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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Hamadeh, Hisham K./ Afshari, Cynthia/ Hamadeh, Hisham K. (EDT)/ Afshari, Cynthia (EDT)

出品人:

页数:361

译者:

出版时间:2004-9

价格:867.00元

装帧:HRD

isbn号码:9780471434177

丛书系列:

图书标签:

毒理基因组学
基因组学
毒理学
生物信息学
基因表达
药物代谢
遗传毒性
风险评估
分子生物学
环境健康

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具体描述

Toxicogenomics: Principles and Applications fills the need for a single, thorough text on the key breakthrough technologies in genomics, proteomics, metabolomics, and bioinformatics, and their applications to toxicology research. The first section following a general introduction is on genomics and toxicogenomics, and qPCR. The next sections are toxicoproteomics and metabolomics. The final section covers bioinformatics aspects, from databases to data integration strategies.

A practical resource for specialists and non-specialists alike, this book includes numerous illustrations that support the textual explanations. It offers practical guidance to investigators wishing to pursue this line of research, and lists key relevant software and Internet resources.

生物化学与分子生物学前沿探索：细胞信号通路、蛋白质组学与代谢调控新视野（预计篇幅：约1500字）引言：生命系统的复杂性与解析的迫切性生命系统的运行机制，从最基础的分子层面到复杂的细胞互作，始终是现代生物学研究的核心焦点。我们观察到，从单细胞生物到多细胞生物，所有生命活动都依赖于高度精细和动态调控的分子网络。理解这些网络如何整合信号、执行功能、并对环境变化做出精确响应，是揭示生命本质、开发新型生物技术与疾病疗法的基石。本书将聚焦于当前生物化学与分子生物学领域中最具前瞻性的三个交叉学科支柱：细胞信号转导的复杂性、蛋白质组学驱动的功能解析，以及代谢途径的精细调控机制。我们摒弃单一靶点研究的局限，转而采用系统生物学的视角，深入剖析这些模块间的协同作用如何构建起一个适应性、响应性的生命实体。第一部分：细胞信号转导的精细化调控与动态网络细胞信号转导是生命活动中的“指挥与控制”系统。它负责接收来自外界或内部的刺激，并将其高效、精确地转化为细胞内部的分子反应。本书的这一部分将超越经典信号通路（如MAPK或PI3K/Akt通路）的基础介绍，深入探讨信号整合的复杂性与时空特异性。 1. 信号网络的拓扑结构与非线性动力学：我们将详尽阐述信号通路如何从线性串联转变为复杂的网状结构。重点讨论“交叉对话”（Crosstalk）现象，即不同信号通路之间如何相互影响、相互抑制或协同激活。研究表明，信号的传递并非简单的“是/否”逻辑，而是依赖于信号分子的浓度梯度、作用持续时间以及细胞所处的微环境。我们将引入计算生物学的工具，分析信号网络的拓扑结构（如网络核心蛋白、模块化结构）如何决定系统的鲁棒性、敏感性和可塑性。特别关注反馈回路（正反馈与负反馈）在维持细胞稳态和驱动决定性事件（如细胞分化或凋亡）中的关键作用。 2. 磷酸化以外的修饰与“后翻译调控的精修”：蛋白质磷酸化无疑是信号转导的“核心语言”，但我们必须认识到这只是冰山一角。本章将聚焦于其他关键的后翻译修饰（PTMs）如何与磷酸化协同作用，共同编码复杂的信号信息。这包括泛素化、乙酰化、甲基化、以及不同类型的糖基化。例如，泛素链的线性、K63或K48连接如何精确区分信号降解、内吞或重定位的命运。我们还将探讨这些修饰的动态平衡——“修饰酶的平衡”——如何成为信号开关的决定性因素。 3. 信号的亚细胞区室化与空间调控：信号分子并非在细胞内均匀分布，它们在特定的细胞器（如线粒体膜、内质网、核孔复合体）或细胞骨架的特定区域发生作用。本部分将深入剖析信号转导如何被限制在特定的“信号体”（Signaling Hubs）内，以保证信号的保真度和效率。探讨分子马达、支架蛋白（Scaffolding Proteins）在将信号复合体定位到特定微域中的作用，以及这些空间限制如何影响下游效应器的激活。第二部分：蛋白质组学驱动的功能解析与结构生物学前沿理解生命功能，最终要落脚于蛋白质的结构、相互作用及其在细胞中的动态丰度。蛋白质组学已从早期的蛋白质鉴定工具，发展成为驱动功能验证和生物标志物发现的核心技术。 1. 定量蛋白质组学的迭代与深度解析：本章将回顾和比较当前最先进的定量蛋白质组学技术，如TMT/iTRAQ标记、SILAC、以及日益成熟的非标记技术（如数据依赖采集DIA）。重点分析如何通过高精度定量来捕捉细胞状态变化（如疾病进程或药物响应）下蛋白质表达的微小但关键的改变。我们关注“缺失数据”的挑战，以及如何利用统计学方法来确保生物学解释的可靠性。 2. 蛋白质相互作用组（Interactome）的解析与功能网络构建：蛋白质很少单独工作。了解“谁与谁在一起”是理解其功能的关键。我们将探讨基于生物正交化学（Bioorthogonal Chemistry）的体内蛋白质捕获技术（如BioID, APEX-tagging）如何提供比传统酵母双杂交或免疫共沉淀更接近生理环境的相互作用数据。在此基础上，我们将展示如何将相互作用数据转化为可操作的功能网络图谱，识别关键的调节枢纽（Hubs）和功能模块。 3. 结构生物学在“难溶”蛋白质解析中的突破：传统晶体学在解析膜蛋白、大型复合体和固有无序蛋白（IDPs）方面面临巨大挑战。本节将聚焦于冷冻电子显微镜（Cryo-EM）如何革命性地推动了这些关键生物大分子的高分辨率结构解析。重点讨论如何利用Cryo-EM结合分子动力学模拟，捕捉蛋白质在不同功能状态（如激活态、失活态、与配体结合态）之间的构象变化，从而从原子级别理解其功能调控机制。第三部分：代谢调控与环境响应的分子基础代谢是细胞能量和物质的流动过程，它与信号转导和基因表达紧密耦合，共同响应外部环境的变化。本部分着重于细胞代谢的动态调控，尤其是在应激状态下的重编程。 1. 营养物质感应与能量通路的整合调控：细胞如何感知葡萄糖、氨基酸或脂肪酸的可用性，并立即调整其代谢策略？我们将深入探讨关键的营养感应激酶，如mTORC1、AMPK和Sirtuins。重点分析这些传感器如何通过PTMs直接磷酸化代谢酶，或者通过调控转录因子（如HIF-1α或PPARs）来重塑代谢流。讨论糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化在快速适应环境变化中如何实现灵活的切换。 2. 代谢产物作为信号分子（Metabolite Signaling）：代谢中间产物不再仅仅是反应物或产物，它们本身就是重要的信号分子。例如，乙酰-CoA的水平如何影响组蛋白的乙酰化状态，从而影响基因表达。本书将详细介绍特定的代谢物（如琥珀酸、果糖-2,6-二磷酸）如何通过与特定受体或酶的结合，在信号通路和代谢路径之间架起桥梁，实现跨系统的协同调控。 3. 细胞命运决定中的代谢重编程：细胞分化、免疫激活和肿瘤发生都伴随着显著的代谢重编程。我们将分析干细胞如何维持一种独特的“增殖代谢”状态（如Warburg效应在癌细胞中的异化应用），以及当它们被诱导分化时，代谢网络如何迅速转向更依赖氧化磷酸化的状态。探讨如何通过靶向代谢的关键节点来干预细胞命运的进程。结论：整合的视角与未来的挑战本书力求展现现代生物学研究的整体性，强调信号、蛋白质和代谢这三大支柱的深度融合。未来的挑战在于如何将海量的组学数据整合到一个具有预测能力的、动态的计算模型中，以期实现对复杂生命现象的精准控制和干预。通过对这些前沿领域的深入探讨，我们希望为研究人员和学生提供一个理解生命系统运作的全面、深入且富有洞察力的框架。