节　延缓衰老化合物与长寿相关酶 245 
主要参考文献 249

第十章　酶抑制剂与肿瘤治疗 252
第一节　格列卫与白血病治疗 252
第二节　酪氨酸激酶抑制剂与靶向治疗 258
第三节　mTOR抑制剂与肾癌治疗 263
第四节　芳香化酶抑制剂与乳腺癌治疗 267
第五节　蛋白酶体抑制剂硼替佐米与骨髓瘤治疗 270
第六节　PARP抑制剂与卵巢癌治疗 272
第七节　磷脂酰肌醇3-激酶抑制剂与肿瘤治疗 276
主要参考文献 279


附录 1　酶研究与诺贝尔奖 282

附录 2　中英文对照 285