定 價：128 元
叢書名：科學出版社“十四五”普通高等教育本科規(guī)劃教材
- 作者：張凱
- 出版時間：2021/6/1
- ISBN：9787030788481
- 出 版 社：科學出版社
- 中圖法分類：Q51
- 頁碼：322
- 紙張：
- 版次：1
- 開本：16
膜蛋白在生命細胞中扮演著多種重要的角色，與分子生物學、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、生物技術等領域密切相關。針對膜蛋白的結構-功能研究是結構生物學中最活躍的前沿領域之一。本書從化學動力學角度探討膜蛋白結構與 功能的關系問題，對生物膜膜電位的物理性質及其生物學意義進行了系統(tǒng) 性的介紹，基于膜電位驅動力模型對多種膜蛋白家族的功能機制給予了深 入淺出的分析和闡釋。此外，為了方便開展教學，本書還配套教學課件供 授課教師參考。
更多科學出版社服務，請掃碼獲取。
國家千人計劃入選者。從事結構生物學研究近40年，從事膜蛋白結構研究愈十年。從中國科學院大學創(chuàng)立之初開始在生命學院講授結構生物學課程四年。
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 細胞能量系統(tǒng)的“三駕馬車”3
1.3 膜蛋白的結構研究7
1.4 膜蛋白分類和結構穩(wěn)定因素10
1.5 β桶型膜蛋白18
小結與隨想22
習題及思考題23
第二章 生物膜與膜蛋白的相互作用24
2.1 生物膜的構成及性質24
2.1.1 生物膜的一般性質與化學組成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“正電在內規(guī)則”37
2.3.2 膜電位——“活”細胞的標志40
2.3.3 跨膜的電荷遷移與膜電位的成因43
2.3.4 膜電位電場及膜蛋白的影響50
2.3.5 靜電驅動力與膜蛋白的構象變化52
小結與隨想57
習題及思考題58
第三章 化學動力學基礎59
3.1 酶促反應中的化學動力學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 熱力學與化學動力學的關系68
3.3.1 熱力學與動力學的區(qū)別和聯(lián)系68
3.3.2 將酶視為一個灰箱71
3.3.3 占有率能差71
3.3.4 底物結合步驟的進一步分解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 別構調控77
3.4.3 膜電位對雙穩(wěn)態(tài)模型的修正83
3.4.4 配體結合能與雙穩(wěn)態(tài)的關系85
小結與隨想96
習題及思考題.97
第四章 二級主動轉運蛋白.98
4.1 轉運蛋白的一般概念99
4.2 MFS家族轉運蛋白.107
4.2.1 MFS家族轉運蛋白的保守三維結構107
4.2.2 理解能量偶聯(lián)的關鍵科學概念109
4.2.3 轉運蛋白分類及機制差異119
4.2.4 關于膜電位驅動原理的普適性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轉運蛋白及AcrB的協(xié)同性143
4.5.1 AcrB復合體的三維結構.143
4.5.2 AcrB的三沖程機制.145
4.5.3 質子化事件和能量偶聯(lián)146
4.5.4 AcrB復合體三個亞基之間的協(xié)同性147
4.5.5 單亞基RND轉運蛋白MmpL3的結構和轉運機制148
4.5.6 膽固醇轉運蛋白NPC1.148
4.6 EAAT——轉運與通道雙功能蛋白151
小結與隨想153
習題及思考題154
第五章 ATP驅動的跨膜轉運155
5.1 ATP水解酶的共性和多樣性155
5.2 P型ATP酶——ATP驅動的離子泵159
5.2.1 P型ATP酶的共性結構161
5.2.2 肌質網(wǎng)鈣泵162
5.2.3 ATP水解驅動的質子泵164
5.2.4 Post-Albers循環(huán)及解離態(tài)儲能機制165
5.3 ABC轉運蛋白169
5.3.1 ABC轉運蛋白分類及一般結構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 脂多糖轉運系統(tǒng)175
小結與隨想178
習題及思考題178
第六章 通道蛋白179
6.1 離子通道的一般概念180
6.2 離子通道的一般結構和共有開關機制.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-搖滾機制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控機制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結構216
6.7.3 雙穩(wěn)態(tài)溫度門控的一般機制217
6.8 ClC氯離子通道221
6.8.1 ClC蛋白分子的總體結構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轉運機制的結構基礎225
小結與隨想227
習題及思考題228
第七章 能量轉化相關膜蛋白229
7.1 ATP合酶229
7.1.1 ATP合酶的基本結構229
7.1.2 F1部分的ATP合成機制.233
7.1.3 FO部分的轉動機制.236
7.1.4 V-ATPase型質子泵.239
7.2 光合作用242
7.2.1 細菌視紫紅質蛋白242
7.2.2 葉綠體與光系統(tǒng)245
7.2.3 光系統(tǒng)復合體的結構250
7.3 呼吸鏈復合體-Ⅰ.256
7.3.1 基本結構和能量偶聯(lián)的一般機制256
7.3.2 關于復合體-Ⅰ的若干關鍵科學問題260
7.4 醌氧化酶驅動的質子泵267
7.4.1 醌氧化酶的一般機制267
7.4.2 關于質子泵浦的關鍵科學問題269
7.4.3 醌氧化酶復合體結構270
小結與隨想272
習題及思考題.273
第八章 信號轉導相關膜蛋白——GPCR274
8.1 GPCR信號通路274
8.1.1 GPCR蛋白的分類275
8.1.2 GPCR蛋白介導的信號通路275
8.1.3 GPCR蛋白的結構研究279
8.2 A類GPCR結構和共性結構元件280
8.2.1 GPCR蛋白的一般結構280
8.2.2 A類GPCR中的保守模體281
8.2.3 GPCR蛋白激活過程的簡化模型283
8.3 “質子轉移”激活機制.285
8.3.1 基態(tài)-激發(fā)態(tài)之間的結構差異.285
8.3.2 質子轉移與激發(fā)變構287
8.3.3 保守模體在激發(fā)變構中的角色289
8.3.4 A類GPCR的共性激活機制291
8.4 GPCR激活過程的熱力學分析292
小結與隨想298
習題及思考題299
參考文獻300
附錄315
附錄1 符號定義315
附錄2 常用熱力學常數(shù)及換算316
附錄3 中英文對照表316
附錄4 常用動力學基本公式317
結束語319
致謝320
第一版后記321
書單推薦
