蛋白质结构模拟与设计PDF电子书下载

第1章 导论 1

1.1生命是什么 1

1.2生物体的有序结构 1

1.3生物体功能与结构层次 2

1.4蛋白质是生命活动的载体 2

1.4.1蛋白质的功能 2

1.4.2蛋白质结构 4

1.5蛋白质结构模拟 5

1.5.1序列比对 6

1.5.2蛋白质结构比对和预测 6

参考文献 7

第2章 蛋白质结构研究的重大历史事件 8

2.1假设+假设=诺贝尔奖 8

2.1.1 X射线：波还是粒子？ 8

2.1.2晶体结构之谜 9

2.1.3诺贝尔奖培训班 9

2.1.4一石二鸟的精巧实验设计 10

2.2父子同心：X射线晶体学 11

2.3蛋白质晶体学的兴起 12

2.3.1蛋白质结构 12

2.3.2多萝西·霍奇金：蛋白质结构测定时代的起始 12

2.3.3马克斯·佩鲁茨：蛋白质结构测定技术的成熟 13

2.3.4相位问题 16

2.3.5又是相位问题：核糖体结构的解析 18

2.4核磁共振方法 20

2.4.1傅里叶变换和多维核磁共振 20

2.4.2测定蛋白质结构的核磁共振方法 22

2.5蛋白质结构测定的其他辅助工具 24

2.5.1实验方法 24

2.5.2计算及结构显示工具 24

2.6生物分子、复合物及病毒结构测定 25

2.6.1重要生物学功能蛋白的测定 25

2.6.2病毒结构的测定 27

2.7同步辐射光源及发展趋势 28

参考文献 30

第3章 蛋白质结构基础理论 32

3.1蛋白质结构形成的本质 32

3.2分子势能 33

3.2.1量子力学 33

3.2.2 Born-Oppenheimer近似 34

3.2.3势能函数 36

3.3分子内基团识别的要素 37

3.3.1分子之间相互作用 37

3.3.2静电相互作用 38

3.3.3氢键 39

3.3.4溶剂或疏水相互作用 39

3.3.5伦敦类型的相互作用 41

3.3.6原子核在超短距离时的排斥作用 42

3.4识别的专一性 42

3.5基团间识别与接触 44

参考文献 45

第4章 从序列到结构 46

4.1背景介绍 46

4.2蛋白质二级结构预测 47

4.2.1 Chou-Fasman方法 47

4.2.2 GOR方法 47

4.2.3机器学习 48

4.3蛋白质三级结构预测 49

4.3.1蛋白质结构的从头预测 50

4.3.2蛋白质结构的同源建模 50

4.3.3同源建模实例 53

4.4蛋白质四级结构预测 56

4.5结束语 57

参考文献 57

第5章 蛋白质结构模拟在蛋白研究中的应用实例 59

5.1引言 59

5.2蛋白质结构的预测 60

5.3分子对接 61

5.4蛋白结构预测与分子对接在生物研究中的应用 64

5.5分子动力学模拟在蛋白结构变化中的应用 67

5.5.1研究背景 68

5.5.2实验方法 68

5.5.3实验结果 69

5.5.4结论 71

5.6分子动力学模拟研究氨基酸突变对蛋白结构的影响 72

5.6.1研究背景 72

5.6.2方法介绍 73

5.6.3实验结果与分析 74

5.6.4结论 76

5.7靶标蛋白与抑制剂的相互作用研究 77

5.7.1研究背景 77

5.7.2实验方法 78

5.7.3体系分子动力学轨迹分析 79

5.7.4结构变化分析 81

5.7.5结论 85

5.8本章总结 85

参考文献 86

第6章 锌指核酸酶的构建 88

6.1锌指蛋白 88

6.1.1锌指蛋白的分类 89

6.1.2锌指蛋白的作用及机制 89

6.1.3锌指蛋白与免疫性疾病 91

6.2锌指核酸酶 92

6.2.1核酸酶 92

6.2.2锌指核酸酶 93

6.3锌指核酸酶的设计 94

6.3.1靶位点的确定 94

6.3.2 ZFN蛋白序列的设计及优化 95

6.3.3锌指核酸酶设计举例 95

参考文献 106

第7章 诱导多能干细胞的关键转录因子Oct4结构模拟与设计 108

7.1导读 108

7.2干细胞 108

7.3诱导多能干细胞 110

7.4转录因子Oct4 112

7.5转录因子Oct4结构解析的意义 113

7.6蛋白质三维结构研究方法 115

7.7同源模拟法 117

7.8转录因子Oct4的POUs结构域同源模拟 118

参考文献 123

第8章 蛋白质（酶）进化工程 125

8.1蛋白质的理性设计 128

8.1.1蛋白质原有性质的改进 128

8.1.2蛋白质优良性质的组合 130

8.1.3蛋白质新催化活性的获得 131

8.2蛋白质的定向进化 132

8.2.1定向进化的原理及目的 132

8.2.2定向进化的应用 133

8.3蛋白质的半合理设计 134

8.3.1基于结构的有选择的随机突变 134

8.3.2随机突变后的定点饱和突变 135

8.3.3随机突变与定点饱和突变同步 135

8.3.4计算机辅助的半合理设计 135

8.4应用实例——超嗜热酰基肽水解酶/酯酶的半理性设计 136

8.4.1引言 136

8.4.2实验方法 136

8.4.3实验结果 140

8.4.4讨论 151

8.4.5小结 152

参考文献 153