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出版者:7-122

作者:斯蒂芬.勃格

出品人:

页数:537

译者:

出版时间:2008-1

价格:86.00元

装帧:

isbn号码:9787122006431

丛书系列:

图书标签:

• 化学
• 认知神经科学
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• 心理学
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• 化学
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• 谱学
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• 医学
• 物理
• 仪器
• 方法

好的，这是一份针对一本名为《核磁共振实验200例》的书籍，但内容完全不涉及该主题的详细图书简介。 --- 《结构生物学：从基础到前沿应用》 书籍简介 导言：理解生命的分子蓝图 在生命科学研究的广阔领域中，对生物大分子结构与功能的深刻理解是揭示生命活动奥秘的基石。蛋白质、核酸及其复合物构成了生命体的基本执行单元，它们精确的三维结构决定了其生物学功能。本书《结构生物学：从基础到前沿应用》旨在为研究人员、高级本科生和研究生提供一个全面、深入且与时俱进的视角，探讨解析和理解这些复杂生物机器结构的核心方法、理论与最新进展。 本书并非专注于某一种单一的技术手段，而是力求构建一个跨学科的知识框架，涵盖从经典解析方法到新兴的整合生物学技术的全貌。我们的目标是使读者能够批判性地评估不同结构生物学方法的适用性，并熟练掌握如何将结构信息转化为有意义的生物学见解。 第一部分：结构生物学的基础理论与经典方法 本部分为结构生物学研究奠定必要的理论基础，并系统梳理了历史上和当前仍然至关重要的经典结构解析技术。 第一章：分子构建与生物大分子的基本物理化学性质 本章首先回顾了氨基酸、核苷酸的化学特性，重点探讨了蛋白质折叠的物理化学驱动力（疏水效应、氢键、范德华力等）和自由能景观。讨论了生物大分子在溶液中的动力学行为，如构象柔性和动态平衡对功能的重要性。引入了结构生物学中常用的坐标系、对称性概念以及结构描述的标准命名法（如PDB格式）。 第二章：X射线晶体学：原理、实践与挑战 X射线晶体学作为最主要的结构解析技术之一，本章进行了详尽的阐述。内容包括晶体生长的高级技术（如微重力辅助结晶、表面等离子体共振成像技术辅助结晶），X射线衍射的基础理论、数据采集流程（包括同步辐射光源的应用），以及从衍射数据到电子密度图的重建过程（相位问题及其解决策略，如分子置换法和异常散射法）。最后，深入探讨了模型构建、精修（如TLS参数化）和结构质量评估的最新标准。 第三章：冷冻电子显微镜（Cryo-EM）：从单颗粒分析到三维重建 本章重点介绍近年来取得突破性进展的冷冻电子显微镜技术。内容涵盖样品制备（玻璃化冷冻技术）、电子显微镜的成像原理（对比度生成机制）、图像采集（弱相位板、球差校正器的应用），以及核心的单颗粒分析流程：粒子挑选、二维分类、三维重建算法（如迭代重构、对称性 আরোপ合）。特别关注了高分辨率结构解析中的挑战，如异构体的处理和分辨率评估的客观指标。 第四章：核磁共振波谱学（NMR）在溶液中的应用（非针对性讨论） 虽然本书不涉及特定实验案例，但NMR作为研究动态结构和相互作用的有力工具，本章对其溶液体系中的应用原理进行了概述。涵盖了弛豫理论、化学位移的敏感性、距离约束（NOE）和二面角约束的获取，以及常用于蛋白质结构解析的距离几何方法和基于残基的弛豫测量。侧重于如何利用NMR揭示生物大分子在生理条件下的柔性和动态过程。 第二部分：结构解析与建模的前沿技术 本部分着眼于结合多种技术手段以解决复杂体系结构解析的难题，并引入计算工具在结构生物学中的深度整合。 第五章：分子模拟与动力学：超越静态快照 结构生物学绝非仅仅是静态图像的集合。本章讨论了分子力场（如AMBER, CHARMM）的开发与改进，重点讲解了分子动力学模拟（MD）的设置、采样方法（如Parrinello MD, 增强采样技术如Metadynamics）以及如何通过MD模拟来理解结构变化、药物结合过程和蛋白质折叠路径。同时，讨论了自由能计算方法（如FEP/TI）在预测分子间亲和力方面的应用。 第六章：低温电子断层扫描（Cryo-ET）与细胞内结构解析 随着冷冻电镜技术的进步，冷冻电子断层扫描已成为可视化细胞内大分子复合体和细胞器内部结构的革命性工具。本章详细介绍了样品制备的特殊要求（如薄膜制备、聚焦离子束切割），倾斜系列数据的采集，以及断层图像的重建和配准技术。重点展示了Cryo-ET如何连接分子结构与细胞形态学。 第七章：整合结构生物学与多模态数据融合 现代结构解析越来越依赖于整合来自不同技术的数据。本章探讨了如何有效整合X射线、Cryo-EM、小角X射线散射（SAXS）以及生物化学探针（如交联、质谱）的数据，以构建出跨尺度、高置信度的分子模型。讨论了贝叶斯推断和机器学习在数据融合优化中的角色。 第三部分：结构生物学的前沿应用与未来方向 本部分将结构生物学的知识应用于实际的生物学问题，并展望该领域的未来发展趋势。 第八章：膜蛋白结构解析的特殊策略 膜蛋白在生命活动中扮演关键角色，但其疏水性使其解析极为困难。本章专门讨论膜蛋白结构解析的专门技术，包括稳定化策略（如纳米盘、聚合物镶嵌）、使用非天然脂质环境以及针对G蛋白偶联受体（GPCRs）等靶点的结构解析路线图。 第九章：可变构象体系的解析与功能理解 许多生物功能依赖于分子机器在不同构象间的转换。本章聚焦于如何利用先进的分类算法、混合分辨率建模和时间分辨技术来捕捉这些“结构变体”。探讨了变构调控、分子开关机制的结构基础。 第十章：结构生物学在药物发现中的应用 结构信息是理性药物设计的基础。本章涵盖了如何利用已解析的靶点结构进行虚拟筛选、分子对接（Docking）、先导化合物的优化，以及结构驱动的基于片段的药物设计（FBDD）。讨论了抗体工程和基于结构的疫苗设计中结构生物学所起到的核心作用。 结语：结构生物学的未来展望 本书的最后一部分总结了当前研究的热点和挑战，包括对生命中最大分子机器（如核糖体、蛋白酶体）的原子级解析，实时结构生物学的发展潜力，以及AI驱动的蛋白质结构预测（如AlphaFold的深入解读及其对实验结构生物学的补充与挑战）。强调了结构生物学在理解疾病机制和开发新型生物疗法中的不可替代性。 --- 本书特色： 跨技术视野： 避免将重点局限于单一技术，提供结构生物学工具箱的全面概览。 理论与实践结合： 深入探讨每种方法的数学和物理基础，同时提供实际操作层面的考量。 面向前沿： 大量篇幅用于介绍Cryo-EM、Cryo-ET、分子动力学模拟的最新进展及其在复杂体系中的应用。 批判性思维培养： 鼓励读者评估不同方法的优缺点，选择最适合其研究问题的技术组合。 目标读者： 结构生物学、生物化学、生物物理学、药物化学领域的研究人员、博士后、研究生，以及对生命大分子精密机器运作机制感兴趣的科研工作者。

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