Biology of the Invertebrates pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw-Hill College

作者:Pechenik, Jan A.

出品人:

页数:608

译者:

出版时间:2004-5

价格:$ 185.32

装帧:HRD

isbn号码:9780072348996

丛书系列:

图书标签:

• 无脊椎动物学
• 动物学
• 生物学
• 比较动物学
• 动物生理学
• 动物形态学
• 进化生物学
• 生态学
• 海洋生物学
• 淡水生物学

生物化学前沿：蛋白质结构与功能解析 导言 在生命的宏伟蓝图中，蛋白质无疑扮演着核心角色。它们是执行细胞生命活动的物质基础，从催化代谢反应到遗传信息的传递与表达，无不依赖于这些复杂而精密的生物大分子。对蛋白质结构与功能的深入理解，不仅是生命科学研究的基石，更是推动生物技术、药物研发乃至疾病治疗的关键所在。《生物化学前沿：蛋白质结构与功能解析》一书，旨在为读者提供一个全面、深入且与时俱进的视角，探讨当代蛋白质科学领域最核心、最具挑战性的议题。本书不涉及任何关于无脊椎动物生物学（Invertebrate Biology）的具体内容，而是聚焦于分子层面，解析生命活动最精微的机制。 第一部分：蛋白质的物理化学基础与三维结构解析 本部分内容着重于构建理解蛋白质的物理化学基石，并详细介绍解析其复杂三维结构的尖端技术。 第一章：氨基酸的化学多样性与多肽链的构建 本章首先回顾了20种标准氨基酸的侧链（R基团）的化学性质，包括其极性、电荷、疏水性及空间位阻效应。我们将深入探讨这些基团如何影响蛋白质的溶解性、相互作用以及在不同环境（如细胞膜内外）中的定位。随后，内容转向多肽键的形成——脱水缩合反应的自由能考量，以及多肽链构象空间的多样性（Ramachandran图的深度解读）。特别强调了共价键（肽键）和非共价键（氢键、范德华力、离子键、疏水作用）在决定二级结构中的作用机制。 第二章：蛋白质的层级结构：从局部折叠到超分子复合物 本章细致剖析蛋白质的四级结构模型。二级结构（α-螺旋、β-折叠、无规则卷曲）的稳定机制，特别是氢键网络的精确排列被详尽阐述。随后，进入对三级结构的探讨，关注结构域（Domain）的概念及其功能特异性。重点分析折叠的驱动力（折叠核心的疏水塌陷、表面亲水性）以及在分子伴侣（Chaperones）辅助下的正确折叠路径。最后，对四级结构的形成——多聚体的组装原理（同源、异源二聚体、寡聚体）进行深入解析，并引入结构生物学中对蛋白质复合物稳定性的热力学分析。 第三章：前沿结构解析技术：高分辨率成像 本章聚焦于当前解析蛋白质高分辨率结构的革命性技术。 1. X射线晶体学（X-ray Crystallography）的最新进展： 详细介绍从蛋白质结晶优化、数据收集到相位确定（分子置换法、SAD/MAD）的全流程。重点讨论高通量筛选技术和自动化数据处理软件在解决难以结晶体系中的应用。 2. 冷冻电子显微镜（Cryo-EM）： 这一技术已成为解析大分子和膜蛋白结构的首选工具。本书将详细阐述样本制备（冰层制备）、图像采集、2D分类、3D重建以及分辨率提升的关键算法（如CTF校正、对称性应用）。重点展示Cryo-EM在解析构象动态变化方面的优势。 3. 核磁共振波谱法（NMR Spectroscopy）： 侧重于溶液相NMR在研究蛋白质的柔性区域、动态平衡以及蛋白质-蛋白质相互作用界面方面的应用。讨论弛豫时间、化学位移各向异性在确定结构和动力学参数中的作用。 第二部分：蛋白质的动态本质与分子机器 蛋白质并非静态的结构，其功能实现依赖于精确的构象变化。本部分内容深入探讨蛋白质的功能动力学及其在生命活动中的体现。 第四章：酶促反应的分子机制与催化效率 本章将酶学研究推向分子层面。重点分析活性位点（Active Site）的精确几何排列、底物识别机制以及催化三联体（如丝氨酸蛋白酶）的酸碱催化、共价催化和金属离子辅助催化机制。对Michaelis-Menten动力学方程的深入解读，结合现代酶动力学中对过渡态稳定性的研究，阐明酶如何实现对反应速率的巨大提升。此外，将探讨酶的同工酶（Isozymes）以及对别构调节（Allosteric Regulation）的分子基础，即远程信号如何通过构象变化传递到活性中心。 第五章：信号转导中的蛋白质：受体、激酶与磷酸化 蛋白质在细胞通讯中扮演“信息传递者”的角色。本章专注于膜受体蛋白和细胞内信号分子。 1. G蛋白偶联受体（GPCRs）的激活机制： 详述GPCRs如何通过配体结合诱导跨膜螺旋的精细移动，继而激活下游的G蛋白，并探讨其结构对信号放大效应的贡献。 2. 蛋白质磷酸化级联反应： 深入分析酪氨酸激酶和丝氨酸/苏氨酸激酶如何通过ATP依赖的方式，在特定残基上引入磷酸基团。磷酸基团带来的电荷变化如何作为“开关”调控下游蛋白的活化或失活，以及磷酸酶在信号关闭中的作用。 第六章：分子马达与机器：结构动态的宏观体现 本章考察由蛋白质构成的复杂分子机器如何将化学能转化为机械功。 1. 肌动蛋白与肌球蛋白系统： 分析肌球蛋白头部如何结合ATP，水解能量，并利用其铰链区产生定向的“划水”动作，驱动肌动蛋白丝的滑动。关注跨步周期的结构变化。 2. 核酸驱动的机器（如解旋酶与聚合酶）： 探讨DNA或RNA聚合酶在沿着核酸模板移动时的钳形结构变化。重点分析解旋酶如何利用ATP水解驱动螺旋解开，以及这些过程中的“摩擦力”和“步长”是如何由蛋白质结构决定的。 第三部分：蛋白质组学与疾病相关性 本部分将研究从单体蛋白质延伸到整个蛋白质组的视角，并探讨蛋白质功能失调与人类疾病的联系。 第七章：蛋白质组学：高通量鉴定与定量分析 本章介绍现代蛋白质组学技术的基石——质谱法（Mass Spectrometry）。详细描述从样本消化（酶解）、肽段分离（色谱技术，如HPLC/UPLC）到质谱分析（如ESI-MS/MS, MALDI-TOF）的原理。重点讲解“自下而上”（Top-down）和“自上而下”（Bottom-up）蛋白质组学策略，以及蛋白质的翻译后修饰（PTMs）的鉴定和位点定位技术。 第八章：蛋白质折叠错误与神经退行性疾病 蛋白质错误折叠是多种严重疾病的共同病理基础。本章专门分析这一现象。 1. 淀粉样蛋白的形成： 深入探讨正常可溶性蛋白质（如Aβ、Tau、Prion蛋白）如何通过构象重排，形成高度有序的、富含β-折叠的纤维状结构。分析这些纤维如何聚集形成寡聚体和斑块，并导致细胞毒性。 2. 质量控制系统： 探讨细胞内尿 কার্যকলাপ（Ubiquitin-Proteasome System, UPS）和自噬（Autophagy）系统如何识别、标记并降解错误折叠的蛋白质。分析当这些清除系统功能受损时，疾病如何发生和进展。 第九章：蛋白质与药物靶点设计 最后，本章连接基础科学与应用医学。探讨结构生物学如何指导理性药物设计（Rational Drug Design）。介绍小分子抑制剂与蛋白质靶点结合的原理（如竞争性、非竞争性抑制），以及结构生物学（尤其是结构导向药物设计，SBDD）在优化药物的活性、选择性和药代动力学特性中的核心作用。讨论如何利用蛋白质结构数据进行虚拟筛选和先导化合物的优化。 结论 《生物化学前沿：蛋白质结构与功能解析》旨在提供一个严谨的知识框架，使读者能够掌握当前蛋白质科学研究的广度和深度，为未来的创新研究打下坚实的基础。本书内容完全聚焦于蛋白质的分子和细胞功能层面。

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