蛋白质化学和结构生物学进展,第85:结构生物学中的计算化学方法——Advances in Protein Chemistry and Structural Biologyvolume 85:computational chemistry methods in structural biology

 

作者:Dr. Christo Z

出版:Academic Press

索书号:Q51/A244p/2011/V.85/Y

ISBN:  978-0-12-386485-7

藏书地点: 武大外教中心

 

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。一般说,蛋白质约占人体全部质量的18%,最重要的还是其与生命现象有关。蛋白质是生命的物质基础,是有机大分子,是构成细胞的基本有机物,是生命活动的主要承担者。没有蛋白质就没有生命。氨基酸是蛋白质的基本组成单位。它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的16%~20%,即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6~12kg。人体内蛋白质的种类很多,性质、功能各异,但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的,并在体内不断进行代谢与更新。

蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。蛋白质作为一类重要的生物大分子,蛋白质主要由碳、氢、氧、氮、硫等化学元素组成。蛋白质分子是由氨基酸首尾相连缩合而成的共价多肽链,但是天然蛋白质分子并不是走向随机的松散多肽链。每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或称三维结构,这种三维结构通常被称为蛋白质的构象,即蛋白质的结构。蛋白质的分子结构可划分为四级,以描述其不同的方面。除了这些结构层次,蛋白质可以在多个类似结构中转换,以行使其生物学功能。对于功能性的结构变化,这些三级或四级结构通常用化学构象进行描述,而相应的结构转换就被称为构象变化。

蛋白质的一级结构就是蛋白质多肽链中氨基酸残基的排列顺序,也是蛋白质最基本的结构。它是由基因上遗传密码的排列顺序所决定的。各种氨基酸按遗传密码的顺序,通过肽键连接起来,成为多肽链,故肽键是蛋白质结构中的主键。蛋白质的二级结构是指多肽链中主链原子的局部空间排布即构象,不涉及侧链部分的构象。蛋白质的多肽链在各种二级结构的基础上再进一步盘曲或折迭形成具有一定规律的三维空间结构,称为蛋白质的三级结构。具有二条或二条以上独立三级结构的多肽链组成的蛋白质,其多肽链间通过次级键相互组合而形成的空间结构称为蛋白质的四级结构。

什么是结构生物学?生物大分子要发挥功能,必须满足两个条件。第一,凡要发挥功能和活性的生物大分子必须具有特定的,自身特有,相对稳定的三级结构。第二,结构运动。没有稳定的三级结构和结构运动,生物大分子是很难发挥生物功能或活性的。那么,结构生物学研究什么呢?它是以生物大分子三级结构的确定作为手段,研究生物大分子的结构功能关系,探讨生物大分子的作用机制和原理作为研究目的。结构生物学是近代生物学发展过程中,定量阐明生命现象的一门科学,这个是我对结构生物学的看法。生物大分子的三级结构和结构功能研究的结构生物学已经成为生命科学当前的前沿和带头学科。

结构生物学主要是用物理的手段,用X-射线晶体学,核磁共振波谱学,电镜技术等物理学技术来研究生物大分子的功能和结构.来阐明这些大分子相互作用中的机制。大家可以看到在结构生物学中强调结构和功能的研究技术,没有这些技术,就没有结构生物学。

结构生物学的发展经过以下几个阶段:结构生物学起源于上世纪五十年代众所周知的Waston Crick 发现DNA双螺旋结构,建立DNA的双螺旋模型。60年代当时的开文许实验室的M.Perutz J.KendrewX-射线晶体衍射技术获得了球蛋白的结构。由于X射线晶体衍射技术的应用,使我们可以在晶体水平研究大分子的结构,在分子原子基础上解释了大分子.由于他们开创性的工作,Waston Crick获得了1962年的诺贝尔生理学与医学奖,M.PerttJ.Kendrew获得了同年的化学奖.从那时起,技术的发展就成为结构生物学发展最重要的决定因素。6070 年代,在同一实验室的他们又发展了电子晶体学技术 ,当时的研究对象主要是有序的,对称性高的生物体系,如二维的晶体和对称性很高的三维晶体。70-80年代 ,多维核磁共振波谱学的发明使得在水溶液中研究生物大分子成为可能,水溶液中的生物大分子更接近于生理状态.最近二十年,80年代到本世纪初,冷冻电子显微镜的发明,这种技术的发明使我们不仅能够研究生物大分子在晶体状态和溶液状态的结构,而且能够研究研究复杂 的大分子体系(molecular complex)超分子体系,这就是细胞器和细胞.可见结构生物学的发展过程经历了从结晶到溶液再到大分子体系,超分子体系,如核糖体(ribosome),病毒,溶酶体(lysosome),线粒体等。

《蛋白质化学和结构生物学进展,第85卷》一书于2011年由Academic Press出版,作者是Dr. Christo Z

《蛋白质化学和结构生物学进展,第85卷》一书,作者展现了蛋白质化学研究领域中的一些最新研究,讨论的主题主要包括对蛋白质化学所有方面的方法和研究的回顾,包括纯化/表达、蛋白质组学、建模和结构确定和设计,每卷都提供了关于蛋白质的协议和分析的新信息,同时介绍了来自广泛的蛋白质相关主题的领先专家的最新发现,本书还有关于结构生物学中计算化学方法的文章。《蛋白质化学和结构生物学进展,第85卷》旨在为想要研究蛋白质结构人员提供简明易懂的介绍以及方法指导,介绍了蛋白质结构研究计算的模型。

蛋白质化学和结构生物学进展,第85卷》一书作为分子生物学专业研究读物,观点新颖独到,内容饱满详实、语言浅显易懂,除此之外,还包括一些其他的特点:

1.本书介绍了蛋白质化学所有方面的方法和研究的回顾,内容全面,介绍详细,读者能够从本书全面的了解蛋白质化学和结构的相关知识。

2.本书参考了很多结构生物学相关的研究,包括很多最新的研究,因此,读者能够从中了解到相关的专业,最新的知识。

3.本书最后列出了相关专业名词的索引,方便读者查找相关内容。

总的说来,《蛋白质化学和结构生物学进展,第85卷》一书为想要了解蛋白质化学和结构生物学研究方法的人员提供了清晰的导读路径,作为分子生物学领域的一本前沿研究图书,是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。

 

本书目录:

前言

1. 计算方法在基于氨基甲酸模板结构的脂肪酸酰胺水解酶抑制剂设计中的应用

2. 蛋白质配体结合亲和力模型的理论和计算进展

3. 基于量子力学/分子力学模拟的混合方案:成功的目标、问题和前景

4. 耗散粒子动力学研究膜与蛋白质动力学

5. 蛋白质灵活性:基础、成功和缺点

6. 雌激素受体导毒性的分子模型研究进展

7. G-蛋白偶联受体构象整体的多尺度计算方法

8. 计算蛋白质在恒定pH下构象自由能和分子动力学的水溶剂隐式模型研究进展

索引