Structure in Protein Chemistry pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Garland Pub

作者:Kyte, Jack

出品人:

页数:832

译者:

出版时间:2006-9

价格:$ 183.06

装帧:HRD

isbn号码:9780815338673

丛书系列:

图书标签:

4
蛋白质化学
蛋白质结构
生物化学
结构生物学
蛋白质折叠
肽键
氨基酸序列
X射线晶体学
核磁共振
分子生物学

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具体描述

The second edition of "Structure in Protein Chemistry" showcases the latest developments and innovations in the field of protein structure analysis and prediction. The book begins by explaining how proteins are purified and describes methods for elucidating their sequences of amino acids and defining their posttranslational modifications. Comprehensive explanations of crystallography and of noncovalent forces-ionic interactions, hydrogen bonding, and the hydrophobic effect-act as a prelude to an exhaustive description of the atomic details of the structures of proteins. The resulting understanding of protein molecular structure forms the basis for discussions of the evolution of proteins, the symmetry of the oligomeric associations that produce them, and the chemical, mathematical, and physical basis of the techniques used to study their structures. The latter include image reconstruction, nuclear magnetic resonance spectroscopy, proton exchange, optical spectroscopy, electrophoresis, covalent cross-linking, chemical modification, immunochemistry, hydrodynamics, and the scattering of light, X-radiation, and neutrons. These procedures are applied to study the folding of polypeptides and the assembly of oligomers. Biological membranes and their proteins are also discussed. "Structure in Protein Chemistry, Second Edition", bridges the gap between introductory biophysical chemistry courses and research literature. It serves as a comprehensive textbook for advanced undergraduates and graduate students in biochemistry, biophysics, and structural and molecular biology. Professionals engaged in chemical, biochemical, and molecular biological research will find it a useful reference.

精密结构解析：现代生物化学的基石本书聚焦于生命科学前沿的结构生物学领域，深入探讨了蛋白质、核酸等生物大分子在原子和分子层面的精细结构如何决定其功能。本书旨在为生物化学、分子生物学及结构生物学领域的研究者和高年级学生提供一个全面且深入的理论和实验框架。 --- 第一部分：结构生物学的理论基础与实验技术本部分将奠定理解生物大分子结构的基础，从宏观的分子间作用力到微观的成像技术，为后续的结构解析提供必要的理论工具。第一章：生物分子结构的基本原理化学键与非共价相互作用：详细阐述氢键、范德华力、疏水效应和静电相互作用在维持三维结构中的关键作用。重点分析这些弱相互作用如何协同工作，驱动蛋白质的折叠和稳定。构象空间与自由能面：引入构象空间的概念，探讨蛋白质折叠过程中的能量障碍与陷阱。分析Levinthal悖论的现代解释，以及驱动蛋白质快速正确折叠的热力学与动力学因素。多肽链的柔性和刚性：深入讨论 $phi$ 和 $psi$ 键角的限制，阐述主链和侧链的取向对二级结构（如 $alpha$ 螺旋和 $eta$ 折叠）形成的影响。第二章：解析宏观结构的经典技术 X射线晶体学 (X-ray Crystallography)：这是结构解析的黄金标准。本章详述晶体培养的挑战与优化，从X射线衍射理论到傅里叶变换在电子密度图重建中的应用。重点讨论相位问题（Phase Problem）的解决策略，包括同晶置换法（MIR/MAD）和分子替换法（MR）。对高分辨率结构分析中残基运动性（B-factor）的解读进行深入分析。冷冻电子显微镜（Cryo-EM）的革命：介绍低温电子显微镜原理，包括样品制备（闪冻）、图像采集（低剂量成像）和三维重建流程。着重分析单颗粒分析（SPA）如何克服了传统方法的限制，尤其是在解析大分子复合物和膜蛋白结构方面的优势。讨论分辨率评估和地图处理技术。第三章：光谱学与低分辨率结构探究核磁共振波谱学 (NMR Spectroscopy)：专注于溶液状态下蛋白质的结构与动力学研究。详细解析二维（COSY, NOESY, TOCSY）和三维 NMR 实验，如何用于回旋和距离约束的确定。讨论高场强 NMR 在解析动态平衡和快速交换系统中的应用。小角X射线散射（SAXS）与中子散射：阐述 SAXS 如何提供蛋白质在溶液状态下的整体轮廓（Radius of Gyration, $R_g$）和形状信息，作为高分辨率结构的有效补充。中子散射则用于探测氢原子和水分子，尤其在研究蛋白质-溶剂界面时具有独特优势。 --- 第二部分：蛋白质结构的功能性维度本部分将结构知识应用于具体功能领域，探索复杂蛋白质机器的组装、调控及其在疾病发生中的结构基础。第四章：膜蛋白的结构与组装跨膜区域的特征：分析疏水性分析如何预测膜嵌插段。讨论 $alpha$ 螺旋束和 $eta$ 桶（如 G 蛋白偶联受体 - GPCRs）的独特结构特征。膜蛋白的解析挑战：详述使用表面活性剂、脂质纳米盘（Nanodiscs）和脂质体（Liposomes）稳定膜蛋白的技术。重点介绍使用 Cryo-EM 解析高分辨率 GPCR 结构如何推动药物研发。通道与转运蛋白的动态机制：结合结构和动力学数据，解析水通道（Aquaporins）和离子泵（如 $ ext{Na}^+/ ext{K}^+$-ATPase）的门控机制（gating）和构象变化。第五章：多蛋白复合物的组装与界面识别对称性与界面相互作用：探讨分子对称性（如二聚体、环状结构）在稳定蛋白质机器中的作用。分析界面残基的统计学特征，以及它们如何驱动特异性识别（如抗原-抗体结合）。分子马达的结构基础：以肌球蛋白、驱动蛋白或核糖体为例，展示分子机器如何通过精细控制的、序列性的构象变化来实现宏观的运动或合成功能。重点分析 ATP 水解驱动下的机械转换。信号转导网络中的结构变化：解析激酶和磷酸酶的结构调控域（regulatory domains）。展示磷酸化事件如何诱导远程的结构域重排，从而开启或关闭信号通路。第六章：核酸与蛋白质的相互作用结构 DNA/RNA 结合蛋白的识别模式：深入分析转录因子如何通过特定的结构基序（如锌指、螺旋-转角-螺旋）识别DNA的双螺旋上的特定序列。核糖体的结构生物学：将核糖体视为一个巨大的分子工厂，从高分辨率结构中解析 tRNA 进出位点、肽键形成的全过程。探讨结构柔性在翻译效率中的作用。 RNA 结构的功能性：介绍结构生物学如何解析复杂的非编码 RNA（如 tRNA 和核酶）的三维折叠，以及这些结构如何直接参与催化或调控。 --- 第三部分：结构生物学在生物医学中的应用本部分将理论与实践相结合，展示结构解析如何指导理性药物设计和疾病机理的阐明。第七章：结构与疾病：理解突变效应蛋白质折叠病（Protein Misfolding Diseases）：以阿尔茨海默病和帕金森病为例，分析淀粉样蛋白聚集的结构驱动力。探讨纤维核心的交叉 $eta$ 片结构如何形成，以及伴侣分子（Chaperones）如何通过结构识别来干预聚集过程。结构变异在癌症中的作用：考察致癌基因突变（如激酶的激活突变）如何改变蛋白质的活性位点或调节域的构象，导致信号持续激活。第八章：结构导向的药物设计（Structure-Based Drug Design, SBDD）靶点鉴定与结构解析：强调在 SBDD 流程中，获取高分辨率靶蛋白结构（尤其是与配体结合时的诱导契合结构）的重要性。小分子抑制剂的优化：介绍基于结构的药物筛选方法，如分子对接（Molecular Docking）和虚拟筛选。分析抑制剂如何通过精确匹配活性口袋中的残基来提高亲和力和选择性。讨论共价抑制剂和变构调节剂的结构基础。蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）的抑制：探讨 PPI 界面通常较大且缺乏深层口袋的挑战，以及结构生物学如何指导开发能够破坏关键界面接触的新型分子。第九章：未来展望：整合多尺度数据计算结构生物学的进步：讨论 AlphaFold2 等深度学习模型在从序列预测高精度结构方面的突破。分析预测结构与实验结构之间的关系与差异，尤其是在解析灵活区域时的局限性。活体结构分析的趋势：展望在活细胞内或接近生理条件下解析分子机器活动的未来技术方向，如体内荧光相关光谱（FRET）结合先进显微技术，以期在动态环境中捕获功能相关的瞬态结构。 --- 本书内容严谨、图表丰富，对每一个实验步骤和理论模型都进行了详尽的阐述，确保读者能够独立进行结构分析和实验设计。