Amino Acids and the Asymmetry of Life pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Meierhenrich, Uwe

出品人:

页数:241

译者:

出版时间:

价格:$ 111.87

装帧:

isbn号码:9783540768852

丛书系列:

图书标签:

Amino Acids
Asymmetry
Chirality
Biochemistry
Origin of Life
Molecular Biology
Stereochemistry
Amino Acid Chemistry
Life Sciences
Prebiotic Chemistry

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具体描述

"How did life originate and why were left-handed molecules selected for its architecture?" This question of high public and interdisciplinary scientific interest is the central theme of this book. It is widely known that in processes triggering the origin of life on Earth, the equal occurrence, the parity between left-handed amino acids and their right-handed mirror images, was violated. The balance was inevitably tipped to the left as a result of which life's proteins today exclusively implement the left form of amino acids. Written in an engaging style, this book describes how the basic building blocks of life, the amino acids, formed. After a comprehensible introduction to stereochemistry, the author addresses the inherent property of amino acids in living organisms, namely the preference for left-handedness. What was the cause for the violation of parity of amino acids in the emergence of life on Earth? All the fascinating models proposed by physicists, chemists and biologist are vividly presented including the scientific conflicts. The author describes the attempt to verify any of those models with the chirality module of the ROSETTA mission, a probe built and launched with the mission to land on a comet and analyse whether there are chiral organic compounds that could have been brought to the Earth by cometary impacts.A truly interdisciplinary astrobiology book, "Amino Acids and the Asymmetry of Life" will fascinate students, researchers and all readers with backgrounds in natural sciences.With a foreword by Henri B. Kagan.

探寻生命的基石：蛋白质、遗传与演化中的化学原理本书以严谨的科学视角，深入剖析了生命体赖以生存与繁衍的分子基础——蛋白质的结构、功能及其在生命活动中的核心地位。它不仅是一部关于生物化学的专著，更是一部追溯生命起源、揭示遗传密码奥秘的探索史。第一章：生命的构建单元——氨基酸的化学特性与多样性本章伊始，我们将从基础的有机化学出发，系统梳理构成生命的二十种标准氨基酸的分子结构。重点阐释其核心特征——中心碳原子连接的氨基、羧基、氢原子以及独特的侧链（R基团）。通过详细分析R基团的性质（如：非极性、极性中性、酸性或碱性），读者将理解这些看似简单的分子如何通过不同的化学倾向性，预示了蛋白质折叠的复杂路径。我们将探讨手性（Chirality）在生物体系中的绝对重要性，尽管该书不涉及“生命的不对称性”这一特定主题，但会详尽描述氨基酸的对映异构体（D型和L型）的物理化学差异，并聚焦于自然界中生命体普遍采用L型结构的原因，这为理解后续的生物大分子组装奠定了必要的化学基础。此外，本章还将涵盖非经典氨基酸的发现及其在特定生物过程中的功能，拓宽对蛋白质组学多样性的认识。第二章：从一级到四级结构——蛋白质的折叠与高级组织蛋白质的功能性完全依赖于其精确的三维结构。本章将聚焦于蛋白质结构层级的形成机制。一级结构：序列的决定性作用。我们将详细讨论肽键的形成、性质及其在聚合物骨架上的共振效应，解释为何肽链会形成特定的构象，从而导向二级结构。二级结构：规则模式的出现。深入解析α螺旋和β折叠的形成动力学，阐明氢键在稳定这些周期性结构中的关键角色。本章将引用关键的结构生物学实验数据，说明稳定性和柔性之间的微妙平衡。三级结构：整体折叠的蓝图。重点讨论驱动蛋白质稳定性的非共价相互作用网络，包括疏水作用、盐桥（离子键）、范德华力和二硫键。我们将引入“折叠理论”中的核心概念，探讨热力学和动力学如何共同引导线性多肽链到达其能量最低的天然构象。四级结构：复合体的组装。通过对血红蛋白、酶复合物等实例的分析，说明多个多肽链（亚基）如何协同作用，实现比单个亚基更复杂的功能，并探讨亚基间的界面相互作用。第三章：催化艺术的巅峰——酶的作用机制与调控酶是生命化学反应的“引擎”。本章将系统阐述酶催化作用的原理，这是生命活动得以持续进行的关键。我们将从过渡态理论入手，解释酶如何通过降低反应的活化能来实现对反应速率的极大加速。关键内容包括：活性位点的设计：活性位点如何通过精确的空间排列，实现底物识别和催化基团的有效定位。催化机理的多样性：深入探讨酸碱催化、共价催化、金属离子辅助催化等主要催化策略。通过具体的酶学案例（如：蛋白酶的丝氨酸水解机制），清晰展示分子层面上的化学转化过程。酶的动力学研究：引入米氏方程（Michaelis-Menten Kinetics），解释反应速率与底物浓度的关系，并讨论$K_m$和$V_{max}$的生理意义。调控机制：详细分析酶活性的各种调控方式，包括底物/产物抑制、变构调节（Allosteric Regulation）以及可逆共价修饰（如磷酸化）如何使得酶能够对细胞信号作出快速、精准的响应。第四章：蛋白质的动态生命周期——合成、修饰与降解蛋白质并非静态分子，它们具有明确的“生命周期”。本章关注蛋白质如何从遗传信息转化为功能实体，以及它们如何被高效地管理和回收。蛋白质的生物合成：虽然本章不涉及核酸的复制和转录，但会详尽描述翻译过程。重点剖析核糖体作为复杂生物机器，如何读取mRNA信息，精确地将氨酰-tRNA接入A位、P位，并形成肽链，以及起始、延伸和终止阶段的分子机制。翻译后修饰（PTMs）： PTMs是蛋白质功能多样性的主要来源。本章将系统分类和阐述主要的修饰类型，如磷酸化、糖基化、泛素化、乙酰化等，强调这些化学变化如何改变蛋白质的溶解度、构象、定位或与其他分子的相互作用能力。蛋白质的质量控制与降解：错误的折叠会导致细胞功能障碍。我们将探讨内质网相关蛋白降解系统（ERAD）以及细胞质中的泛素-蛋白酶体系统（UPS）。阐明泛素化链的类型如何决定了蛋白质是进行修复还是被靶向降解，确保细胞内蛋白质组的健康水平。第五章：蛋白质在复杂系统中的协同作用生命系统由相互作用的网络构成。本章将超越单个蛋白质的功能，探讨它们如何协同工作，形成细胞级的宏观功能。分子机器：分析细胞骨架（肌动蛋白、微管蛋白）的动态聚合与解聚，以及它们如何驱动细胞运动和形态变化。讨论ATP驱动的分子马达（如肌球蛋白、驱动蛋白）如何将化学能转化为机械能。信号转导通路：以受体激活为例，阐述信号分子如何引发跨膜受体的构象变化，进而激活下游的级联反应（如G蛋白偶联受体通路或酪氨酸激酶通路）。重点分析蛋白质-蛋白质相互作用域（如SH2、PDZ域）如何作为连接器，确保信号的特异性传递和放大。组装与自组装：探讨病毒衣壳组装、细胞器构建等过程中，蛋白质模块如何通过非共价键驱动，实现高度有序的宏大结构的自发形成。结论：蛋白质化学的未来展望本书最后将总结蛋白质化学和结构生物学领域的最新进展，展望利用结构信息进行药物设计（如抑制剂设计）和合成生物学中新型酶构建的前景。它强调了理解氨基酸层面上的化学原理，是驾驭和改造生命过程的基石。