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出版者:Humana Pr Inc

作者:Guerois, Raphael (EDT)/ Lopez De La Paz, Manuela (EDT)

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2006-6

价格:$ 168.37

装帧:HRD

isbn号码:9781588295859

丛书系列:

图书标签:

• 蛋白质设计
• 计算蛋白质设计
• 蛋白质工程
• 生物信息学
• 结构生物学
• 分子生物学
• 蛋白质结构预测
• 理性设计
• 进化计算
• 生物技术

《蛋白质的奥秘：从结构到功能的演变》 内容梗概： 本书是一部深入探索蛋白质复杂世界、揭示其结构如何决定功能、以及它们如何在生命进程中扮演至关重要角色的著作。我们将从蛋白质的基本组成单位——氨基酸——出发，循序渐进地剖析蛋白质的三维结构是如何精巧地折叠形成，以及这些结构如何决定了蛋白质在细胞内外的各种特异性相互作用。本书将不仅仅停留于理论的阐述，更会通过大量的案例研究，展示蛋白质在酶促反应、信号转导、分子识别、细胞骨架构建乃至基因调控等生命活动中的关键作用。我们将深入了解蛋白质如何识别其底物，如何催化化学反应，如何在复杂的细胞环境中进行定位和运输，以及它们如何作为动态的分子机器，响应外界信号并参与细胞的生命周期。 第一部分：蛋白质的基石——氨基酸与一级结构 氨基酸的多样性： 蛋白质是由二十种天然氨基酸构成的。我们将详细介绍每种氨基酸的化学结构，特别是其侧链基团的特性，包括它们的电荷、疏水性、亲水性、极性以及芳香性。理解这些特性是预测蛋白质折叠和相互作用的基础。我们将探讨它们如何根据侧链的性质被分类，以及这些分类如何影响蛋白质的整体性质。 肽键的形成与多肽链： 氨基酸之间通过肽键连接，形成线性多肽链。本书将阐述肽键的形成过程，以及多肽链的书写方向（N端到C端）。我们将讨论肽键的平面性及其对蛋白质构象的影响。 一级结构的决定性： 氨基酸序列，即蛋白质的一级结构，是决定其三维结构和功能的根本。我们将深入探讨“序列决定构象”这一核心概念，并介绍确定蛋白质一级结构的技术，如Edman降解法和现代质谱技术。 第二部分：蛋白质的形体之美——二级、三级与四级结构 二级结构的优雅： 蛋白质在局部区域会形成规律性的二级结构，最常见的是α-螺旋和β-折叠。我们将详细解析α-螺旋的形成机制，包括氢键在其中的作用，以及其螺旋半径、节距和每圈氨基酸数。同样，我们将深入分析β-折叠的结构特点，包括平行和反平行β-折叠，以及它们在形成β-片层时的稳定性。此外，我们还会介绍β-转角和环，它们在连接二级结构单元中的作用。 三级结构的壮丽： 蛋白质的三级结构是指整条多肽链在三维空间中的整体折叠方式。我们将详细探讨稳定三级结构的各种非共价相互作用，包括氢键、离子键、范德华力以及疏水作用。特别是疏水作用，我们将深入解释为什么疏水性侧链倾向于聚集在蛋白质内部，而亲水性侧链则暴露在水环境中，这是蛋白质折叠的核心驱动力之一。我们将介绍蛋白质折叠的能量景观模型，以及分子伴侣在辅助蛋白质正确折叠中的重要作用。 四级结构的协同： 许多功能性蛋白质是由多个多肽链（亚基）组成的。我们将探讨四级结构，即多亚基复合物的组装方式，以及亚基之间的相互作用。我们将通过红细胞中血红蛋白的例子，来展示四级结构在协同结合和变构效应中的重要性，以及这种协同如何提高蛋白质的功能效率。 第三部分：蛋白质的功能宇宙——酶、受体与分子机器 酶：生命的催化者： 酶是蛋白质中最活跃、最重要的功能类别之一。我们将深入探讨酶的作用机制，包括活性中心的结构特点，底物结合的特异性，以及酶如何降低反应活化能。我们将介绍不同类型的酶催化机制，如氧化还原反应、水解反应、水合反应等，并分析影响酶活性的因素，如pH、温度、抑制剂和激活剂。我们将重点讲解酶动力学，如Michaelis-Menten方程，并介绍其在理解酶功能和设计药物时的应用。 受体：信号的接收者与传递者： 细胞膜上的受体是细胞与外界进行信息交流的门户。本书将详细介绍不同类型的受体，包括G蛋白偶联受体（GPCRs）、酶联受体、离子通道型受体等。我们将阐述配体如何结合受体，并触发下游的信号转导通路，以及这些信号如何影响细胞的功能和行为。我们将探讨信号放大机制，如第二信使的作用，以及信号的整合与调控。 结构蛋白：细胞的骨架与支撑： 蛋白质也扮演着维持细胞形态、提供机械支持的角色。我们将介绍细胞骨架的关键组成部分，如微丝、微管和中间纤维，并阐述它们如何由肌动蛋白、微管蛋白和角蛋白等蛋白质构成。我们将讨论这些结构蛋白如何参与细胞运动、分裂以及细胞内物质运输。 运输蛋白：分子的摆渡者： 细胞内外的物质运输离不开蛋白质。我们将介绍膜转运蛋白，如离子通道和载体蛋白，它们如何介导物质跨膜运输。我们将讨论血红蛋白和肌红蛋白在氧气运输中的作用，以及它们与氧结合的机制。 运动蛋白：驱动生命的机器： 肌肉收缩、细胞内囊泡运动等都离不开运动蛋白。本书将深入分析肌球蛋白和驱动蛋白等运动蛋白的工作原理，包括它们如何利用ATP水解产生能量，以及如何实现定向运动。 第四部分：蛋白质的动态调控与相互作用 蛋白质折叠与错误折叠： 尽管蛋白质折叠过程看似精妙，但有时也会发生错误。我们将探讨导致蛋白质错误折叠的因素，以及错误折叠蛋白的后果，包括它们在神经退行性疾病（如阿尔茨海默病和帕金森病）中的作用。我们将介绍细胞识别和降解错误折叠蛋白的机制，如泛素-蛋白酶体系统。 翻译后修饰：功能的多样化： 蛋白质在翻译后会经历各种化学修饰，极大地扩展了其功能多样性。我们将详细介绍主要的翻译后修饰，如磷酸化、糖基化、乙酰化、甲基化、泛素化等。我们将深入探讨这些修饰如何影响蛋白质的活性、稳定性、亚细胞定位以及与其他分子的相互作用，并以磷酸化在信号转导中的中心作用为例进行阐述。 蛋白质-蛋白质相互作用：细胞的通讯网络： 蛋白质很少孤立地发挥作用，它们通过相互作用形成复杂的网络，执行精细的细胞功能。我们将介绍研究蛋白质相互作用的技术，如酵母双杂交、免疫共沉淀等。我们将探讨蛋白质相互作用在信号转导、代谢途径、基因调控以及细胞周期调控中的重要性。 蛋白质的降解与稳态： 蛋白质的合成与降解处于动态平衡之中，以维持细胞的正常功能。我们将深入探讨蛋白质降解途径，特别是泛素-蛋白酶体系统，以及其在清除损伤或不需要的蛋白质中的作用。我们将讨论蛋白质稳态的维持对于细胞健康的重要性。 第五部分：蛋白质的演化与疾病 蛋白质的演化： 蛋白质序列和结构的演化是理解生命多样性的关键。我们将探讨蛋白质家族的形成，基因重复与分化如何产生新的蛋白质功能，以及同源蛋白在不同物种中的比较。 蛋白质功能障碍与疾病： 许多疾病的根源在于蛋白质功能障碍，包括基因突变导致的蛋白质结构异常、功能丧失或获得性毒性。我们将列举一些与蛋白质相关的疾病，如镰状细胞性贫血、囊性纤维化、癌症等，并阐述其发病机制。 本书力求以严谨的科学态度，结合生动的语言和丰富的案例，为读者呈现一个全面而深刻的蛋白质世界。通过本书，读者将能够建立起对蛋白质结构与功能之间深刻联系的认知，理解它们在生命活动中的至关重要作用，并为进一步探索生命科学的奥秘打下坚实的基础。

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