膜蛋白結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)（第二版）
定 價(jià)：128 元
叢書名：科學(xué)出版社“十四五”普通高等教育本科規(guī)劃教材
- 作者：張凱
- 出版時(shí)間：2021/6/1
- ISBN：9787030788481
- 出 版 社：科學(xué)出版社
- 中圖法分類：Q51
- 頁(yè)碼：322
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16
膜蛋白在生命細(xì)胞中扮演著多種重要的角色，與分子生物學(xué)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、生物技術(shù)等領(lǐng)域密切相關(guān)。針對(duì)膜蛋白的結(jié)構(gòu)-功能研究是結(jié)構(gòu)生物學(xué)中最活躍的前沿領(lǐng)域之一。本書從化學(xué)動(dòng)力學(xué)角度探討膜蛋白結(jié)構(gòu)與 功能的關(guān)系問(wèn)題，對(duì)生物膜膜電位的物理性質(zhì)及其生物學(xué)意義進(jìn)行了系統(tǒng) 性的介紹，基于膜電位驅(qū)動(dòng)力模型對(duì)多種膜蛋白家族的功能機(jī)制給予了深 入淺出的分析和闡釋。此外，為了方便開展教學(xué)，本書還配套教學(xué)課件供 授課教師參考。
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國(guó)家千人計(jì)劃入選者。從事結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究近40年，從事膜蛋白結(jié)構(gòu)研究愈十年。從中國(guó)科學(xué)院大學(xué)創(chuàng)立之初開始在生命學(xué)院講授結(jié)構(gòu)生物學(xué)課程四年。
目錄
序言
前言
第一章 膜蛋白1
1.1 生物膜與膜蛋白1
1.2 細(xì)胞能量系統(tǒng)的“三駕馬車”3
1.3 膜蛋白的結(jié)構(gòu)研究7
1.4 膜蛋白分類和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定因素10
1.5 β桶型膜蛋白18
小結(jié)與隨想22
習(xí)題及思考題23
第二章 生物膜與膜蛋白的相互作用24
2.1 生物膜的構(gòu)成及性質(zhì)24
2.1.1 生物膜的一般性質(zhì)與化學(xué)組成24
2.1.2 脂分子的物理聚集態(tài)25
2.1.3 表面張力與內(nèi)部壓力27
2.1.4 吉布斯自由能與玻爾茲曼方程28
2.1.5 生物膜與膜蛋白分子的相互作用30
2.2 疏水失配33
2.3 膜電位與膜蛋白.37
2.3.1 制約膜蛋白分子取向的“正電在內(nèi)規(guī)則”37
2.3.2 膜電位——“活”細(xì)胞的標(biāo)志40
2.3.3 跨膜的電荷遷移與膜電位的成因43
2.3.4 膜電位電場(chǎng)及膜蛋白的影響50
2.3.5 靜電驅(qū)動(dòng)力與膜蛋白的構(gòu)象變化52
小結(jié)與隨想57
習(xí)題及思考題58
第三章 化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)59
3.1 酶促反應(yīng)中的化學(xué)動(dòng)力學(xué)59
3.2 自由能景觀函數(shù)62
3.2.1 自由能景觀圖62
3.2.2 關(guān)于耗散熱、速率與效率64
3.2.3 最小阻抗通路65
3.3 熱力學(xué)與化學(xué)動(dòng)力學(xué)的關(guān)系68
3.3.1 熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)的區(qū)別和聯(lián)系68
3.3.2 將酶視為一個(gè)灰箱71
3.3.3 占有率能差71
3.3.4 底物結(jié)合步驟的進(jìn)一步分解74
3.4 雙穩(wěn)態(tài)模型.75
3.4.1 雙穩(wěn)態(tài)模型及其參數(shù)75
3.4.2 別構(gòu)調(diào)控77
3.4.3 膜電位對(duì)雙穩(wěn)態(tài)模型的修正83
3.4.4 配體結(jié)合能與雙穩(wěn)態(tài)的關(guān)系85
小結(jié)與隨想96
習(xí)題及思考題.97
第四章 二級(jí)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白.98
4.1 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的一般概念99
4.2 MFS家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白.107
4.2.1 MFS家族轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的保守三維結(jié)構(gòu)107
4.2.2 理解能量偶聯(lián)的關(guān)鍵科學(xué)概念109
4.2.3 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分類及機(jī)制差異119
4.2.4 關(guān)于膜電位驅(qū)動(dòng)原理的普適性128
4.3 APC家族130
4.4 CPA家族鈉-氫交換泵133
4.4.1 NhaA及其同源蛋白134
4.4.2 CPA3分支的唯一成員Mrp138
4.5 RND轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白及AcrB的協(xié)同性143
4.5.1 AcrB復(fù)合體的三維結(jié)構(gòu).143
4.5.2 AcrB的三沖程機(jī)制.145
4.5.3 質(zhì)子化事件和能量偶聯(lián)146
4.5.4 AcrB復(fù)合體三個(gè)亞基之間的協(xié)同性147
4.5.5 單亞基RND轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白MmpL3的結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制148
4.5.6 膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白NPC1.148
4.6 EAAT——轉(zhuǎn)運(yùn)與通道雙功能蛋白151
小結(jié)與隨想153
習(xí)題及思考題154
第五章 ATP驅(qū)動(dòng)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)155
5.1 ATP水解酶的共性和多樣性155
5.2 P型ATP酶——ATP驅(qū)動(dòng)的離子泵159
5.2.1 P型ATP酶的共性結(jié)構(gòu)161
5.2.2 肌質(zhì)網(wǎng)鈣泵162
5.2.3 ATP水解驅(qū)動(dòng)的質(zhì)子泵164
5.2.4 Post-Albers循環(huán)及解離態(tài)儲(chǔ)能機(jī)制165
5.3 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白169
5.3.1 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白分類及一般結(jié)構(gòu)169
5.3.2 甲型ABC輸出蛋白172
5.3.3 甲型ABC輸入蛋白173
5.4 脂多糖轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)175
小結(jié)與隨想178
習(xí)題及思考題178
第六章 通道蛋白179
6.1 離子通道的一般概念180
6.2 離子通道的一般結(jié)構(gòu)和共有開關(guān)機(jī)制.183
6.2.1 四聚體水通道183
6.2.2 KcsA鉀離子通道184
6.2.3 離子通道的疏水涵閘187
6.3 機(jī)械力敏感通道191
6.3.1 MscS和MscL通道192
6.3.2 Piezo通道195
6.4 電壓門控離子通道196
6.4.1 電壓傳感器的滑動(dòng)-搖滾機(jī)制196
6.4.2 門控電荷198
6.5 快失活、慢失活及各類抑制劑201
6.5.1 通道的快失活201
6.5.2 通道的慢失活和脫敏202
6.5.3 通道抑制劑206
6.6 配體門控離子通道207
6.6.1 四聚體鉀離子通道中的鈣離子調(diào)控機(jī)制207
6.6.2 四聚體受體通道209
6.6.3 三聚體受體通道211
6.6.4 五聚體受體通道211
6.6.5 TRIC離子通道213
6.6.6 CALHM通道.214
6.7 溫度門控離子通道216
6.7.1 TRP家族通道蛋白的功能多樣性216
6.7.2 TRP結(jié)構(gòu)216
6.7.3 雙穩(wěn)態(tài)溫度門控的一般機(jī)制217
6.8 ClC氯離子通道221
6.8.1 ClC蛋白分子的總體結(jié)構(gòu)222
6.8.2 通道抑或交換泵223
6.8.3 ClC蛋白的功能切換224
6.8.4 ClC轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)225
小結(jié)與隨想227
習(xí)題及思考題228
第七章 能量轉(zhuǎn)化相關(guān)膜蛋白229
7.1 ATP合酶229
7.1.1 ATP合酶的基本結(jié)構(gòu)229
7.1.2 F1部分的ATP合成機(jī)制.233
7.1.3 FO部分的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)制.236
7.1.4 V-ATPase型質(zhì)子泵.239
7.2 光合作用242
7.2.1 細(xì)菌視紫紅質(zhì)蛋白242
7.2.2 葉綠體與光系統(tǒng)245
7.2.3 光系統(tǒng)復(fù)合體的結(jié)構(gòu)250
7.3 呼吸鏈復(fù)合體-Ⅰ.256
7.3.1 基本結(jié)構(gòu)和能量偶聯(lián)的一般機(jī)制256
7.3.2 關(guān)于復(fù)合體-Ⅰ的若干關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題260
7.4 醌氧化酶驅(qū)動(dòng)的質(zhì)子泵267
7.4.1 醌氧化酶的一般機(jī)制267
7.4.2 關(guān)于質(zhì)子泵浦的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題269
7.4.3 醌氧化酶復(fù)合體結(jié)構(gòu)270
小結(jié)與隨想272
習(xí)題及思考題.273
第八章 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)相關(guān)膜蛋白——GPCR274
8.1 GPCR信號(hào)通路274
8.1.1 GPCR蛋白的分類275
8.1.2 GPCR蛋白介導(dǎo)的信號(hào)通路275
8.1.3 GPCR蛋白的結(jié)構(gòu)研究279
8.2 A類GPCR結(jié)構(gòu)和共性結(jié)構(gòu)元件280
8.2.1 GPCR蛋白的一般結(jié)構(gòu)280
8.2.2 A類GPCR中的保守模體281
8.2.3 GPCR蛋白激活過(guò)程的簡(jiǎn)化模型283
8.3 “質(zhì)子轉(zhuǎn)移”激活機(jī)制.285
8.3.1 基態(tài)-激發(fā)態(tài)之間的結(jié)構(gòu)差異.285
8.3.2 質(zhì)子轉(zhuǎn)移與激發(fā)變構(gòu)287
8.3.3 保守模體在激發(fā)變構(gòu)中的角色289
8.3.4 A類GPCR的共性激活機(jī)制291
8.4 GPCR激活過(guò)程的熱力學(xué)分析292
小結(jié)與隨想298
習(xí)題及思考題299
參考文獻(xiàn)300
附錄315
附錄1 符號(hào)定義315
附錄2 常用熱力學(xué)常數(shù)及換算316
附錄3 中英文對(duì)照表316
附錄4 常用動(dòng)力學(xué)基本公式317
結(jié)束語(yǔ)319
致謝320
第一版后記321
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