蛋白質結構模擬與設計

《蛋白質結構模擬與設計》是2011年化學工業出版社出版的圖書，作者是李榮秀。該書在扼要回顧蛋白質結構研究中的重要歷史事件及概述蛋白質結構基礎理論基礎上，闡述蛋白質結構預測、蛋白質結構模擬、鋅指核酸酶的構建、誘導多能幹細胞的關鍵轉錄因子Oct4結構模擬與設計、蛋白質(酶)進化工程等內容。

基本介紹

• 書名：蛋白質結構模擬與設計
• 作者：李榮秀
• ISBN：9787122101839
• 定價：49.00元
• 出版社：化學工業出版社
• 出版時間：2011年5月1日
• 開本：16開

內容簡介

書中部分素材來源於作者自身研究成果和經驗，內容較新。

《蛋白質結構模擬與設計》作者撰寫本書的目的之一在於引導從事蛋白質結構研究的科技工作者在解決具體問題借鑑前輩科學大師的有效邏輯、方法及強有力的意志。

圖書目錄

第1章導論1

1 1生命是什麼1

1 2生物體的有序結構1

1 3生物體功能與結構層次2

1 4蛋白質是生命活動的載體2

1 4 1蛋白質的功能2

1 4 2蛋白質結構4

1 5蛋白質結構模擬5

1 5 1序列比對6

1 5 2蛋白質結構比對和預測6

參考文獻7

第2章蛋白質結構研究的重大歷史事件8

2 1假設+假設=諾貝爾獎8

2 1 1X射線：波還是粒子？8

2 1 2晶體結構之謎9

2 1 3諾貝爾獎培訓班9

2 1 4一石二鳥的精巧實驗設計10

2 2父子同心:X射線晶體學11

2 3蛋白質晶體學的興起12

2 3 1蛋白質結構12

2 3 2多蘿西?霍奇金：蛋白質結構測定時代的起始12

2 3 3馬克斯?佩魯茨：蛋白質結構測定技術的成熟13

2 3 4相位問題16

2 3 5又是相位問題：核糖體結構的解析18

2 4核磁共振方法20

2 4 1傅立葉變換和多維核磁共振20

2 4 2測定蛋白質結構的核磁共振方法22

2 5蛋白質結構測定的其他輔助工具24

2 5 1實驗方法24

2 5 2計算及結構顯示工具24

2 6生物分子、複合物及病毒結構測定25

2 6 1重要生物學功能蛋白的測定25

2 6 2病毒結構的測定27

2 7同步輻射光源及發展趨勢28

參考文獻30

第3章蛋白質結構基礎理論32

3 1蛋白質結構形成的本質32

3 2分子勢能33

3 2 1量子力學33

3 2 2Born?Oppenheimer近似34

3 2 3勢能函式36

3 3分子內基團識別的要素37

3 3 1分子之間相互作用37

3 3 2靜電相互作用38

3 3 3氫鍵39

3 3 4溶劑或疏水相互作用39

3 3 5倫敦類型的相互作用41

3 3 6原子核在超短距離時的排斥作用42

3 4識別的專一性42

3 5基團間識別與接觸 44

參考文獻45

第4章從序列到結構46

4 1背景介紹46

4 2蛋白質二級結構預測47

4 2 1Chou?Fasman方法47

4 2 2GOR方法47

4 2 3機器學習48

4 3蛋白質三級結構預測49

4 3 1蛋白質結構的從頭預測50

4 3 2蛋白質結構的同源建模50

4 3 3同源建模實例53

4 4蛋白質四級結構預測56

4 5結束語57

參考文獻57

第5章蛋白質結構模擬在蛋白研究中的套用實例59

5 1引言59

5 2蛋白質結構的預測60

5 3分子對接61

5 4蛋白結構預測與分子對接在生物研究中的套用64

5 5分子動力學模擬在蛋白結構變化中的套用67

5 5 1研究背景68

5 5 2實驗方法68

5 5 3實驗結果69

5 5 4結論71

5 6分子動力學模擬研究胺基酸突變對蛋白結構的影響72

5 6 1研究背景72

5 6 2方法介紹73

5 6 3實驗結果與分析74

5 6 4結論76

5 7靶標蛋白與抑制劑的相互作用研究77

5 7 1研究背景77

5 7 2實驗方法78

5 7 3體系分子動力學軌跡分析79

5 7 4結構變化分析 81

5 7 5結論85

5 8本章總結85

參考文獻86

第6章鋅指核酸酶的構建88

6 1鋅指蛋白88

6 1 1鋅指蛋白的分類89

6 1 2鋅指蛋白的作用及機制89

6 1 3鋅指蛋白與免疫性疾病91

6 2鋅指核酸酶92

6 2 1核酸酶92

6 2 2鋅指核酸酶93

6 3鋅指核酸酶的設計94

6 3 1靶位點的確定94

6 3 2ZFN蛋白序列的設計及最佳化95

6 3 3鋅指核酸酶設計舉例95

參考文獻106

第7章誘導多能幹細胞的關鍵轉錄因子Oct4結構模擬與設計108

7 1導讀108

7 2幹細胞108

7 3誘導多能幹細胞110

7 4轉錄因子Oct4 112

7 5轉錄因子Oct4結構解析的意義113

7 6蛋白質三維結構研究方法115

7 7同源模擬法117

7 8轉錄因子Oct4 的POUS結構域同源模擬118

參考文獻123

第8章蛋白質（酶）進化工程125

8 1蛋白質的理性設計128

8 1 1蛋白質原有性質的改進128

8 1 2蛋白質優良性質的組合130

8 1 3蛋白質新催化活性的獲得131

8 2蛋白質的定向進化132

8 2 1定向進化的原理及目的132

8 2 2定向進化的套用133

8 3蛋白質的半合理設計134

8 3 1基於結構的有選擇的隨機突變134

8 3 2隨機突變後的定點飽和突變135

8 3 3隨機突變與定點飽和突變同步135

8 3 4計算機輔助的半合理設計135

8 4套用實例——超嗜熱醯基肽水解酶/酯酶的半理性設計136

8 4 1引言136

8 4 2實驗方法136

8 4 3實驗結果140

8 4 4討論151

8 4 5小結152

參考文獻153

第1章導論1

1 1生命是什麼1

1 2生物體的有序結構1

1 3生物體功能與結構層次2

1 4蛋白質是生命活動的載體2

1 4 1蛋白質的功能2

1 4 2蛋白質結構4

1 5蛋白質結構模擬5

1 5 1序列比對6

1 5 2蛋白質結構比對和預測6

參考文獻7

第2章蛋白質結構研究的重大歷史事件8

2 1假設+假設=諾貝爾獎8

2 1 1X射線：波還是粒子？8

2 1 2晶體結構之謎9

2 1 3諾貝爾獎培訓班9

2 1 4一石二鳥的精巧實驗設計10

2 2父子同心:X射線晶體學11

2 3蛋白質晶體學的興起12

2 3 1蛋白質結構12

2 3 2多蘿西?霍奇金：蛋白質結構測定時代的起始12

2 3 3馬克斯?佩魯茨：蛋白質結構測定技術的成熟13

2 3 4相位問題16

2 3 5又是相位問題：核糖體結構的解析18

2 4核磁共振方法20

2 4 1傅立葉變換和多維核磁共振20

2 4 2測定蛋白質結構的核磁共振方法22

2 5蛋白質結構測定的其他輔助工具24

2 5 1實驗方法24

2 5 2計算及結構顯示工具24

2 6生物分子、複合物及病毒結構測定25

2 6 1重要生物學功能蛋白的測定25

2 6 2病毒結構的測定27

2 7同步輻射光源及發展趨勢28

參考文獻30

第3章蛋白質結構基礎理論32

3 1蛋白質結構形成的本質32

3 2分子勢能33

3 2 1量子力學33

3 2 2Born?Oppenheimer近似34

3 2 3勢能函式36

3 3分子內基團識別的要素37

3 3 1分子之間相互作用37

3 3 2靜電相互作用38

3 3 3氫鍵39

3 3 4溶劑或疏水相互作用39

3 3 5倫敦類型的相互作用41

3 3 6原子核在超短距離時的排斥作用42

3 4識別的專一性42

3 5基團間識別與接觸 44

參考文獻45

第4章從序列到結構46

4 1背景介紹46

4 2蛋白質二級結構預測47

4 2 1Chou?Fasman方法47

4 2 2GOR方法47

4 2 3機器學習48

4 3蛋白質三級結構預測49

4 3 1蛋白質結構的從頭預測50

4 3 2蛋白質結構的同源建模50

4 3 3同源建模實例53

4 4蛋白質四級結構預測56

4 5結束語57

參考文獻57

第5章蛋白質結構模擬在蛋白研究中的套用實例59

5 1引言59

5 2蛋白質結構的預測60

5 3分子對接61

5 4蛋白結構預測與分子對接在生物研究中的套用64

5 5分子動力學模擬在蛋白結構變化中的套用67

5 5 1研究背景68

5 5 2實驗方法68

5 5 3實驗結果69

5 5 4結論71

5 6分子動力學模擬研究胺基酸突變對蛋白結構的影響72

5 6 1研究背景72

5 6 2方法介紹73

5 6 3實驗結果與分析74

5 6 4結論76

5 7靶標蛋白與抑制劑的相互作用研究77

5 7 1研究背景77

5 7 2實驗方法78

5 7 3體系分子動力學軌跡分析79

5 7 4結構變化分析 81

5 7 5結論85

5 8本章總結85

參考文獻86

第6章鋅指核酸酶的構建88

6 1鋅指蛋白88

6 1 1鋅指蛋白的分類89

6 1 2鋅指蛋白的作用及機制89

6 1 3鋅指蛋白與免疫性疾病91

6 2鋅指核酸酶92

6 2 1核酸酶92

6 2 2鋅指核酸酶93

6 3鋅指核酸酶的設計94

6 3 1靶位點的確定94

6 3 2ZFN蛋白序列的設計及最佳化95

6 3 3鋅指核酸酶設計舉例95

參考文獻106

第7章誘導多能幹細胞的關鍵轉錄因子Oct4結構模擬與設計108

7 1導讀108

7 2幹細胞108

7 3誘導多能幹細胞110

7 4轉錄因子Oct4 112

7 5轉錄因子Oct4結構解析的意義113

7 6蛋白質三維結構研究方法115

7 7同源模擬法117

7 8轉錄因子Oct4 的POUS結構域同源模擬118

參考文獻123

第8章蛋白質（酶）進化工程125

8 1蛋白質的理性設計128

8 1 1蛋白質原有性質的改進128

8 1 2蛋白質優良性質的組合130

8 1 3蛋白質新催化活性的獲得131

8 2蛋白質的定向進化132

8 2 1定向進化的原理及目的132

8 2 2定向進化的套用133

8 3蛋白質的半合理設計134

8 3 1基於結構的有選擇的隨機突變134

8 3 2隨機突變後的定點飽和突變135

8 3 3隨機突變與定點飽和突變同步135

8 3 4計算機輔助的半合理設計135

8 4套用實例——超嗜熱醯基肽水解酶/酯酶的半理性設計136

8 4 1引言136

8 4 2實驗方法136

8 4 3實驗結果140

8 4 4討論151

8 4 5小結152

參考文獻153