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目录 1

前言 1

第1章　绪论 1

1.1　结构生物学——历史与定义 1

1.2　结构生物学——进展 3

1.3　结构生物学——新目标 7

小结 8

思考题 9

第2章　核酸结构的多样性（nucleic acid structure diversity） 10

2.1　单链核酸分子的结构形态 11

2.2　双链核酸分子的结构形态 12

2.3　三链核酸分子的结构形态 13

2.4　分支的三链核酸复合物 14

2.5　四链核酸分子的结构形态 14

2.6　非线型多支链结构 15

2.7　多聚核苷酸右手螺旋：A型和B型 15

2.8　Z-DNA 17

2.9　天然DNA的构象 17

小结 19

思考题 19

3.1　RNA和DNA的结构差异 20

第3章　RNA的结构（the structure of RNA） 20

3.2　RNA的结构特征 21

3.3　RNA的一级结构 22

3.4　RNA的二级结构 27

3.5　RNA的三级结构 31

3.6　RNA的折叠 32

3.7　RNA的晶体结构 35

3.8　具有催化功能的RNA 36

小结 38

思考题 39

4.1　DNA的一级结构 40

第4章　DNA的结构（the structure of DNA） 40

4.2　DNA的二级结构 43

4.3　DNA的三级结构 49

4.4　四链DNA结构 50

小结 53

思考题 54

第5章　核酸的功能（nucleic acid function） 55

5.1　核酸分子作为遗传信息载体的功能 56

小结 60

思考题 60

5.2　核酶 60

第6章　基因组学（genomics） 61

6.1　人类基因组计划 61

6.2　基因组的初步分析 64

6.3　基因组研究的部分内容 70

6.4　基因组学研究的前景 71

6.5　结构基因组学 72

小结 77

思考题 77

7.1　蛋白质分子的一级结构 78

第7章　蛋白质分子的结构（the structures of proteins） 78

7.2　蛋白质分子的二级结构 80

7.3　蛋白质分子的三级结构 83

7.4　蛋白质分子的四级结构 88

小结 90

思考题 90

第8章　蛋白质折叠和分子伴侣（protein folding and molecular chaperones） 91

8.1　蛋白质和新生肽链折叠的新概念 92

8.2　帮助蛋白质和新生肽链折叠的生物大分子 101

小结 125

思考题 125

9.1　第一遗传密码 126

第9章　第二遗传密码（second genetic code） 126

9.2　第二遗传密码 127

9.3　第二遗传密码的研究在实际应用上的意义 133

小结 134

思考题 135

第10章　蛋白质的错误折叠与疾病（protein misfolding and diseases） 136

10.1　细胞内保证蛋白质正常功能的“质量控制”系统 136

10.2　与蛋白质错误折叠有关的疾病 141

10.3　如何治疗由于蛋白质错误折叠引起的疾病 146

思考题 147

小结 147

第11章　蛋白质去折叠（protein unfolding） 148

11.1　主要研究手段 148

11.2　促使蛋白质去折叠常用的方法 148

11.3　蛋白质去折叠研究进展 149

第17章　电镜三维重构（electron microscopy three-dimensional structure rebuilding） 152

11.4　质谱法、荧光相图法在研究蛋白质去折叠中的应用 155

小结 157

思考题 157

第12章　蛋白质结构与功能示例（structures and functions of proteins：some examples） 158

12.1　超氧化物歧化酶 158

12.2　ATP合成酶 161

12.3　DNA依赖的蛋白激酶 165

小结 169

思考题 170

第13章　蛋白质组学（proteomics） 171

13.1　后基因组学——蛋白质组学研究 172

13.2　蛋白质组学研究的主要手段 175

13.3　自动化蛋白质组分析的完整途径 185

13.4　蛋白质组学研究的现状和前景 190

小结　 192

思考题 192

第14章　蛋白质结构预测和分子动力学模拟（protein structure prediction and molecular dynamics simulations） 193

14.1　蛋白质分子结构的预测 193

14.2　蛋白质二级结构的预测 194

14.3　蛋白质三维结构的预测 196

14.4　蛋白质分子动力学 196

14.5　蛋白质结构预测实例 205

14.6　蛋白质结构预测的展望 207

小结 209

思考题 209

15.1　X射线晶体衍射分析概述 210

第15章　X射线晶体衍射分析（protein crystallography，X-ray diffraction methods） 210

15.2　晶体生长和X射线衍射数据收集 213

15.3 X射线衍射分析 223

15.4 X射线衍射结构分析举例 231

15.5　晶体结构的表达 235

小结 236

思考题 236

第16章　核磁共振技术（nuclear magnetic resonance，NMR） 237

16.1　原子核自旋与核磁共振 238

16.2　多维核磁共振 242

16.3　核磁共振测定生物大分子的三维结构 247

思考题 251

小结 251

17.1　电镜载网 252

17.2　负染 253

17.3　葡萄糖包埋 254

17.4　单宁酸包埋 255

17.5　冷冻含水方法 255

17.6　低剂量电镜术 255

17.7　三维结构重建的梗概 256

思考题 259

小结 259

第18章　质谱技术（mass spectrometry） 260

18.1　生物质谱技术 260

18.2　生物质谱技术应用示例 265

小结 272

思考题 273

第19章　微量热技术（microcalorimetry） 274

19.1　等温滴定量热法 274

19.2　ITC应用示例 278

19.3　差示扫描量热法 282

小结 285

思考题 286

第20章　荧光光谱技术（fluorescence spectrometry） 287

20.1　荧光的产生 287

20.2　从荧光光谱获得的主要谱参量 288

20.3　荧光方法的应用 294

小结 298

思考题 298

第21章　圆二色技术（circular dichroism） 300

21.1　基本原理 300

21.2　圆二色仪 304

21.3　圆二色谱在结构生物学研究中的应用 305

小结 307

思考题 308

第22章　扫描隧道显微技术（scanning tunneling microscopy） 309

22.1　扫描隧道显微镜 309

22.2　STM应用于研究结构生物学的优点 312

22.3　STM在结构生物学研究中的应用 313

22.4　原子力显微技术 319

小结 321

思考题 322

23.1　SPR原理 323

第23章　表面等离子体共振技术（surface plasmon resonance） 323

23.2　基于SPR的BIAcore技术 324

23.3　SPR生物传感器技术的应用 327

23.4　SPR生物传感器技术中存在的一些问题 332

23.5　SPR生物传感器的改进 335

小结 336

思考题 336

主要参考文献 337

结构生物学相关领域Nobel奖历年获奖情况统计 343

名词索引 345