Protein Structure Prediction

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出版者:Wiley-VCH
作者:Anna Tramontano
出品人:
页数:228
译者:
出版时间:2006-2-28
价格:USD 95.00
装帧:Paperback
isbn号码:9783527311675
丛书系列:
图书标签:
  • 蛋白质结构预测
  • 生物信息学
  • 计算生物学
  • 蛋白质科学
  • 分子建模
  • 机器学习
  • 深度学习
  • 结构生物学
  • 生物物理学
  • 算法
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具体描述

While most textbooks on bioinformatics focus on genetic algorithms and treat protein structure prediction only superficially, this course book assumes a novel and unique focus. Adopting a didactic approach, the author explains all the current methods in terms of their reliability, limitations and user-friendliness. She provides practical examples to help first-time users become familiar with the possibilities and pitfalls of computer-based structure prediction, making this a must-have for students and researchers.

好的,这是一份围绕“蛋白质结构预测”这一主题,但内容上完全不涉及该书实际内容的图书简介,旨在提供一个详尽且引人入胜的背景介绍。 --- 书名:蛋白质结构预测 (Protein Structure Prediction) 图书简介 在生命科学的宏伟画卷中,蛋白质无疑是最核心的分子机器。它们执行着从催化代谢反应到构建细胞骨架、从信号传导到免疫防御等几乎所有生命活动。理解蛋白质的功能,其关键前提在于洞察其三维空间构象。正如一把钥匙的形状决定了它能否打开特定的锁一样,蛋白质的独特结构——其精确的原子排列方式——是其生物学功能的决定性因素。这便是蛋白质结构预测这一前沿领域存在与价值的基石。 本书并非旨在直接教授如何执行或改进现有的结构预测算法,而是带领读者深入探索构成这一科学领域的基础性概念、历史演变、面临的挑战,以及其对生物医学研究产生的深远影响。我们将从分子生物学的最基本层面出发,构建起对蛋白质结构复杂性的理解,为后续探讨预测方法论的演进奠定坚实的知识基础。 第一部:生命的蓝图:从序列到结构的基础原理 在分子生物学的基本教义中,中心法则占据着不可撼动的地位:DNA编码信息,通过RNA转录,最终被翻译成氨基酸序列。然而,这条信息链的终点——具有生物活性的三维结构——并非一蹴而就。 本部分首先详尽阐述构成蛋白质的基本单元:氨基酸。我们将细致分析二十种标准氨基酸的化学性质、侧链的极性、电荷以及它们如何通过肽键连接形成多肽链。随后,我们将进入蛋白质结构层级的经典划分: 一级结构(Primary Structure): 序列的线性信息。我们将探讨序列决定结构这一核心概念,并追溯早期研究中,科学家如何通过水解和测序技术艰难地确认最早的蛋白质一级结构。 二级结构(Secondary Structure): 结构重复单元的形成。重点分析驱动α螺旋和β折叠形成的关键非共价作用力,特别是氢键的网络效应,以及它们如何稳定局部结构。我们还将触及无规卷曲(Random Coils)在连接这些规则结构中的重要性。 三级结构(Tertiary Structure): 整体的折叠方式。这一层级是功能得以实现的决定性阶段。我们将系统考察稳定三级结构的各种分子间和分子内相互作用:疏水效应(被认为是驱动折叠的主要引擎)、盐桥(离子键)、二硫键的贡献,以及范德华力和偶极-偶极相互作用的累积效应。 四级结构(Quaternary Structure): 多亚基复合物的组装。对于由多个独立多肽链构成的蛋白质而言,亚基间的界面识别和稳定机制是功能实现不可或缺的一环。 通过对这些基础层次的深入剖析,读者将清晰认识到,一个简单的氨基酸序列如何通过自发组织,最终涌现出高度特异性的生物学功能结构。 第二部:历史的足迹:结构生物学对预测的启示 在计算方法尚未成熟之前,确定蛋白质结构主要依赖于实验物理技术。本部分将回顾这些开创性的实验方法,它们不仅是结构生物学的支柱,也是后续预测算法所依赖的“真相”数据来源。 X射线晶体学: 这种方法如何通过晶体衍射图案重建电子密度图,其局限性(如获得高质量晶体的难度)与无可比拟的高分辨率优势。 核磁共振波谱学(NMR): 针对溶液状态下蛋白质的研究,以及如何利用距离约束(NOE信号)来构建结构模型。 冷冻电镜(Cryo-EM)的崛起: 探讨该技术如何突破传统方法的瓶颈,特别是对大分子复合物和膜蛋白结构研究的革命性影响。 理解这些实验的原理和它们所能提供的结构信息,有助于我们更好地评估任何预测模型输出的可靠性和局限性。结构生物学历史上的重大突破,例如莱纳斯·鲍林(Linus Pauling)对二级结构的预测性工作,是早期结构与序列关系思考的典范,为后来的计算方法提供了理论基础。 第三部:挑战的维度:理解复杂性与生物学限制 蛋白质的折叠过程是自然界中最迷人的现象之一,但其内在的复杂性也构成了理解和预测结构的最大障碍。 折叠景观(Folding Funnel): 我们将探讨能量地形的概念,即蛋白质如何有效地“导航”到其最低能量状态(天然结构)。理解这一景观的陡峭程度和陷阱的存在,有助于认识到搜索空间的巨大性。 序列与结构的非唯一映射: 尽管一级序列在理论上决定了结构,但从序列到结构的过程远非线性。我们将分析结构异构现象,例如构象柔性、可逆的结构变化(如变构效应)以及在特定生理条件下可能出现的非天然聚集态结构。 环境的决定性作用: 蛋白质的真实结构是在特定溶剂、温度、pH值和存在伴侣分子的微环境中形成的。本书将讨论环境因素如何微妙地或根本性地影响最终折叠路径和稳定性。 结论:结构视野下的生物学未来 本书的最终目标,是为读者建立一个坚实的知识框架,使他们能够以更深刻的视角审视结构生物学和生物信息学的交汇点。结构是功能的基石,对蛋白质结构本质的深刻理解,无论是否依赖于特定的预测算法,都是推进生物医学、药物设计和合成生物学等领域发展的核心驱动力。通过回顾这一科学分支的起源、基本原理和内在挑战,我们得以更清晰地辨识未来研究的真正方向。 ---

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读后感

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用户评价

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这本书的书名《Protein Structure Prediction》本身就有一种引人入胜的魅力,它暗示着一种探索和解谜的过程。我拿起它,首先注意到的是封面设计,那种抽象的线条和色彩组合,似乎在试图捕捉蛋白质分子的某种内在秩序和动态美。这本书的厚度相当可观,预示着其内容的丰富和深度。虽然我本人并非此领域的专家,但我对生命科学和计算模拟的结合始终保持着浓厚的兴趣。我猜测这本书会详细阐述蛋白质结构预测的各种理论基础、数学模型以及计算算法。它可能会从基础的蛋白质折叠理论讲起,逐步深入到各种先进的预测方法,比如基于物理原理的方法、基于统计学的方法,以及近年来大放异彩的基于机器学习和深度学习的方法。我设想书中会用大量的图表和公式来解释这些复杂的概念,并可能包含一些实际操作的指南,介绍如何使用相关的软件工具来完成蛋白质结构预测的任务。这本书给我一种感觉,它是一本既有理论深度,又有实践指导的学术专著,能够帮助读者系统地了解和掌握蛋白质结构预测这一复杂而迷人的科学领域。

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这本书的封面设计给我留下了深刻的第一印象,简约的几何图形勾勒出蛋白质的复杂三维结构,色彩运用也十分考究,既有科技感又不失学术的严谨。我拿起这本书,首先是被它沉甸甸的质感所吸引,厚实的纸张触感极佳,翻阅时沙沙作响,仿佛能闻到油墨的清香。虽然我本身对“蛋白质结构预测”这个领域了解不多,但仅从这本书的包装和装帧来看,就能感受到其内容的深度和专业性。它似乎不是一本面向初学者的科普读物,更像是一本为该领域的研究人员量身打造的工具书或参考手册。我对其中可能包含的算法、模型、实验方法以及相关的计算工具充满了好奇,想象着它会如何深入浅出地剖析这个复杂而迷人的科学问题。我猜测这本书可能会详细介绍各种预测方法的原理,比如基于同源建模、从头预测、混合方法等,并可能涉及一些前沿的机器学习和深度学习技术在蛋白质结构预测中的应用。当然,我也希望它能提供一些实际操作的指导,比如如何使用相关的软件进行预测,如何解读预测结果,以及如何评估预测的准确性。总而言之,这本书给我的感觉是专业、扎实、内容丰富,是一本值得深入探索的学术著作。

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拿到这本《Protein Structure Prediction》的时候,我就觉得它是一本“硬核”的书。它的分量十足,拿在手里就有一种沉甸甸的实在感,这通常意味着内容非常充实。我对书的装帧设计印象深刻,简洁大方,没有多余的装饰,非常符合学术著作的风格。虽然我不是蛋白质结构预测领域的专业人士,但我一直对生物科学及其计算方法的发展非常感兴趣。这本书的名字直接点明了它的主题,让我联想到其中可能包含的各种算法、模型和计算策略。我猜测它会深入探讨如何从氨基酸序列推断出蛋白质的三维结构,这是一个在生物学和计算科学交叉领域极具挑战性的问题。我期待书中会详细介绍各种预测方法的原理和优缺点,比如同源建模、从头预测、模板查找等,以及如何利用高性能计算和机器学习技术来提高预测的精度和效率。此外,我也希望书中能包含一些实际应用的案例,展示蛋白质结构预测在药物研发、疾病机理研究等领域的巨大潜力。总而言之,这本书给我的感觉是专业、深入、内容详实,是一本能够引领读者进入蛋白质结构预测这一前沿领域的优秀著作。

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我拿到这本《Protein Structure Prediction》后,首先是被它沉甸甸的纸质和严谨的排版所吸引。它散发出的专业气息让我对其中的内容充满了期待。虽然我对蛋白质结构预测这一具体领域了解不多,但我一直对生命科学的奥秘和计算方法的应用抱有浓厚的兴趣。书名本身就暗示着一个复杂而精密的科学问题,我猜测这本书将是一次深入探索这个问题的旅程。我期待书中能够详细介绍各种蛋白质结构预测的方法论,从早期的经验法则到现代的计算模型,每一种方法的背后都凝聚着科学家们的智慧和努力。我猜想它会涵盖各种算法的原理,比如基于序列比对的同源建模、基于物理模拟的从头预测,以及近年来备受瞩目的深度学习方法。这本书给我的感觉是,它不仅仅是一本知识的汇集,更是一次对科学探索精神的致敬。我希望它能用清晰的语言和严谨的逻辑,将蛋白质结构预测这一看似高深的领域,带给像我一样充满好奇心的读者。

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我最近偶然翻到了这本《Protein Structure Prediction》,当时就被它厚实的篇幅和精美的排版所吸引。书的封面设计虽然朴实,但却透露出一种沉静的力量,仿佛一位饱经风霜的智者。我虽然不是生物化学领域的专家,但对科学的探索欲望一直很强烈。看到“Protein Structure Prediction”这个标题,我立刻联想到那些抽象的科学概念,想象着这本书会如何将蛋白质那错综复杂的分子世界展现在我的眼前。我猜测这本书的语言风格会相当严谨,或许充满了各种专业术语和复杂的公式,这对于我来说无疑是一项挑战。但我相信,真正有价值的知识往往需要付出努力去获取。我期待它能带我领略蛋白质折叠的奥秘,理解结构如何决定功能,以及现代计算科学如何为解决这一科学难题提供强大的工具。我想象着书中会详细介绍那些层出不穷的预测算法,从早期的经验方法到如今的人工智能驱动的模型,每一种都承载着科学家们智慧的结晶。这本书,就像一扇通往分子世界深处的窗户,让我迫不及待地想要一探究竟,看看它隐藏着怎样的精彩。

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