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出版者:Springer

作者:Vladimir Leskovac

出品人:

页数:456

译者:

出版时间:2003-03

价格:USD 189.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306467127

丛书系列:

图书标签:

• 酶动力学
• 酶学
• 生物化学
• 化学动力学
• 酶抑制
• Michaelis-Menten动力学
• 酶机制
• 动力学分析
• 生物催化
• 酶活性

酶促动力学：探索生命化学反应的精妙律动 生命，本质上是一系列复杂而有序的化学反应的集合，而这些反应的执行者，正是效率惊人、特异性极高的酶。理解酶如何催化这些反应，它们的速度受哪些因素影响，以及如何被调控，不仅是生命科学的核心课题，也为药物研发、疾病诊断和生物技术提供了坚实的理论基础。本书《酶促动力学》（Comprehensive Enzyme Kinetics）将带领读者深入探索酶促反应的精妙律动，揭示生命化学过程中隐藏的规律与奥秘。 酶促动力学：一门关于速度的科学 酶促动力学，顾名思义，是一门研究酶促反应速率及其影响因素的学科。它并非仅仅关注反应最终的产物，而是将焦点放在了反应进行的“过程”——即反应的速度。通过精确测量和分析不同条件下酶促反应的速度，我们可以推断出酶的催化机制、底物结合模式、产物释放方式，甚至酶结构的微小变化如何影响其功能。这就像是观察一位熟练的乐师演奏乐曲，不仅要欣赏终章的华美，更要体会每一个音符的起承转合，才能真正领略音乐的精髓。 本书将为您呈现： 第一部分：酶促反应的基础理论 酶的本质与活性中心： 我们将从酶的分子结构入手，阐述蛋白质如何折叠形成具有三维立体结构的活性中心，以及活性中心在识别底物、稳定过渡态、降低活化能方面所扮演的关键角色。您将了解不同类型的酶，例如氧化还原酶、转移酶、水解酶、裂合酶、异构酶和连接酶，它们各自独特的催化策略。 反应机理的初步认知： 酶促反应并非一步到位，而是经历一系列复杂的中间步骤。本书将介绍酶-底物复合物的形成、催化转化以及产物释放等基本过程，并初步探讨一些简单的酶促反应机理模型，例如“诱导契合”理论，解释酶与底物之间精妙的相互作用。 反应速率的定义与衡量： 如何量化酶促反应的速度？我们将介绍各种速率单位，例如每秒产物量、每分钟产物量，以及更常用的“酶活力单位”（U）和“催化效率”（kcat）。掌握这些概念是进行后续动力学分析的前提。 质量作用定律与化学动力学回顾： 为了理解酶促动力学，有必要回顾一些基本的化学动力学原理。本书将简要介绍质量作用定律，浓度、温度、pH等因素对一般化学反应速率的影响，并引出为何酶促反应会表现出其独特的规律性。 第二部分：米氏-麦勒方程及其应用 米氏常数（Km）与最大反应速率（Vmax）： 米氏-麦勒方程是酶促动力学中最核心的方程之一，它描述了酶促反应速率（v）与底物浓度（[S]）之间的关系。本书将详细推导米氏-麦勒方程，并深入剖析Km和Vmax这两个关键参数的生理意义。Km代表了酶对底物的亲和力，Km越小，酶对底物的亲和力越高；Vmax则反映了在底物饱和状态下酶的最大催化能力。 反应速率图与线性图： 通过绘制反应速率随底物浓度变化的曲线图，我们可以直观地理解米氏-麦勒方程的含义。更重要的是，本书将介绍如何通过对米氏-麦勒方程进行线性变换，得到一系列便于实验数据拟合和参数估算的线性图，例如林-伯格-霍尔图（Lineweaver-Burk plot）、霍尔-布莱克图（Hofstee plot）和伊代斯-霍恩图（Eadie-Hofstee plot）。我们将逐一解析这些图的绘制方法、数据解读以及各自的优缺点。 米氏-麦勒模型的局限性与适用范围： 米氏-麦勒模型虽然强大，但也基于一些简化的假设，例如准稳态近似和底物不可逆结合。本书将探讨这些假设的含义，并指出在何种情况下米氏-麦勒模型可能不再适用，为读者提供更全面的认知。 第三部分：抑制剂与激活剂的动力学分析 抑制剂的类型与作用方式： 抑制剂是调节酶活性的重要物质，它们通过与酶结合来降低酶的催化效率。本书将系统地介绍竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制以及混合型抑制等四种主要的抑制作用模式。我们将深入解析不同抑制剂如何影响Km和Vmax，并提供判断抑制类型的方法。 激活剂的作用机制： 与抑制剂相反，激活剂能够提高酶的催化活性。我们将探讨激活剂的多种作用方式，包括别位激活（allosteric activation）和协同激活等，并分析它们对酶促反应动力学参数的影响。 药物研发中的应用： 酶抑制剂是许多药物的核心组成部分，例如抗生素、抗癌药物和抗病毒药物。本书将结合具体的药物实例，阐述如何利用酶促动力学分析来筛选和优化候选药物，评估药物的有效性和潜在副作用。 第四部分：多底物反应与协同作用 多底物酶的动力学： 许多重要的生物化学反应需要两个或多个底物共同参与，例如氧化还原反应和合成反应。本书将介绍多底物酶的动力学模型，包括序贯反应、平行反应和随机反应等，并分析不同模型下反应速率与底物浓度的关系。 协同酶与别位调节： 在复杂的生物途径中，酶的活性常常受到其他蛋白质或小分子的协同调控。我们将深入探讨别位效应（allosteric effect），包括协同激活和协同抑制，以及它们如何影响酶的构象和活性。 生物信号转导中的应用： 别位调节在细胞信号转导过程中发挥着至关重要的作用。本书将以钙离子对肌钙蛋白的调节为例，说明别位效应如何实现信号的放大和整合。 第五部分：实验设计与数据分析 实验方案的优化： 成功的酶促动力学研究依赖于严谨的实验设计。本书将指导读者如何设计合理的实验方案，包括选择合适的酶和底物浓度范围、控制反应条件（温度、pH、离子强度等）、选择合适的检测方法以及避免常见的实验误差。 数据采集与处理： 酶促动力学实验通常产生大量的定量数据。本书将介绍常用的数据采集设备和技术，以及如何对原始数据进行预处理，例如去除异常值、进行单位转换等。 参数估算与模型拟合： 基于实验数据，我们将介绍如何利用统计学方法和非线性回归算法来估算酶促动力学参数（Km、Vmax、Ki等），并评估模型的拟合优度。我们将讨论各种拟合软件和工具的应用。 不确定性分析与误差评估： 任何实验都存在不确定性。本书将强调对实验数据和参数估算结果进行不确定性分析和误差评估的重要性，以确保研究结论的可靠性。 第六部分：高级话题与前沿进展 酶与固定化酶： 固定化酶在生物催化和生物传感器领域具有广泛的应用。本书将探讨固定化过程对酶促动力学的影响，以及如何优化固定化酶的性能。 酶与膜结合： 许多酶存在于细胞膜上，它们的动力学行为受到膜环境的影响。我们将讨论膜对酶活性的调控机制。 计算酶学与模拟： 随着计算能力的提升，计算酶学为理解酶促反应机理提供了强大的工具。本书将介绍分子动力学模拟、量子化学计算等方法在酶促动力学研究中的应用。 酶促动力学在疾病诊断与治疗中的应用： 许多疾病与酶的异常活性有关，例如癌症、糖尿病和神经退行性疾病。本书将探讨如何利用酶促动力学原理开发新的诊断标记物和治疗策略。 酶工程与定向进化： 通过对酶进行改造，我们可以提高其催化效率、改变其底物特异性或赋予其新的功能。本书将简要介绍酶工程和定向进化技术在酶促动力学研究中的应用。 本书的特色： 系统性与全面性： 涵盖了从基础理论到高级应用的酶促动力学各个方面，力求为读者构建一个完整的知识体系。 深入浅出： 复杂的概念将通过清晰的解释、直观的图示和具体的例子来呈现，即使是初学者也能轻松掌握。 强调实践应用： 关注酶促动力学在生物技术、药物研发、医学诊断等领域的实际应用，帮助读者理解理论知识的价值。 理论与实验并重： 不仅阐述理论模型，还提供实验设计和数据分析的指导，鼓励读者将理论应用于实际研究。 前沿视角： 关注酶促动力学领域的最新进展和未来发展趋势，启发读者的研究思路。 通过阅读《酶促动力学》，您将不仅仅是学习一套方法和公式，更是获得一种分析和解决问题的思维方式。您将能够理解生命体内部那些看不见的化学反应是如何精确而高效地进行的，并且能够运用这些知识去探索更深层次的生命奥秘，甚至为人类的健康和福祉贡献力量。 无论您是生命科学领域的在读学生、研究人员，还是对酶促反应的精妙之处充满好奇的求知者，本书都将是您探索酶促动力学世界的得力助手，引领您穿越错综复杂的生化反应网络，感受生命律动的科学之美。

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