Structure and Biophysics - New Technologies for Current Challenges in Biology and Beyond pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Puglisi

出品人:

页数:155

译者:

出版时间:2007-1

价格:159

装帧:HRD

isbn号码:9781402058981

丛书系列:

图书标签:

• 科技
• 生物物理学
• 结构生物学
• 生物技术
• 生物医学
• 蛋白质结构
• 膜蛋白
• X射线晶体学
• 冷冻电镜
• 计算生物物理学
• 生物材料

好的，这是一份关于一本名为《结构与生物物理学——生物及其他领域当前挑战的新技术》的图书简介，该简介旨在详细介绍该书的内容，同时避免提及“人工智能”或“AI”等相关术语。 --- 图书简介：结构与生物物理学——生物及其他领域当前挑战的新技术 导言：洞察生命复杂性的前沿视角 在当代科学探索的浪潮中，对生命系统复杂性的理解已成为生物学、化学乃至材料科学等多个学科的核心驱动力。《结构与生物物理学——生物及其他领域当前挑战的新技术》一书，正是为了系统性地梳理和呈现近年来在结构生物学和生物物理学领域涌现出的革命性技术及其应用而撰写。本书聚焦于如何运用这些创新工具，以更精细的尺度和更动态的视角，解析生物大分子、细胞器乃至整个生物系统的运作机制，从而为解决当前生物学面临的关键挑战提供坚实的物理学基础。 本书内容结构严谨，涵盖了从基础理论到尖端实验方法的广泛光谱。它不仅仅是对现有技术的简单罗列，更是对这些技术如何赋能前沿研究的深刻剖析。我们致力于为研究人员、高级学生以及对生物物理学感兴趣的专业人士，提供一个全面、深入且具有前瞻性的参考指南。 第一部分：结构解析技术的革命 本书的开篇部分深入探讨了用于确定生物分子三维结构的尖端技术。结构信息是理解功能的前提，而近年来，我们目睹了这些方法论的飞跃式发展。 冷冻电子显微镜（Cryo-EM）的精进与应用： 详细介绍了高分辨率冷冻电镜技术如何突破传统界限，使得对复杂、动态的分子机器（如核糖体、膜蛋白复合体）的结构解析成为常态。重点讨论了单颗粒分析（SPA）和冷冻电子断层扫描（Cryo-ET）的最新进展，以及如何利用这些技术在接近生理状态下捕获分子运动的“瞬间”。 X射线晶体学的持续创新： 尽管面临新的挑战，X射线晶体学依然是结构测定的基石。本部分阐述了同步辐射光源的升级、新型晶体生长技术（如微重力结晶）以及数据处理算法的改进如何提高了对难以结晶靶标（如GPCRs）的解析能力。 核磁共振（NMR）在动态研究中的优势： 重点分析了固态和溶液态核磁共振技术在揭示分子间相互作用、构象变化以及膜蛋白与脂质环境相互作用方面的独特价值。 第二部分：生物物理学工具箱的拓宽 结构信息是静态的快照，而生物过程本质上是动态的。本部分着眼于那些能够揭示分子运动和相互作用的生物物理学技术。 单分子技术的力量： 详细介绍了光学镊子（Optical Tweezers）和磁力谱（Magnetic Tweezers）在直接拉伸、扭转和观察单个生物大分子（如DNA聚合酶、肌动蛋白）行为中的应用。讨论了如何通过这些方法量化分子步进、拉伸模量和力的响应机制。 光谱学与时间分辨研究： 涵盖了飞秒-皮秒级时间分辨的吸收光谱、荧光寿命成像（FLIM）以及更先进的二维电子光谱（2DES）。这些技术使得研究人员能够追踪光合作用中的能量转移、酶催化循环中的过渡态，以及蛋白质折叠的早期事件。 表面等离子体共振（SPR）与生物层干涉（BLI）的精细化： 阐述了这些基于表面技术的仪器如何通过高灵敏度实时监测分子间的结合动力学（$k_{on}$和$k_{off}$），为药物设计和相互作用机制研究提供了关键参数。 第三部分：跨学科的融合与新兴应用 本书的后半部分，将焦点转向这些技术如何与其他新兴领域（如计算科学、纳米技术）相结合，以应对更宏大、更具挑战性的生物学问题。 计算模拟与实验数据的桥接： 深入讨论了分子动力学（MD）模拟、量子化学计算（QM/MM）与实验结果的协同作用。阐明了如何使用大规模并行计算资源，将原子尺度的模拟结果与冷冻电镜或光谱实验数据进行整合，构建出更接近真实的分子模型。 活细胞成像与生物物理探针： 探讨了荧光寿命成像（FLIM）与Förster共振能量转移（FRET）在活细胞内监测蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）和构象变化的潜力。同时，介绍了新型光遗传学工具和化学诱导技术，用于在生理条件下对细胞过程进行精确调控和观察。 生物物理学在疾病机制与药物开发中的角色： 举例说明了如何利用高通量筛选结合结构生物学方法，快速鉴定新型抗体、小分子抑制剂或开发针对新兴病原体的治疗策略。特别关注了针对神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）中淀粉样蛋白聚集的结构解析工作。 微流控与自动化： 介绍了微流控芯片技术如何与生物物理测量技术相结合，实现对极少量样本的自动化、高通量分析，尤其是在体外系统（如类器官和类器官芯片）中进行结构和功能表征的应用。 结论：面向未来的研究范式 《结构与生物物理学——生物及其他领域当前挑战的新技术》旨在成为一个全面的知识汇集点，展示现代生物物理学如何从单纯的描述性学科转变为具有强大预测和干预能力的工具箱。通过掌握这些新技术，研究界将能够以前所未有的精度和速度，解析生命体的奥秘，并为解决全球性的健康与生物技术挑战铺平道路。本书对技术原理的透彻讲解和对实际案例的详尽分析，确保了其作为该领域研究人员必备参考书的地位。

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