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Based on nearly 40 years of teaching, this book thoroughly describes the principles and fundamentals of insect physiology. Readers will quickly understand the terminology needed to navigate the voluminous, scattered literature in the field. With approximately 1500 references and more than 240 figures and tables, Insect Physiology and Biochemistry is useful as a core text for upper division and graduate students, as well as a valuable reference for scientists who work with insects in genetics, biochemistry, virology, microbiology, and behavior.
生物化学与分子生物学前沿进展 一部聚焦于细胞信号传导、基因调控及蛋白质结构功能解析的深度综述 作者： 史密斯，约翰；陈，丽华；冈萨雷斯，马科斯 出版社： 科学前沿出版社 --- 内容概要： 本书《生物化学与分子生物学前沿进展》汇集了当前生命科学领域最活跃、最具突破性的研究成果，旨在为研究生、科研人员以及对生命科学前沿有浓厚兴趣的专业人士提供一个全面、深入的学习和参考平台。全书共分四个主要部分，共十五章，内容涵盖了从宏观的细胞器相互作用到微观的分子机制，特别是对近年来快速发展的结构生物学、合成生物学和系统生物学方法论进行了详细阐述和应用案例分析。 第一部分：信号转导网络与细胞命运决定 (Chapters 1-4) 本部分深入探讨了细胞如何感知和响应环境变化，精确调控其生长、分化和死亡的复杂机制。 第一章：膜受体与G蛋白偶联受体（GPCRs）的动态调控。 本章重点介绍了新型GPCR激活机制的研究进展，特别是对非经典配体介导的偏好性激动作用（biased agonism）的分子基础进行了详尽的讨论。研究表明，受体构象的微小变化可以驱动不同的下游信号通路激活，这为药物设计提供了新的靶点。我们详细分析了近年来利用冷冻电镜（Cryo-EM）解析出的多个GPCR-G蛋白复合物的高分辨率结构，揭示了信号传递过程中的关键界面和动态过程。 第二章：激酶级联反应的精确时空控制。 细胞内广泛存在的蛋白激酶网络是生命活动的核心调控枢纽。本章侧重于分析MAPK和PI3K/Akt通路在应激反应和代谢重编程中的交叉对话。特别关注了磷酸酶在信号“关断”中的重要作用，以及这些调控失衡如何直接导致癌症、神经退行性疾病的发生。此外，还探讨了新型激酶抑制剂的设计策略，及其在精准医疗中的应用潜力。 第三章：表观遗传学调控因子在发育中的作用。 基因组的表观遗传修饰（如DNA甲基化、组蛋白修饰）是基因表达的“记忆”载体。本章详细介绍了组蛋白修饰的“阅读器-写入器-擦除器”三元组模型，并重点分析了特定染色质重塑复合体（如SWI/SNF）在胚胎干细胞分化过程中的关键枢纽地位。我们探讨了非编码RNA（如lncRNA和circRNA）如何通过招募或指导这些表观遗传因子来影响染色质可及性，从而实现对复杂基因组区域的调控。 第四章：细胞凋亡与自噬的分子开关。 细胞死亡通路是维持组织稳态的必要过程。本章系统梳理了线粒体外源性凋亡通路中Bcl-2家族蛋白的精细平衡控制，并对近年来发现的新的抗凋亡因子进行了剖析。同时，本章详述了细胞自噬的激活机制，特别是针对受损细胞器的选择性清除（如线粒体自噬，Mitophagy），以及自噬在代谢适应和衰老过程中的双重角色。 第二部分：蛋白质组学与结构生物学新范式 (Chapters 5-8) 本部分聚焦于解析生命大分子的三维结构和相互作用网络，这是理解其功能的基石。 第五章：冷冻电镜（Cryo-EM）在解析大分子机器中的应用。 Cryo-EM技术革命性地推动了结构生物学的发展。本章详细介绍了从样品制备、数据采集到三维重建的完整流程，并重点展示了其在解析如核糖体、病毒颗粒、膜蛋白复合物等高难度靶标结构方面的优势。特别对时间分辨Cryo-EM（Time-resolved Cryo-EM）在捕获分子动态构象方面的潜力进行了展望。 第六章：蛋白质相互作用组的绘制与分析。 蛋白质并非孤立工作，其相互作用网络决定了细胞功能。本章系统介绍了酵母双杂交（Y2H）、亲和纯化-质谱联用（AP-MS）等经典技术，并重点探讨了基于化学交联和空间可区分探针（如BioID）的体内蛋白质组学方法，用于识别瞬态或低丰度相互作用蛋白。 第七章：从结构到功能：计算生物学与分子动力学模拟。 实验数据往往需要计算模拟来验证和拓展理解。本章介绍了如何利用分子动力学（MD）模拟来研究蛋白质的柔性、折叠过程和配体结合的能量学。我们展示了如何结合量子化学计算（QM/MM）来精确描述催化活性位点的电子转移过程。 第八章：蛋白质翻译后修饰（PTMs）的动态图谱绘制。 PTMs是蛋白质功能快速调节的关键手段。本章聚焦于泛素化、磷酸化和乙酰化在调控蛋白质稳定性、亚细胞定位和相互作用网络中的复杂模式。同时，介绍了用于鉴定新型PTMs位点的靶向质谱技术（Targeted Mass Spectrometry）。 第三部分：基因组学、转录调控与核酸生物学 (Chapters 9-12) 本部分关注遗传信息的存储、读取和精确编辑，特别强调了非编码DNA和RNA的功能探索。 第九章：CRISPR/Cas系统的进化与靶向机制。 CRISPR技术已成为现代分子生物学的核心工具。本章不仅回顾了Cas9的工作原理，更深入探讨了新型Cas核酸酶（如Cas12, Cas13）在RNA编辑和体内基因组成像中的应用拓展。同时，详细分析了碱基编辑和先导编辑技术在解决Cas9的脱靶效应和插入/缺失（indel）问题上的进展。 第十章：染色质免疫沉淀技术（ChIP-seq）的优化与解读。 探究转录因子和组蛋白修饰在整个基因组上的结合模式是理解基因调控的基础。本章讨论了ATAC-seq（Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing）与ChIP-seq的互补性，并着重介绍了如何利用单细胞测序技术（scATAC-seq）来解析异质细胞群体中的染色质状态差异。 第十一章：RNA加工、运输与降解的分子机制。 基因转录后的RNA修饰和处理过程对最终的蛋白质表达具有决定性影响。本章详述了mRNA剪接体的动态组装与替代性剪接的调控因子，特别是探讨了m6A（N6-甲基腺苷）修饰在mRNA命运决定中的关键作用。 第十二章：核糖核酸酶在基因组防御中的角色。 除了经典的逆转录酶抑制，本章还聚焦于TET酶家族介导的DNA脱甲基化过程，以及各种RNA诱导的沉默复合物（RISC）如何精确降解靶标mRNA，作为细胞应对病毒入侵和转座子活化的重要防线。 第四部分：系统生物学与代谢工程的前沿 (Chapters 13-15) 本部分探讨如何整合多尺度数据以构建可预测的生物系统模型，并应用于生物技术领域。 第十三章：代谢网络建模与通量平衡分析（FBA）。 系统生物学的目标是对整个细胞系统进行量化描述。本章详细介绍了如何构建和求解代谢网络的约束模型，以预测在不同环境胁迫下细胞的生长速率和代谢产物通量分布。我们将重点放在微生物代谢的优化，以提高生物燃料或高价值化学品的产量。 第十四章：合成生物学：从构建到工程化。 本章探讨了设计和构建全新生物部件、设备和系统的工程学原理。我们展示了如何利用正交的基因表达系统（如T7启动子与Lac操纵子的解耦）来构建多层级逻辑门电路，并探讨了如何设计“活体生物传感器”用于实时监测细胞内关键代谢物或毒素水平。 第十五章：宿主-微生物组相互作用的调控：整合组学方法。 肠道微生物组被视为“第二基因组”。本章介绍如何利用宏基因组学、宏转录组学和代谢组学数据集成的方法，揭示宿主免疫系统与共生菌群之间的分子对话机制，特别是细菌代谢物如何影响宿主细胞的信号通路和代谢状态。 --- 本书特色： 深度与广度兼备： 覆盖了当前生物化学和分子生物学的热点和难点，内容紧跟顶级期刊的最新发现。 技术驱动： 每一章节都强调了支撑前沿研究的关键技术手段，并提供了深入的技术原理分析。 案例详实： 引用了大量来自结构生物学、基因编辑和系统生物学领域的经典和前沿研究案例，增强了理论的可操作性。 面向未来： 探讨了生物学向工程学转化的趋势，对未来生物技术的发展方向提供了深刻洞察。 目标读者： 生命科学、生物技术、生物化学、分子生物学等相关专业的高年级本科生、研究生、博士后研究人员，以及致力于生物医药研发和基础研究的科学家。
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