本書在概述藥學、晶體學以及藥物晶體學的基礎(chǔ)上,結(jié)合實例詳細闡述了藥物單晶結(jié)構(gòu)分析、藥物粉晶衍射分析等藥物晶體結(jié)構(gòu)分析技術(shù),講解了它們的發(fā)展歷程、基本原理、分析方法及其在藥學研究中的應用。同時,結(jié)合實例介紹了Shelxs、Olex2、Diamond等常用藥物晶體學軟件的使用方法,以及無序結(jié)構(gòu)的處理方法。最后,介紹了蛋白質(zhì)晶體學與藥-靶相互作用。
本書可作為高等院校合成藥物化學、天然藥物化學、藥物分析、中藥學和生物制藥等專業(yè)高年級本科生和研究生的教材,同時也可供從事藥學研究和晶體學研究的技術(shù)人員、從事藥品質(zhì)量控制的分析測試人員參考閱讀。
江仁望,理學博士,暨南大學藥學院教授,博士生導師,教育部新世紀優(yōu)秀人才計劃入選者,新世紀百千萬人才工程國 家級人選。 1996年獲湖北中醫(yī)學院中藥學學士學位,1999年獲中國協(xié)和醫(yī)科大學理學碩士學位(藥物化學), 2002年獲香港中文大學理學博士學位(化學)。博士畢業(yè)后,先后在香港中文大學中醫(yī)中藥研究所、美國佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)和哈佛醫(yī)學院 (Harvard Medical School) 從事博士后研究。2008年3月回國,現(xiàn)任暨南大學藥學院中藥及天然藥物研究所教授。長期從事活性天然產(chǎn)物的研究,在天然產(chǎn)物的分離、鑒定及其生物活性等方面有豐富研究經(jīng)驗。先后主持國家自然科學基金項目、廣東省科技重大專項、廣東省高層次人才項目、教育部新世紀優(yōu)秀人才項目和廣州市協(xié)同創(chuàng)新重大專項項目。在J. Material Chemistry A, Organic letters, Organic Chemistry Frontier, Advanced Synthesis & Catalysis, Journal of Natural Products 等本學科主流的SCI期刊發(fā)表論文200余篇, 獲得授權(quán)專利10余項。
第1章 藥物晶體學概述 //001
1.1 晶體學概述 001
1.1.1 X射線衍射 001
1.1.2 中子衍射 002
1.1.3 電子衍射 002
1.2 晶體學的發(fā)展歷程 003
1.2.1 X射線衍射分析相關(guān)的諾貝爾獎 003
1.2.2 我國X射線晶體學的發(fā)展歷程 004
1.3 藥學概述 005
1.4 晶體學與藥學的關(guān)系 005
1.5 藥物晶體學的研究范圍 008
1.5.1 分子的手性對藥效的影響 008
1.5.2 晶型對藥物的影響 009
習題 010
參考文獻 010
第2章 晶體 //012
2.1 晶體的概念和分類 012
2.1.1 物質(zhì)的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài) 012
2.1.2 單晶、孿晶、粉晶、準晶、液晶 016
2.2 晶體的對稱性 018
2.2.1 晶體的特征對稱元素-平移 018
2.2.2 晶體的宏觀對稱元素 019
2.2.3 晶體的微觀對稱元素 020
2.2.4 對稱元素的組合 021
2.2.5 點群、晶胞和空間群 022
2.3 晶體生長 030
2.3.1 晶體生長原理 030
2.3.2 晶體生長的影響因素 030
2.3.3 有機分子晶體生長的常用方法 030
2.4 晶體的保存 033
習題 033
參考文獻 034
第3章 X射線的產(chǎn)生和性質(zhì) //035
3.1 X射線的產(chǎn)生 035
3.2 X射線的性質(zhì) 036
習題 037
參考文獻 037
第4章 晶體對X射線衍射的原理 //038
4.1 衍射現(xiàn)象 038
4.2 勞厄發(fā)現(xiàn)晶體對X射線的衍射效應 039
4.3 布拉格父子發(fā)現(xiàn)晶體對X射線衍射的條件 039
4.4 X射線衍射原理 040
4.5 衍射信息的記錄方法 041
4.6 晶體結(jié)構(gòu)計算方法 043
4.7 單晶衍射分析的一般步驟 044
習題 044
參考文獻 045
第5章 單晶衍射實驗 //046
5.1 單晶的選擇 046
5.2 單晶X射線衍射實驗的步驟 046
5.3 單晶衍射實驗的安全注意事項 047
習題 048
參考文獻 048
第6章 應用Shelxs軟件解析晶體結(jié)構(gòu) //049
6.1 Shelxs軟件簡介 049
6.2 Shelxs軟件安裝 050
6.3 Shelxs軟件的使用 052
6.4 Shelxs軟件的應用實例 053
習題 083
參考文獻 083
第7章 應用Olex2軟件解析晶體結(jié)構(gòu) //084
7.1 Olex2軟件簡介 084
7.2 Olex2軟件安裝 085
7.3 Olex2軟件解析晶體結(jié)構(gòu)的步驟 086
7.4 Olex2軟件應用實例1 086
7.5 Olex2軟件應用實例2 108
習題 112
參考文獻 112
第8章 晶體中無序結(jié)構(gòu)的處理 //113
8.1 無序概述 113
8.2 無序的種類 114
8.3 無序的處理方法 115
8.3.1 實例1 118
8.3.2 實例2 123
8.3.3 實例3 126
8.4 總結(jié) 134
習題 134
參考文獻 136
第9章 使用Diamond軟件繪制晶體結(jié)構(gòu)圖 //137
9.1 Diamond軟件簡介 137
9.2 結(jié)構(gòu)導入 137
9.3 界面簡介 139
9.4 繪圖前的設(shè)置 140
9.5 繪圖 142
9.5.1 繪制基本結(jié)構(gòu)單元 142
9.5.2 繪制晶胞 143
9.5.3 繪制多個晶胞 143
9.5.4 繪制復雜圖形 145
9.5.5 繪制簡單拓撲圖形 148
9.5.6 繪制復雜拓撲圖形 149
9.5.7 分子三維結(jié)構(gòu)圖的繪制 149
9.5.8 空腔體積的繪制 152
9.5.9 分子相互作用的繪制 156
9.5.10 晶胞堆積圖的繪制 160
習題 162
參考文獻 162
第10章 單晶X射線晶體學在藥學研究中的應用 //163
10.1 微量化合物、新化合物或全未知化合物的分子結(jié)構(gòu)測定 164
10.2 以共晶方式存在的混合物分子結(jié)構(gòu)測定 164
10.3 分子絕對構(gòu)型的測定 165
10.4 構(gòu)象分析 166
10.5 分子間相互作用分析 166
10.6 原料藥中溶劑分子的確定 167
10.7 生物大分子及其復合物的結(jié)構(gòu)測定 167
10.8 計算機輔助藥物分子設(shè)計 168
10.9 獲得可發(fā)表的晶體數(shù)據(jù) 168
習題 169
參考文獻 169
第11章 藥物粉晶X射線衍射分析 //170
11.1 粉晶X射線衍射分析的發(fā)展歷程 170
11.2 粉晶X射線衍射分析的基本概念 171
11.3 粉晶X射線衍射儀 173
11.4 粉晶X射線衍射分析在藥學研究中的應用 174
11.4.1 基于粉晶X射線衍射技術(shù)的晶型藥物定性鑒別 175
11.4.2 基于粉晶X射線衍射技術(shù)的晶型藥物定量分析 176
11.5 粉晶X射線衍射分析與其他分析方法的聯(lián)用 178
11.6 粉晶X射線衍射與單晶X射線衍射的對比 179
11.7 X射線與無定形物質(zhì)的作用 181
11.8 粉晶X射線衍射分析實例 181
習題 188
參考文獻 189
第12章 蛋白質(zhì)晶體學與藥-靶相互作用 //192
12.1 蛋白質(zhì)晶體學概述 192
12.1.1 蛋白質(zhì)的四級結(jié)構(gòu) 192
12.1.2 蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的測定方法 195
12.1.3 蛋白質(zhì)晶體學的發(fā)展歷程 196
12.2 蛋白質(zhì)樣品的準備 200
12.2.1 常用蛋白表達系統(tǒng) 201
12.2.2 蛋白質(zhì)的提取、分離和純化 202
12.2.3 蛋白質(zhì)含量測定 205
12.3 蛋白質(zhì)晶體培養(yǎng) 205
12.3.1 蛋白質(zhì)晶體培養(yǎng)方法 205
12.3.2 蛋白質(zhì)晶體培養(yǎng)過程 206
12.3.3 蛋白質(zhì)晶體的辨別 207
12.3.4 蛋白質(zhì)晶體培養(yǎng)條件的優(yōu)化 208
12.4 蛋白質(zhì)晶體衍射和數(shù)據(jù)解析 208
12.4.1 蛋白質(zhì)晶體衍射數(shù)據(jù)的收集 208
12.4.2 蛋白質(zhì)晶體衍射數(shù)據(jù)的解析 209
12.5 藥-靶相互作用分析 211
12.6 蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)解析實例 212
習題 213
參考文獻 213
附錄1 晶體衍射原始數(shù)據(jù) //214
附錄2 習題參考答案 //214