CONTENTS
Preface  ... xiii
Authors  ... xv
1. Introduction  / Victor W. Rodwell, PhD ... 1
  The Elements of The Second & Third Periods of the Periodic Table  ... 1
  Review of Organic Chemistry  ... 2
  Functional Groups Important in Physiologic Chemistry  ... 8
2. Water  / Victor W. Rodwell, PhD ... 11
  Introduction  ... 11
  Molecular Structure of Water  ... 11
  Macromolecufar Structure of Water  ... 11
  Hydrogen Bonds  ... 12
  Dissociation of Water  ... 12
  The Concept of pH  ... 13
  Protonic Equilibria of Functional Groups That Are Weak Acids or Bases  ... 14
  The Henderson-Hasselbalch Equation  ... 16
  Buffers & Buffering  ... 17
3. Amino Acids & Peptides  / Victor W. Rodwell, PhD ... 18
  Introduction  ... 18
  Amino Acids  ... 18
    Protonic Equilibria of Amino Acids  ... 18
    Structures of Amino Acids  ... 20
    Optical Isomers of Amino Acids  ... 20
    Physical Properties of Amino Acids  ... 25
    Chemical Reactions of Amino Acids  ... 25
  Peptides  ... 28
    Determination of the Primary Structure of Peptides  ... 30
    Technics Used in Determining Primary Peptide Structures  ... 33
    Conformation of Peptides in Solution  ... 34
    Synthesis of Peplides  ... 34
    Physiologically Active Peptides  ... 35
4. Proteins  / Victor W. Rodwell, PhD ... 37
  Classification of Proteins  ... 37
  Size & Shape of Proteins  ... 38
  Bonds Responsible for Protein Structure  ... 38
  Orders of Protein Structure  ... 39
  Primary Structure of Proteins  ... 41
  Secondary & Tertiary Structure of Proteins  ... 43
  Quaternary Structure of Proteins  ... 45
  Denaturation of Proteins  ... 46
  Color Reactions of Proteins  ... 47
5. General Properties of Enzymes  / Victor W. Rodwell, PhD ... 48
  Catalysis  ... 48
  Coenzymes  ... 48
  Enzyme Specificity  ... 50
  Enzyme Classification & Nomenclature  ... 51
  Quantitative Measurement of Enzyme Activity  ... 53
  Isolation of Enzymes  ... 54
  Intracellular Distribution of Enzymes  ... 55
6. Kinetic Properties of Enzymes  / Victor W. Rodwell, PhD ... 60
  Kinetic Theory of Reaction  ... 60
  Effect of Reactant Concentration  ... 61
  Inhibition of Enzyme Activity  ... 67
  The Catalytic Site  ... 70
  Mechanism of Enzyme Action  ... 74
  Isozymes  ... 77
  Enzymes in Clinical Diagnosis  ... 78
7. Regulation of Enzyme Activity  / Victor W. Rodwell, PhD ... 82
  Physiologic Role of Metabolic Regulation  ... 82
  Available Options for Regulation of Enzymes  ... 83
  Regulation of Enzyme Quantity  ... 83
  Regulation of the Catalytic Efficiency of Enzymes  ... 88
  Regulation of Catalytic Efficiency : Availability of Reactants  ... 89
  Regulation of Catalytic Efficiency : Feedback Inhibition  ... 90
  Regulation of Catalytic Efficiency : Covalent Modification  ... 95
8. Carbohydrates  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 97
  Monosaccharides  ... 98
  Hexoses  ... 100
  Glycosides  ... 100
  Important Chemical Reactions of Monosaccharides  ... 101
  Deoxy Sugars  ... 105
  Amino Sugars （Hexosamines）  ... 105
  Disaccharides  ... 105
  Polysaccharides  ... 105
  Carbohydrates of Cell Membranes  ... 110
  Tests for Carbohydrates  ... 110
9. Lipids  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 112
  Fatty Acids  ... 112
  Triacylglycerols （Triglycerides）  ... 114
  Phospholipids  ... 115
  Cerebrosides （Glycolipids）  ... 117
  Steroids  ... 118
  The Plasma Lipoproteins  ... 119
  Characteristic Chemical Reactions & Properties of Lipids  ... 121
  The Cell Membranes  ... 123
10. Nucieotides  / David W. Martin, Jr. MD ... 126
  Nucleosides & Nucleotides  ... 128
  Naturally Occurring Nucleotides  ... 131
  Synthetic Derivatives  ... 133
11. Nucleic Acids &, Chromatin  / David W. Martin, Jr. MD ... 135
12. The Fat-Soluble Vitamins  / Harold A. Harper, PhD ... 147
  Vitamin A  ... 147
  The Vitamins D  ... 151
  The Vitamins E  ... 153
  The Vitamins K  ... 156
13. The Water-Soluble Vitamins  / Harold A. Harper, PhD ... 159
  Vitamin C （Ascorbic Acid）  ... 159
  The Vitamins of the B Complex  ... 161
  Thiamin  ... 161
  Riboflavin  ... 162
  Niacin & Niacinamide  ... 163
  Pyridoxine  ... 165
  Pantothenic Acid  ... 169
  Lipoic Acid  ... 170
  Biotin  ... 171
  The Folic Acid Group  ... 172
  Inositol  ... 178
  Para-aminobenzoic Acid  ... 178
  Vitamin B1 2  ... 178
  Choline  ... 184
14. The Blood, Lymph, & Cerebrospinal Fluid  / Harold A. Harper, PhD ... 188
  Blood  ... 188
    The Clotting of Blood  ... 189
    The Plasma Proteins  ... 194
    Hemoglobin  ... 201
    Metabolic Characteristics of the Erythrocyte  ... 210
    The Anemias  ... 213
    Blood Chemistry  ... 213
  Lymph  ... 215
  Cerebrospinal Fluid  ... 216
15. The Chemistry of Respiration  / David W. Martin, Jr. MD ... 217
  Chemical & Physiologic Events Affecting Diffusion of Oxygen & Carbon Dioxide  ... 217
  Transport of Oxygen in Blood  ... 220
  Transport of C O2 in Blood  ... 222
  Respiratory Regulation of Acid-Base Balance  ... 224
16. Porphyrins & Bile Pigments  / David W. Martin, Jr. MD ... 228
17. Digestion & Absorption From the Gastrointestinal Tract  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 245
  Digestion in the Mouth  ... 245
  Digestion in the Stomach  ... 245
  Pancreatic & Intestinal Digestion  ... 246
  The Bile  ... 250
  Intestinal Putrefaction & Fermentation  ... 253
  Absorption From the Gastrointestinal Tract  ... 254
18. Bioenergetics  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 260
  Introduction  ... 260
  Role of High-Energy Phosphates in Bioenergetics & Energy Capture  ... 262
19. Biologic Oxidation  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 266
  Enzymes & Coenzymes Involved in Oxidation, & Reduction  ... 267
  The Respiratory Chain  ... 272
  The Role of the Respiratory Chain in Energy Capture  ... 274
  Mechanisms of Oxidative Phosphorylation  ... 276
    The Chemical Hypothesis  ... 276
    The Chemiosmotic Hypothesis  ... 279
20. The Citric Acid Cycle-The Catabolism of Acetyl-CoA  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 285
21. Metabolism of Carbohydrate  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 294
  Intermediary Metabolism of Carbohydrate  ... 294
  Glycolysis  ... 295
  Oxidation of Pyruvale to Acetyl-CoA  ... 299
  Glycogen Formation & Degradation  ... 299
  Glycogenesis  ... 301
  Glycogenolysis  ... 304
  The Hexose Monophosphate Shunt or Pentose Phosphate Pathway  ... 307
  Gluconeogenesis  ... 311
  Metabolism of Hexoses  ... 314
  Other Pathways of Glucose Metabolism  ... 314
    The Uronie Acid Pathway  ... 314
    Metabolism of Fructose  ... 314
    Metabolism of Galactose  ... 317
22. Metabolism of Lipids : I. Fatty Acids  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 321
  Oxidation of Fatty Acids  ... 322
  Biosynthesis of Saturated Fatty Acids  ... 327
  Metabolism of Unsaturated Fatty Acids  ... 330
  The Essential Fatty Acids  ... 333
  The Essential Fatty Acids  ... 333
  Metabolism of Acylglycerols  ... 335
  Metabolism of Sphingolipids  ... 339
  Phospholipids & Sphingolipids in Disease （Lipidoses）  ... 341
23. Metabolism of Lipids : II. Role of Tissues  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 343
  Metabolism of Adipose Tissue & the Mobilization of Fat  ... 344
  Metabolism of the Plasma Lipoproteins  ... 348
  Role of the Liver in Lipid Metabolism  ... 353
  Ketosis  ... 356
  Cholesterol Metabolism  ... 359
24. Regulation of Carbohydrate & Lipid Metabolism  / Peter A. Mayes, PhD, DSc ... 367
  General Principles of Regulation of Metabolic Pathways  ... 367
  Identification of Nonequilibrium Reactions & Regulatory Enzymes  ... 367
  Metabolic Control of an Enzyme-Catalyzed Reaction  ... 368
  Regulation of Carbohydrate Metabolism  ... 368
    Regulation of Carbohydrate Metabolism at the Cellular & Enzymatic Level  ... 368
    The Blood Glucose  ... 373
  Regulation of Lipid Metabolism  ... 376
    Regulation of Kelogenesis  ... 378
    Interconversion of Major Foodsluffs  ... 381
  The Economics of Carbohydrate & Lipid Metabolism in the Whole Body  ... 382
25. Biosynthesis of Amino Acids  / Victor W. Rodwell, PhD ... 384
  Amino Acid Metabolism  ... 384
  Nutritionally Essential & Nutritionally Nonessential Amino Acids  ... 384
  Nutritionally Nonessential Amino Acids  ... 385
    Nutritionally Nonessential Amino Acids Formed From Amphibolic Intermediates  ... 385
    Nutritionally Nonessenlial Amino Acids Formed From Other Nutritionally Nonessential Amino Acids  ... 389
    Nutritionally Nonessenlial Amino Acids Formed From Nutritionally Essential Amino Acids  ... 392
  Nutritionally Essential Amino Acids  ... 392
    Biosynthesis of Nutritionally Essential Amino Acids From Glutamate  ... 392
    Biosynthesis of Nutritionally Essential Amino Acids From Aspartate  ... 393
    Biosynthesis of Nutritionally Essential Amino Acids From Amphibolic Intermediates  ... 394
26. Catabolism of Amino Acid Nitrogen  / Victor W. Rodwell, PhD ... 397
  Overall View  ... 397
  Transamination  ... 397
  Oxidative Deaminaiion  ... 399
  L-Glutamate Dehydrogenase  ... 399
  Formation of Ammonia  ... 400
  Transport of Ammonia  ... 400
  Circadian Changes in Plasma Amino Acid Levels  ... 401
  Urea Synthesis  ... 401
  Regulation of Urea Synthesis  ... 403
  Metabolic Disorders Involving the Urea Cycle  ... 404
27. Catabolism of the Carbon Skeletons of Amino Acids  / Victor W. Rodwell, PhD ... 406
  Conversion of Carbon Skeletons of Common L-a-Amino Acids to Amphibolic Intermediates  ... 406
  Amino Acids Forming Oxaloacetate  ... 407
  Amino Acids Forming α-Ketoglutarate  ... 407
  Amino Acids Forming Pyruvate  ... 409
  Amino Acids Forming Acetyl-Coenzyme A  ... 411
  Amino Acids Forming Succinyl-Coenzyme A  ... 418
  Metabolic Defects in Amino Acid Metabolism  ... 423
28. Conversion of Amino Acids to Specialized Products  / Victor W. Rodwell, PhD ... 430
  Glycine  ... 430
  Alanine  ... 431
  Serine  ... 431
  Threonine  ... 432
  Methionine  ... 432
  Cysteine  ... 433
  Arginine  ... 433
  Histidine  ... 434
  Tryptophan  ... 434
  Phenylalanine & Tyrosine  ... 437
  Metabolism of Creatine & Creatinine  ... 437
29. Metabolism of Purine & Pyrimidine Nucleotides  / David W. Martin, Jr. MD ... 440
30. Metabolism of Nucleic Acids  / David W. Martin, Jr. MD ... 460
  The Nature of DNA  ... 460
  Genetic Organization of the Mammalian Genome  ... 462
  DNA Metabolism  ... 465
  Alteration & Rearrangement of Genetic Material  ... 470
  Biologic Function of Ribonucleic Acid （RNA）  ... 473
  RNA Metabolism  ... 474
  Inhibitors of DNA & RNA Synthesis  ... 480
  Nucleases  ... 480
31. Protein Synthesis & the Genetic Code  / David W. Martin, Jr. MD ... 481
32. Regulation of Gene Expression  / David W. Martin, Jr. MD ... 497
33. General Characteristics of Hormones  / Gerold M. Grodsky, PhD ... 505
34. Chemistry & Functions of the Hormones : Ⅰ. Thyroid, Pancreas, Adrenal, & Gastrointestinal Tract  / Gerold M. Grodsky, PhD ... 511
  The Thyroid  ... 511
  The Parathyroids  ... 517
  The Pancreas  ... 519
    Insulin  ... 519
    Glucagon  ... 529
    Somatostatin  ... 530
  The Adrenals  ... 531
    The Adrenal Medulla  ... 531
    The Adrenal Cortex  ... 535
  The Organs Producing Sex Hormones  ... 546
    Male Hormones  ... 547
    Female Hormones  ... 548
  The Gastrointestinal Hormones  ... 552
35. Chemistry & Functions of the Hormones : Ⅱ. Pituitary & Hypothalamus  / Gerold M. Grodsky, PhD ... 556
36. Water & Mineral Metabolism  / David D. Tyier, MA, PhD ... 569
  Water Metabolism  ... 569
  Mineral Metabolism  ... 574
    Calcium  ... 575
    Phosphorus  ... 577
    Magresium  ... 578
    Sodium  ... 579
    Potassium  ... 581
    The Sodium-Potassium Pump  ... 582
    Lithium  ... 583
    Chlorine  ... 583
    Sulfur  ... 584
  Trace Elements  ... 584
    Essential Trace Elements  ... 584
      Iron  ... 584
      Copper  ... 588
    Iodine  ... 589
    Manganese  ... 589
    Cobalt  ... 590
    Zinc  ... 590
    Fluorine  ... 591
    Molybdenum  ... 592
    Selenium  ... 592
    Chromium  ... 593
  Possibly Essential Trace Elements  ... 593
  Nonessential Trace Elements  ... 594
    Aluminum  ... 594
    Boron  ... 594
    Cadmium  ... 594
    Other Nonessenlial Trace Elements  ... 594
37. Calorimetry : Elements of Nutrition  / Harold A. Harper, PhD ... 596
  Basal Metabolism  ... 598
  Measurement of Energy Requirements  ... 599
  Specific Dynamic Action （SDA）  ... 600
  The Elements of Nutrition  ... 600
  Recommended Dietary Allowances  ... 609
38. Immunochemistry  / Kent R. Cochrum, DVM ... 613
  Structure of Immunoglobulins  ... 614
  Electrophoretic Determination of Immunoglobulins  ... 616
  Quantitaiive Immunoglobulin Determinations （Radial Diffusion Technic）  ... 619
  Antigens  ... 620
  Antigenic Determinants  ... 621
  Immunopotency  ... 624
39. The Kidney &. the Urine  / John David Wallin, MD ... 626
  Formation of Urine  ... 626
  Acidification of the Urine  ... 637
  Abnormalities of Acid-Base Regulation by the Kidney  ... 638
  Mechanism of Action of Diuretics  ... 640
  Tests of Renal Function  ... 640
  Composition of Urine  ... 642
  Hormones of the Kidney  ... 646
40. Muscle Tissue  / Harold A. Harper, PhD ... 650
  Muscle Structure  ... 650
  The Proteins in Muscle  ... 651
  Molecular Events in Muscle Contraction  ... 653
  Muscle Metabolism  ... 654
  Muscle Phosphagens  ... 655
  Inorganic Constituents of Muscle  ... 656
41. Epithelial, Connective, & Nerve Tissues  / Harold A. Harper, PhD ... 657
  Epithelial Tissue  ... 657
  Connective Tissue  ... 657
  Nerve Tissue  ... 663
Abbreviations Encountered in Physiologic Chemistry  ... 667
Index  ... 669