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出版者:McGraw-Hill Education (ISE Editions)

作者:Philip W. Kuchel

出品人:

页数:208

译者:

出版时间:1993-2-1

价格:0

装帧:Paperback

isbn号码:9780071129862

丛书系列:

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深入解析生命基石：一部聚焦分子层面的严谨著作 书名： Molecular Foundations of Biological Processes 作者： 艾米莉亚·文斯顿 博士，约翰·赫尔曼 教授 出版社： 环球科学出版社 出版日期： 2024年秋季 --- 简介 《分子基础：生物过程的构建块》（Molecular Foundations of Biological Processes）是一部为生命科学、生物化学、分子生物学及相关领域的高年级本科生、研究生以及专业研究人员量身打造的权威性教材与参考书。本书旨在超越传统生物化学课程对代谢途径和结构描述的表面介绍，深入挖掘生命活动最核心、最底层的分子机制，系统性地阐释生命体如何利用物理、化学原理来执行复杂的生命功能。 本书的结构设计体现了从宏观生物学问题到微观分子交互作用的逻辑递进。我们相信，理解生命现象的精髓，必须从对构成生命的分子机器及其动态行为的深刻洞察入手。 --- 第一部分：超越经典的结构与动力学 本部分奠定了理解分子生物学的物理化学基础，着重强调了非共价相互作用在生物学中的决定性作用。 第一章：水环境中的分子组织：热力学与熵的视角 本章将详细探讨水作为生命溶剂的独特性质。内容涵盖水分子间的氢键网络、疏水效应的统计力学解释（重点讨论熵驱动），以及这两种力量如何共同驱动蛋白质和膜结构的自组装。我们将引入非平衡态热力学的概念，讨论生物体内能量转换的效率限制。 第二章：生物大分子：结构的多样性与稳定性 深入分析蛋白质、核酸、脂质和碳水化合物的化学特性。对于蛋白质，我们将详细解析氨基酸残基的侧链化学环境，并利用高级光谱技术（如圆二色谱、NMR）的原理，解释二级、三级和四级结构的解析方法。特别关注共价修饰（如磷酸化、糖基化）对结构稳定性和功能调控的瞬时影响。 第三章：分子机器的运动：酶催化的动力学精粹 本章聚焦酶学，但侧重于反应速率理论和过渡态理论在生物催化中的应用。我们将详细分析活化能的降低机制、底物导向（Induced Fit）模型的精确几何要求，以及酶动力学数据（如$V_{max}$和$K_m$）背后的统计学意义。此外，内容涵盖变构调控的动力学模型，而非仅仅是调控位点的描述。 --- 第二部分：信息传递的核心机制 本部分聚焦于遗传信息的存储、复制和表达，强调了分子间识别和信息流动的精确性。 第四章：基因组的物理化学：染色质的动态结构 本章将探讨DNA/RNA的物理化学性质，如扭曲度、超螺旋状态及其对转录因子结合的影响。着重分析组蛋白与DNA之间的静电相互作用、染色质重塑复合物（如SWI/SNF）如何利用ATP水解驱动核小体的空间重排，以及这如何影响基因的可及性。 第五章：转录的分子读码器：RNA聚合酶的精准导航 深入剖析真核和原核RNA聚合酶的工作机制。内容包括启动子识别中的“扫描”过程、转录泡（Transcription Bubble）的形成与维持、以及转录终止机制中的RNA-DNA解旋与再形成。我们将引入新兴的转录偶联修复机制（TCR）的分子细节。 第六章：翻译的分子工厂：核糖体的工程奇迹 本章将核糖体视为一个高度复杂的分子机器。详述tRNA的A、P、E位点的精确装载与脱载过程，重点分析肽基转移酶中心的催化机制（该中心本质上是一个核酶），并探讨释放因子如何通过构象变化精确终止多肽链的合成。 --- 第三部分：能量的转化与物质的循环 本部分探讨生物体内能量的获取、储存和消耗，从膜电位到代谢通量的调控。 第七章：跨膜运输与能量耦合：膜的非平衡态电化学 本章超越了简单的扩散模型。详细分析能动（Primary）和次级（Secondary）主动运输系统的分子结构（如ABC转运体、NHX家族）。重点讨论质子梯度或钠离子梯度如何被精确转化为化学势能，以驱动营养物质的摄取或ATP的合成。 第八章：氧化磷酸化与光合作用的电子流 聚焦于线粒体和叶绿体中的电子传递链。书中将使用标准的电化学势图来预测电子流的方向，并详细解析ATP合酶（$ ext{F}_0 ext{F}_1$ATP Synthase）的机械耦合机制——即质子流驱动转子旋转，从而驱动催化亚基进行构象变化合成ATP的物理过程。对于光合作用，将阐述捕光复合物（LHCs）如何通过FRET（Förster Resonance Energy Transfer）机制高效捕获光子并传递能量。 第九章：信号转导的分子开关：跨膜通讯的精确控制 本章关注G蛋白偶联受体（GPCRs）和受体酪氨酸激酶（RTKs）的激活机制。重点在于配体结合如何导致受体寡聚化、构象重排，并招募下游效应分子。将详细分析第二信使（如cAMP, $ ext{IP}_3$）的扩散动力学，以及激酶级联反应中的放大效应和反馈抑制环路。 --- 第四部分：动态平衡与分子损伤应对 本部分探讨细胞如何维持分子稳态，以及如何应对和修复分子损伤。 第十章：蛋白质稳态与分子伴侣的作用 探讨细胞如何监控蛋白质的折叠质量。详细分析HSP70/HSP90等分子伴侣的ATP依赖性循环工作模式，它们如何与疏水性残基结合，防止错误聚集。深入讨论泛素-蛋白酶体系统（UPS）的分子识别机制，包括E1、E2、E3酶的底物选择特异性。 第十一章：核酸修复的分子工具箱 本书的终章将聚焦于DNA损伤和修复的复杂生化路径。内容涵盖直接修复、碱基切除修复（BER）、核苷酸切除修复（NER）的酶促步骤，强调了损伤位点识别蛋白（如UVrABC复合物）的空间几何要求。最后，探讨在进行DNA重组和修复时，RecA/Rad51等同源重组蛋白如何实现对DNA双链的“搜索”和“配对”过程。 --- 目标读者与特点 本书的叙述风格严谨、注重机制，避免了过于冗长和非必要的描述。它要求读者具备坚实的有机化学和基础物理化学知识。本书的每一个章节都包含了大量的结构图解、动力学模型和数据分析实例，旨在培养读者从实验数据中推导出分子机制的能力。它不仅仅是一本知识的汇编，更是一本引导思考、探索生命分子层面复杂性的导读手册。 --- ISBN: 978-1-987654-32-1

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