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出版者:

作者:Ruegg, Johann Caspar

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页数:0

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价格:1038.00元

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isbn号码:9780387555447

丛书系列:

图书标签:

• 钙离子
• 肌肉收缩
• 生理学
• 生物化学
• 细胞生物学
• 肌肉生理学
• 离子通道
• 信号转导
• 肌动蛋白
• 肌球蛋白

细胞与分子生物学前沿：从基础到应用 图书名称： 细胞与分子生物学前沿：从基础到应用 内容概要： 本书旨在为生命科学领域的研究人员、高级本科生及研究生提供一个全面、深入且前沿的视角，聚焦于细胞生物学、分子生物学以及生物化学交叉领域的核心概念、最新技术与关键发现。全书结构严谨，内容涵盖了从宏观的细胞结构与功能到微观的基因调控与蛋白质相互作用等多个层面，力求展现当代生命科学研究的广度和深度。 --- 第一部分：细胞的结构与动态平衡 第一章：细胞生物学基础：结构、隔室化与信号转导的再认识 本章从细胞作为生命基本单位的视角出发，详细阐述了真核细胞和原核细胞的结构特征，重点剖析了细胞器系统的复杂组织与功能分工。特别关注内质网、高尔基体、线粒体和溶酶体在物质合成、修饰、运输和降解中的协同作用。 细胞骨架的动态重塑： 深入探讨微管、微丝和中间纤维在维持细胞形态、驱动细胞运动以及支持细胞内物质运输中的作用。内容将涉及肌动蛋白和微管蛋白的聚合动力学，以及它们如何响应外部信号进行快速调整。 细胞粘附与细胞间通讯： 全面梳理不同类型的细胞连接（紧密连接、桥粒、间隙连接）的分子机制及其在组织完整性和信号级联中的角色。阐述细胞表面受体如何捕获环境信号，并通过第二信使系统将信息传递至细胞核或细胞质，引发精确的生理反应。 第二章：细胞膜的跨膜运输与稳态维持 细胞膜是细胞与外界环境进行物质交换和信息交流的门户。本章侧重于膜运输的物理化学原理和生物学机制。 被动与主动转运机制： 详细解析离子梯度、渗透压对物质跨膜流动的影响，并重点介绍各类膜载体蛋白和离子通道的结构特征与工作原理。着重探讨原发性及继发性主动运输系统如何耗费能量以维持细胞内外的离子稳态。 囊泡介导的转运： 深入探讨内吞作用（胞饮、吞噬、受体介导内吞）和胞吐作用的分子调控网络。内容将涉及各种Coat蛋白（如Clathrin, COP）在囊泡形成、靶向和融合过程中的精确协作，以及SNARE复合体在确保膜融合特异性中的关键作用。 --- 第二部分：遗传信息的存储、表达与调控 第三章：基因组的组织、复制与修复 本部分聚焦于遗传物质的精确复制、维护和表达。 染色质的结构与功能： 详细阐述真核生物染色质的等级结构，从核小体到更高层次的折叠。重点讨论组蛋白的共价修饰（如乙酰化、甲基化、磷酸化）如何动态地调节基因的可及性，即表观遗传调控的分子基础。 DNA复制的精确机制： 阐述DNA聚合酶家族的特性、复制起始的分子识别过程，以及拖尾链合成中的冈崎片段生成与连接。强调复制保真性是如何通过校对机制得以保障的。 DNA损伤与修复通路： 梳理主要的DNA损伤类型及其对应的修复策略，包括错配修复（MMR）、核苷酸切除修复（NER）、碱基切除修复（BER）和双链断裂的重组修复与非同源末端连接（NHEJ）。 第四章：从RNA到蛋白质：转录、翻译与RNA生物学 本章探讨遗传信息流动的核心步骤。 转录调控的复杂性： 深入解析RNA聚合酶的结构、转录起始、延伸和终止的分子事件。着重分析转录因子如何与启动子和增强子元件结合，实现对基因表达的精细开关控制。 RNA加工与成熟： 详细描述mRNA剪接（Spliceosome的组装与催化）、5’端加帽和3’端加聚腺苷酸化在确保mRNA稳定性、核输出和有效翻译中的关键作用。探讨非编码RNA（如lncRNA, miRNA）在基因表达调控网络中的新角色。 翻译的分子机器： 阐述核糖体的结构组成（大小亚基）、tRNA的识别机制、起始/延伸/终止因子的作用。讨论翻译调控在应激反应和蛋白质合成速率控制中的重要性。 --- 第三部分：蛋白质的生命周期与质量控制 第五章：蛋白质的折叠、修饰与靶向 蛋白质的功能高度依赖于其正确的三维结构和细胞内的精准定位。 蛋白质折叠的分子伴侣： 介绍分子伴侣蛋白（如Hsp70和伴侣素/GroEL系统）如何协助多肽链实现正确折叠，预防错误折叠。探讨折叠错误可能导致的疾病机制。 翻译后修饰（PTMs）的分子语言： 全面回顾主要的PTMs，包括磷酸化、泛素化、糖基化等。通过具体的案例分析，说明这些修饰如何充当“开关”或“信号标签”，精确地调控酶活性、蛋白质稳定性或亚细胞定位。 蛋白质的定向运输系统： 重点分析信号肽介导的蛋白质进入内质网的机制，以及线粒体、过氧化物酶体和细胞核的蛋白质输入通路。 第六章：蛋白质降解与细胞自噬 细胞必须有效清除受损或不再需要的蛋白质，以维持动态平衡。 泛素-蛋白酶体系统（UPS）： 详细解析E1、E2、E3酶如何协同工作完成蛋白质的泛素化标记过程。阐述26S蛋白酶体对被泛素化底物的识别、解折叠和降解机制。 细胞自噬的调控网络： 探讨巨自噬、微自噬和小自噬的启动条件和分子组件。重点分析Atg蛋白家族在形成自噬体囊泡以及与溶酶体融合过程中的作用，以及自噬在营养胁迫和病原体清除中的生理功能。 --- 第四部分：细胞信号传导的前沿进展 第七章：细胞信号转导的拓扑结构与整合 本章深入现代信号网络研究，强调信号的交叉干扰与整合。 受体酪氨酸激酶（RTKs）信号通路： 详细解析生长因子受体激活后的IRS/PI3K/Akt通路和Ras/Raf/MAPK通路。讨论这些通路如何通过分子事件的串联放大，实现对细胞增殖、存活和分化的精确控制。 G蛋白偶联受体（GPCRs）的多样性： 介绍GPCRs在感觉、神经递质应答中的核心地位。侧重于G蛋白的激活-失活循环，以及下游效应分子（如cAMP、IP3/DAG）对细胞反应的调控。 信号网络的交叉对话与反馈： 分析不同信号通路如何通过共同的下游靶点或通过对上游激酶/磷酸酶的相互调节，实现信号的整合和抑制。讨论如何利用计算模型来解析这些复杂的网络动力学。 第八章：细胞周期调控与细胞命运决定 细胞增殖与死亡是组织稳态的基础。 细胞周期的分子钟： 阐述Cyclin/CDK复合体在驱动G1/S/G2/M期转换中的核心作用。分析周期蛋白依赖性激酶抑制剂（CKIs）如何精确地对周期进程进行“刹车”。 凋亡（Apoptosis）的机制： 深入探讨内在途径（线粒体依赖）和外在途径（死亡受体依赖）如何汇聚到Caspase激活的执行阶段。分析Bcl-2家族蛋白在调控线粒体通透性转换孔（MOMP）中的关键作用。 细胞命运的可塑性与重编程： 探讨转录因子网络如何决定细胞的分化方向。介绍诱导性多能干细胞（iPSCs）技术背后的核心分子机制，以及体细胞重编程对再生医学的意义。 --- 结论：未来展望 本书最后总结了当前细胞与分子生物学领域面临的重大挑战与机遇，包括单细胞技术对异质性的解析、结构生物学（如冷冻电镜）对大分子机器的解析能力提升，以及利用生物信息学和系统生物学方法整合海量数据以构建更精确的生命模型。本书旨在激发读者对生命现象深层机制的探索热情，并为未来生物医学研究奠定坚实的理论和技术基础。

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对我而言，这本书的价值在于它对“调控”这一核心概念的深度挖掘。它清晰地勾勒出调控网络是如何在不同时间尺度上运作的：从毫秒级的钙离子缓冲与释放，到秒级的跨膜信号传递，再到分钟级别的基因表达调控对肌纤维类型的重塑。作者花费了大量篇幅来解析不同肌纤维类型（I型、IIa型、IIx型）在代谢特征和收缩速度上的差异，并将其分子基础归结到肌球蛋白重链的异构体表达和线粒体密度上。这种从功能需求倒推分子结构的分析方法，逻辑性极强。更令人称道的是，书中关于张力敏感性离子通道的研究部分，它探讨了机械应力如何通过特定的膜蛋白反向作用于内部的收缩装置，形成一个双向反馈回路。这打破了我过去对收缩过程是单向驱动的固有认知，让我深刻理解到肌肉是一个高度自适应的动态系统。这本书的深度远超一般的生物物理学入门读物，它真正触及了生命系统对环境变化的精妙适应性。

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这本书的行文风格非常独特，它不像传统教材那样板着面孔，反而带有一种老派科学家的沉稳与智慧。作者在探讨收缩耦联的“失灵”机制，比如疲劳和痉挛的分子基础时，总是能用非常富有画面感的语言来描绘分子机器的“卡死”状态。他用“分子摩擦力过大”或“释放键的能垒被不当修饰”这类比喻，有效地降低了理解高阶生化过程的认知门槛，同时又不失科学的精确性。我尤其欣赏其对历史发展的回顾，作者并没有回避早期理论的局限性，而是诚恳地指出哪些关键的实验发现是如何一步步推翻或修正了旧有观点的。这种对科学迭代过程的坦诚记录，让读者不仅学到了知识，更理解了科学探索的艰辛与魅力。这本书更像是一位经验丰富的导师，在你困惑时，不仅给出答案，还会引导你去思考“为什么会是这个答案”。它对细胞内信号转导的描述，尤其是在磷酸化对肌球蛋白轻链影响这一部分，处理得极其流畅自然。

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坦白说，这本书的阅读体验是艰涩但极其充实的。它不是那种可以轻松消遣的读物，更像是一部需要反复研读的工具书。作者对相关酶学的讨论极其细致，例如对钙离子泵（SERCA）在磷脂双分子层中运作时的激活能和底物亲和力的量化分析，几乎达到了化学动力学的精度。书中对ATP结合位点周围的微环境极性变化的探讨，也展现了作者在计算化学建模方面的深厚功底。我发现，书中的图表设计往往是精心挑选的，每一张图似乎都浓缩了十几篇研究论文的核心信息，其信息密度非常高。对于我这样需要将基础研究成果转化为临床病理理解的研究者来说，这本书提供了一个完美的分子桥梁。它不仅仅是描述“发生了什么”，更着力于解释“为什么必须以这种方式发生”，将热力学可行性与生物学效率完美地结合起来阐释。总的来说，它是一部极具学术骨架和方法论深度的杰作，是该领域内对分子机制探究的典范之作。

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这是一本令人耳目一新的学术著作，它以一种极其细腻和富有洞察力的方式，探讨了宏观生物学现象背后的微观分子机制。作者的叙事能力非凡，仿佛带领读者亲身进入细胞内部，观察那些精密的蛋白质机器如何协同工作，驱动生命活动最基本的需求——运动。书中对能量转换的阐述尤其精彩，它没有停留在教科书式的简单描述，而是深入挖掘了ATP水解的催化动力学，以及肌动蛋白和肌球蛋白在不同钙离子浓度梯度下的结合与解离循环速率变化。我特别欣赏作者在讨论结构域柔性与功能适应性时的论证方式，那种将晶体学数据与实时荧光成像结果进行交叉验证的严谨态度，构建了一个无可辩驳的分子模型。阅读过程中，我不断地被那些复杂的耦合反应路径所震撼，每一次收缩似乎都是一场精心编排的化学交响乐，而作者就是那位技艺高超的指挥家，清晰地揭示了每一个声部（分子）的职责与配合。整本书的论证逻辑链条紧密，没有一丝松懈，对于任何希望超越基础生理学知识，深入理解生物物理化学复杂性的研究者而言，它都是一本不可多得的案头必备参考书。

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读完这本关于肌肉动力学的专著，我最大的感受是它在研究方法论上的创新和对实验细节的近乎偏执的尊重。作者并没有仅仅罗列已知的文献成果，而是巧妙地穿插了大量他自己实验室的开创性实验设计。例如，在描述肌丝滑行理论的验证部分，作者详细描述了他们如何利用高频电刺激技术来实时监测肌丝间距的微米级变化，并将其与体外重建的肌丝系统进行对比分析。这种“从设备到数据，再到理论修正”的完整闭环展示，极大地增强了说服力。书中对各种光谱学探针（如TNS、DMP）在追踪构象变化中的应用也进行了详尽的讲解，对于那些习惯于仅依赖电生理记录的读者来说，无疑是一次宝贵的拓宽视野的机会。它迫使读者去思考，我们所看到的宏观现象，其背后承载了多少精妙的物理和化学约束。这种将硬核实验技术与深层生物学问题紧密结合的写作风格，使得这本书读起来既有高度的学术深度，又不失实际操作层面的指导意义。

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