本书为“磷科学前沿与技术丛书”分册之一。本书从生命磷化学角度对含磷生物分子的结构和功能以及所参与的生物化学过程进行了系统的总结，介绍了近年来生命科学领域的重要突破和进展。内容包括磷元素与生命调控过程的关系，核酸、核酸适配体及基因编辑技术，蛋白质磷酸化修饰在神经退行性疾病、真核基因转录延伸调控、细胞程序性坏死过程中的作用机制，磷酸化蛋白富集技术与应用，生命体中多聚磷酸盐代谢与功能，生命过程中存在的典型高配位磷中间体机制等，系统展示了磷元素在生命过程中发挥的关键作用。适合从事化学、生命科学、药学研发及相关专业的科技人员、大专院校师生参考。

1 磷元素与生命调控过程
1.1 引言
1.2 磷元素的发现
1.3 磷元素与生命过程密切相关
1.3.1 DNA双螺旋结构
1.3.2 磷元素的不可替代性
1.3.3 植物光合磷酸化过程
1.4 磷元素与能量代谢
1.4.1 能量代谢过程的高能磷分子
1.4.2 ATP新生物功能的发现
1.4.3 NAD/NADH氧化-还原过程
1.4.4 磷元素与氨基酸代谢
1.5 磷脂的化学结构与功能
1.6 核酸的结构、合成与水解过程
1.7 生命体系中的P—N化学键结构
1.8 磷酰基转移过程机理
1.9 蛋白质的生物合成
1.10 蛋白翻译后修饰
1.10.1 蛋白可逆磷酸化修饰
1.10.2 微生物双组分系统中磷酸化调控机制
1.10.3 蛋白ADP核糖基化修饰
1.11 磷元素与疾病发生和治疗药物开发
1.12 小结
参考文献
2 磷与核酸
2.1 核酸的组成与结构
2.1.1 核酸的结构征与分离
2.1.2 核酸中磷元素的化学性质
2.2 核酸磷酸骨架的化学修饰及其应用
2.2.1 核酸磷酸二酯键的稳定性
2.2.2 核酸磷酸骨架的人工化学修饰
2.2.3 DNA磷酸骨架的天然化学修饰
2.3 核酸碱基及糖环的化学修饰及其应用
2.4 G-四链核酸及其配体分子设计
2.4.1 G-四链核酸
2.4.2 G-四链RNA
2.4.3 G-四链核酸的配体分子设计
2.5 小结
参考文献
3 基于核酸的适配体和基因编辑技术
3.1 核酸适配体及其在疾病诊断中的应用
3.1.1 核酸适配体
3.1.2 疾病诊断中的应用
3.2 DNA修复与编辑
3.2.1 DNA修复过程的磷化学机制
3.2.2 DNA编辑过程的磷化学调控机制
3.3 小结
参考文献
4 蛋白质的O-磷酸化修饰
4.1 引言
4.2 O-磷酸化与神经退行性疾病
4.2.1 O-磷酸化和阿尔茨海默病相关的Tau蛋白
4.2.2 O-磷酸化和阿尔茨海默病相关的β-淀粉样蛋白
4.2.3 O-磷酸化和帕金森病相关的α-核突触蛋白
4.2.4 O-磷酸化和肌萎缩侧索硬化症相关的TDP
4.3 小结
参考文献
5 磷酸化修饰与真核基因转录延伸调控过程
5.1 磷酸化修饰与真核基因转录循环过程
5.1.1 RNA聚合酶的组成和功能
5.1.2 CTD的殊结构
5.1.3 CTD的磷酸化修饰
5.1.4 CTD的去磷酸化
5.2 正性转录延伸因子P-TEFb的结构和功能
5.3 正性转录延伸因子P-TEFb的活性和调控
5.3.1 非活性状态复合物——7SK snRNP
5.3.2 HIV-1基因转录调控
5.3.3 激酶活性状态复合物——SEC
5.3.4 激酶活性状态复合物——BEC
5.4 小结
参考文献
6 磷酸化修饰与细胞程序性坏死
6.1 激酶RIPK
6.1.1 激酶RIPK3的发现
6.1.2 RIPK3的C端同源结构域——RHIM结构域
6.1.3 Ripk3基因敲除的小鼠
6.2 细胞程序性坏死
6.2.1 细胞程序性坏死现象
6.2.2 RIPK1激酶活性抑制剂的发现
6.3 细胞程序性坏死的开关分子——RIPK3激酶
6.3.1 RIPK3激活细胞程序性坏死的现象
6.3.2 RIPK3介导细胞程序性坏死的机制
6.3.3 RIPK3激酶底物的发现
6.4 RIPK3与凋亡信号间的互作机制
6.4.1 caspase-8限制细胞程序性坏死的发生
6.4.2 RIPK3抑制细胞程序性凋亡信号的机制
6.4.3 RIPK1参与RIPK3对凋亡信号的抑制
6.4.4 激酶RSK是参与RIPK3对凋亡抑制的关键分子
6.5 RIPK3-RIPK1为核心的纤维状结构
6.6 RIPK3介导细胞坏死的生物学功能
6.6.1 RIPK3介导的细胞坏死与抗病毒免疫
6.6.2 RIPK3与炎症型疾病密切相关
6.7 总结和展望
参考文献
7 蛋白质磷酸化选择性富集方法
7.1 蛋白质磷酸化概述
7.2 蛋白质磷酸化选择性富集方法
7.2.1 亲和富集法
7.2.2 固定化金属离子亲和色谱法
7.2.3 金属氧化物亲和色谱法
7.2.4 智能聚合物
7.2.5 离子交换色谱法
7.2.6 亲水相互作用色谱法
7.2.7 化学修饰法
7.2.8 金属磷酸化盐沉淀
7.2.9 Phos-Tag标签
7.2.10 其他富集方法
7.3 磷酸化肽富集方法的优化和改进
7.3.1 富集材料设计的改进
7.3.2 富集方式的改进
7.3.3 富集异性的改进
7.3.4 时空分辨的磷酸化研究
7.3.5 非典型性磷酸化肽段富集
7.4 总结和展望
参考文献
8 生命体中多聚磷酸盐代谢及其功能
8.1 多聚磷酸盐概述
8.2 多聚磷酸盐代谢
8.2.1 多聚磷酸盐合成代谢和关键酶
8.2.2 多聚磷酸盐分解代谢和关键酶
8.3 多聚磷酸盐的生物学功能与进化意义
8.3.1 多聚磷酸盐的生物学功能
8.3.2 多聚磷酸盐与生命起源
8.4 多聚磷酸盐的应用价值
参考文献
9 信号转导系统与含磷第二信使
9.1 环化核苷酸
9.2 环化双核苷酸
9.2.1 环二鸟苷酸
9.2.2 环二腺苷酸
9.2.3 环-鸟苷酸-腺苷酸
9.3