《膜蛋白結構動力學》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版。
基本介紹
- 中文名：膜蛋白結構動力學
- 作者：張凱
- 出版時間：2021年
- 出版社：科學出版社
- 頁數：236 頁
- 字數：386000
- ISBN：9787030690630
- 定價：413.00 元
- 開本：16 開
- 裝幀：平裝
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
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、醫藥、農業、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係問題，對生物膜膜電位的物理性質及其生物學意義進行了系統性的介紹，基於膜電位驅動力原理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。
圖書目錄
PREFACE
第一章 膜蛋白 1
1.1 生物膜與膜蛋白 1
1.2 細胞能量系統的“三駕馬車” 3
1.3 膜蛋白的結構研究 6
1.4 膜蛋白分類和結構穩定因素 8
1.5 β桶型膜蛋白 14
小結與隨想 18
第二章 生物膜與膜蛋白的相互作用 19
2.1 生物膜的構成及性質 19
2.1.1 生物膜的一般性質和化學組成 19
2.1.2 脂分子的物理聚集態 20
2.1.3 表面張力和內部壓強 21
2.1.4 吉布斯自由能與玻爾茲曼分布 22
2.1.5 生物膜與膜蛋白分子的相互作用 23
2.2 疏水匹配差 25
2.3 膜電位與膜蛋白 28
2.3.1 制約膜蛋白分子取向的“正電在內規則” 29
2.3.2 膜電位——“活”細胞的標誌 31
2.3.3 跨膜的電荷遷移與膜電位的成因 32
2.3.4 膜蛋白對於其附近膜電位電場的影響 39
2.3.5 靜電驅動力與膜蛋白的構象變化 40
小結與隨想 45
第三章 化學動力學基礎 46
3.1 酶促反應中的化學動力學 46
3.2 自由能景觀函式 48
3.2.1 關於耗散熱、速率與效率 50
3.2.2 最小阻抗通路 51
3.3 熱力學與動力學的區別和聯繫 53
3.3.1 將酶視為一隻灰箱 56
3.3.2 底物結合步驟的進一步分解 56
3.3.3 酶反應案例 57
3.4 雙穩態模型 58
3.4.1 雙穩態模型及其參數 58
3.4.2 膜電位對雙穩態模型的修正 61
3.4.3 化學勢的別構驅動能力 64
小結與隨想 68
第四章 二級主動轉運蛋白 70
4.1 轉運蛋白的一般概念 71
4.2 MFS家族轉運蛋白 75
4.2.1 MFS家族轉運蛋白的保守三維結構 75
4.2.2 結合能差ΔGD——理解能量偶聯的關鍵科學概念 77
4.2.3 轉運蛋白分類及機制差異 87
4.2.4 關於膜蛋白驅動原理的普適性 93
4.3 APC家族 94
4.4 CPA家族鈉-氫交換泵 97
4.4.1 NhaA及其同源蛋白 97
4.4.2 CPA3分支的唯一成員Mrp 101
4.5 RND轉運蛋白以及AcrB的協同性 103
4.5.1 AcrB複合體的三維結構 104
4.5.2 AcrB的三衝程機制 105
4.5.3 質子化事件和能量偶聯 106
4.5.4 AcrB複合體三個亞基之間的協同性 108
4.5.5 單亞基RND轉運蛋白MmpL3的結構和轉運機制 110
4.5.6 膽固醇轉運蛋白NPC1110小結與隨想 113
第五章 ATP驅動的跨膜轉運 114
5.1 ATP水解酶的共性和多樣性 114
5.2 P型ATP酶——ATP驅動的離子泵 116
5.2.1 P型ATP酶的共性結構 118
5.2.2 肌質網鈣泵 119
5.2.3 Post-Albers循環以及解離態儲能機制 121
5.3 ABC轉運蛋白 124
5.3.1 Ⅰ型ABC輸出蛋白 126
5.3.2 Ⅰ型ABC輸入蛋白 126
5.4 脂多糖轉運系統 129
小結與隨想 131
第六章 通道蛋白 132
6.1 離子通道的一般概念 132
6.2 離子通道的結構和開關機制 135
6.2.1 四聚體水通道 135
6.2.2 Ksc鉀離子通道 136
6.2.3 離子通道的疏水閘門 139
6.3 通道蛋白的門控機制 141
6.3.1 機械力敏感通道 141
6.3.2 電壓門控機制 145
6.3.3 離子通道的快失活和慢失活機制 149
6.3.4 配體門控機制 150
6.4 ClC氯離子通道 155
6.4.1 ClC蛋白分子的總體結構 156
6.4.2 通道抑或交換泵 157
6.4.3 ClC蛋白的功能切換 158
6.4.4 ClC轉運機制的結構基礎 159
小結與隨想 161
第七章 能量轉化相關膜蛋白 162
7.1 ATP合酶 162
7.1.1 ATP合酶的基本結構 162
7.1.2 F1部分的ATP合成機制 165
7.1.3 FO部分的轉動機制 168
7.2 光合作用 172
7.2.1 細菌視紫紅質蛋白 173
7.2.2 葉綠體與光系統 175
7.2.3 光系統Ⅰ和光系統Ⅱ 176
7.3 呼吸鏈複合體Ⅰ 181
7.3.1 基本結構和能量偶聯的一般機制 181
7.3.2 關於複合體Ⅰ的5個科學問題 185
7.4 醌氧化酶驅動的質子泵 192
7.4.1 醌氧化酶的一般機制 192
7.4.2 關於質子泵浦的關鍵科學問題 193
7.4.3 醌氧化酶複合體結構 194
小結與隨想 196
第八章 信號轉導相關膜蛋白——GPCR 197
8.1 G蛋白偶聯受體信號通路 197
8.2 GPCR結構和共性結構元件 201
8.2.1 GPCR蛋白的一般結構 201
8.2.2 A類GPCR中的保守模體 203
8.2.3 GPCR蛋白激活過程的簡化模型 204
8.3 “質子轉移”激活機制 205
8.3.1 基態-激發態之間的結構差異 205
8.3.2 質子轉移與激發變構 207
8.3.3 保守模體在激發變構中的角色 209
8.3.4 A類GPCR的共性激活機制 211
8.4 GPCR激活過程的雙穩態模型 212
小結與隨想 215
參考文獻 216
附錄 228
附錄1 符號定義 228
附錄2 常用熱力學常數及換算 228
附錄3 中英文對照表 229
附錄4 習題及思考題 230
附錄5 中國科學院大學教材專家
會議審核意見 231
結束語 233
致謝 234
後記 235
