系统生物学方法 导读版 英文PDF电子书下载

第一部分 系统生物学基本概念 3

第一章 系统生物学的基本定义：系统与整合&Hans V.Westerhoff 3

1.系统生物学的基本定义 3

2.体内试验和体外实验整合的重要性 5

3.系统生物学的其他定义 7

4.不同类型的系统生物学 8

致谢 9

参考文献 9

第二部分 系统生物学中的关键仪器设备 15

第二章 质谱在系统生物学中的应用简介&Warwick B.Dunn 15

1.简介 16

2.什么是质谱？ 16

3.质谱仪的基本组成 17

4.质谱仪的优点 30

5.质谱在系统生物学中的应用 31

致谢 33

参考文献 34

第三章 基于细胞阵列和荧光寿命成像显微镜的原位高通量蛋白质翻译后修饰定量分析&Hernan E.Grecco， Pedro Rada-Navarro， Sven Fengler，and Philippe I.H.Bastiaens 38

1.简介 38

2.方法 38

3.结果和讨论 48

4.结论：为什么使用基于细胞阵列和荧光寿命成像显微镜的技术（CA-FLIM）？ 50

参考文献 57

第四章 基于分光光度仪的吸收光谱分析&Sanjay M.Nilapwar， Maria Nardelli， Hans V.Westerhoff，and Malkhey Verma 60

1.简介 60

2.分光光度分析的原理 60

3.硬件 64

4.紫外-可见光谱分析的应用 66

5.展望 74

致谢 74

参考文献 75

第三部分 系统生物学中的核酸研究 80

第五章 一种用于RNA测序的链特异性RNA库制备的标准流程&Tatiana Borodina， James Adjaye， and Marc Sultan 80

1.简介 80

2.单链RNA测序的标准流程 83

参考文献 97

第六章 基于实时定量PCR的基因表达分析&J.Jozefczuk and James Adjaye 100

1.简介 100

2.引物设计 101

3.引物验证 101

4.从培养的细胞中分离和定量 RNA 102

5.反转录 103

参考文献 109

第四部分 系统生物学中的蛋白质制备和定量 112

第七章 采用QconCAT技术进行蛋白质定量及修饰分析&Kathleen M.Carroll， Francesco Lanucara， and Claire E.Eyers 113

1.简介 114

2.表达和纯化QconCAT蛋白质 119

3.待分析样品的准备 123

4.质谱分析 126

5.蛋白质翻译后修饰定量 128

6.实验重复-生物学重复以及技术重复 129

7.总结和综合考虑 130

参考文献 130

第八章 基于SILAC技术的定量蛋白质组技术&Francesco Lanucara and Claire E.Eyers 133

1.简介 134

2.什么是SILAC技术 136

3.SILAC的常规操作流程 140

4.应用 146

5.结论 148

参考文献 148

第九章 基于核酸编程的蛋白质芯片制备技术（NAPPA）：一个切合时宜的蛋白质表达和纯化系统&Ji Qiu and Joshua LaBaer 151

1.简介 152

2.NAPPA技术的基本原理 154

3.蛋白质芯片的制备 155

4.蛋白质表达的检测 160

致谢 162

参考文献 162

第十章 采用巨大芽孢杆菌进行重组蛋白质制备的系统生物学&Rebekka Biedendieck， Claudia Borgmeier， Boyke Bunk， Simon Stammen，Christian Scherling， Friedhelm Meinhardt，Christoph Wittmann， andDieter Jahn 165

1.简介 166

2.巨大芽孢杆菌的操作 167

3.巨大芽孢杆菌系统生物学 184

致谢 191

参考文献 192

第十一章 采用酿酒酵母系统表达蛋白质以用于系统生物学研究&Naglis Malys， Jill A.Wishart， Stephen G. Oliver， and John E. G. McCar-thy 197

1.简介 198

2.常用表达系统的比较 199

3.用于在酿酒酵母中制备蛋白质的各类表达库 199

4.采用带亲和肽的酿酒酵母蛋白质表达库进行蛋白质表达和纯化的 202

标准流程 202

5.蛋白质分析和定量 207

6.蛋白质组分析和酶动力学分析中所涉及的蛋白质 209

7.结语 209

致谢 209

参考文献 210

第五部分 系统生物学研究中的酶学分析 215

第十二章 酵母代谢的接近完全定量分析：在近似体内状态下估计同工酶动力学常数的一种系统性策略&Hanan L.Messiha， Naglis Malys， and Kathleen M.Carroll 215

1.简介 216

2.系统生物学中的酶动力学 218

3.同工酶的制备和纯化 219

4.酶学分析的常规流程 220

5.酿酒酵母糖酵解同工酶活力测定的方法 225

6.结论 229

致谢 229

参考文献 229

第十三章 系统生物学中的酶动力学：何时、为何以及如何&Malgorzata Adamczyk， Karen van Eunen， Barbara M.Bakker，and Hans V.Westerhoff 233

1.系统生物学中的酶动力学：五个需要考虑的重要因素 234

2.三种使用不同酶动力学的系统生物学研究策略 240

3.生物材料 244

4.操作流程 246

5.展望 252

致谢 253

参考文献 253

第六部分 代谢研究中的样品制备 261

第十四章 在系统生物学研究中采用连续培养&Catherine L.Winder and Karin Lanthaler 261

1.简介 262

2.实验中的注意事项 266

3.连续培养装置的操作 270

4.用于质谱分析和代谢组分析的生物材料取样 273

致谢 274

参考文献 274

第十五章 酵母胞内代谢组相关样品处理：代谢反应终止、代谢物抽提和定量的方法&Warwick B.Dunn and Catherine L.Winder 277

1.简介 278

2.终止胞内代谢反应，从不同批次的培养中收集样品 280

3.从胞内代谢物中抽提极性和非极性代谢物 284

4.通过GC-MS来定量分析有机酸 288

致谢 295

参考文献 295

第十六章 植物代谢组学及其在系统生物学研究中的潜力：概念、技术及方法&J.William Allwood，Ric C.H.De Vos， Annick Moing， CatherineDeborde， Alexander Erban， Joachim Kopka， Royston Goodacre， andRobert D.Hall 299

1.植物代谢组学简介 301

2.植物培养及植物材料准备中的注意事项 305

3.GC-TOF/MS代谢物分析、参考实验流程及数据处理方法 309

4.HPLC-PDA-QTOFMS代谢物分析、参考实验流程及数据处理方法 314

5.1H NMR代谢物分析、参考实验流程及数据处理方法 317

6.结语 326

致谢 327

参考文献 327

第十七章 通过基于NMR的代谢组学分析来研究动物的代谢&Reza Salek， Kian-Kai Cheng， and Julian Griffin 337

1.简介 338

2.从组织中抽提代谢产物 339

3.通过NMR来分析生物流体材料 343

4.哺乳动物组织采用高精度魔角旋转1H NMR来进行代谢产物的直接测定 346

5.数据处理 349

6.结论 350

致谢 350

参考文献 350

第七部分 系统生物学中的数学建模 355

第十八章 酿酒酵母中海藻糖生物合成通路动力学模型的构建&Kieran Smallbone， Naglis Malys， Hanan L.Messiha， Jill A.Wishart，and Evangelos Simeonidis 355

1.简介 356

2.生物学背景 357

3.模型的发展 363

4.结果 366

5.讨论 367

致谢 368

参考文献 368

第十九章 可持续性模型的构建：标准和生物学语义的重要性&Falko Krause， Marvin Schulz， Neil Swainston， and Wolfram Lieber-meister 371

1.可持续性模型的构建 372

2.如何构建可重复使用的模型 373

3.如何采用标准的格式来实现模型 375

4.如何归档和标注模型 379

5.可用于模型构建的工具和标注 382

6.如何产生和画一个简单模型 388

7.基因组层次的网络重构中的标注 389

致谢 392

参考文献 393

第二十章 从反应网络到信息流——采用模块化反应分析跟踪信息在信号网络中的传输&Pascal Schulthess and Nils Bluthgen 397

1.简介 398

2.模块化反应分析 399

3.保守性分析 402

4.采用蒙特-卡罗方法来进行从反应模式效应网络的分析 404

5.结论 408

致谢 408

参考文献 409

第二十一章 全基因组代谢网络重构及基于约束的建模方法&Charles R.Haggart， Jennifer A.Bartell，Jeffrey J.Saucerman， andJason A.Papin 411

1.简介 412

2.代谢网络重构 413

3.基于约束的建模方法 420

4.总结 430

致谢 431

参考文献 431

第八部分 理解系统生物学 437

第二十二章 代谢分析实践：采用基元通量模式（EFM）来分析复杂的生物化学通路&Sascha Schauble， Stefan Schuster， and Christoph Kaleta 437

1.简介 438

2.基元通量模式 438

3.应用 443

4.结论 452

致谢 452

参考文献 454

第二十三章 如何得到真实且准确的速率数据&Sef J.Heijnen and Peter J.T.Verheijen 457

1.简介 458

2.对培养容器中的培养基进行定量 459

3.被忽略的生物学过程 467

4.对被忽略的过程和系统性误差进行检测 473

5.统计误差的传递：计算的速率的准确性 482

6.以获得真实准确速率为目标的实验设计 486

7.数学的一致性 502

8.结论 507

文献 508

第二十四章 基因组水平的代谢模型及对其进行分析的可行指南&Filipe Santos， Joost Boele， and Bas Teusink 509

1.简介 510

2.基因组水平的代谢模型在众多建模方式中的位置 514

3.构建基因组规模的代谢模型的艺术 520

4.基因组规模的代谢模型的应用 523

参考文献 528

第二十五章 供求分析：研究代谢调控设计的基本模式&Jan-Hendrik S.Hofmeyr and Johann M.Rohwer 533

1.简介 534

2.代谢的功能性构成 535

3.供求系统的定量分析 535

4.通用性供求分析 542

5.供求分析的实验应用 549

致谢 552

参考文献 552

第二十六章 模块化动力学分析&Klaas Krab 555

1.简介 555

2.方法 560

3.应用 566

致谢 568

参考文献 568

第二十七章 通过层级调控分析来定量分析代谢流调控&Karen van Eunen， Sergio Rossell，Jildau Bouwman，Hans V.Westerhoff， and Barbara M.Bakker 571

1.简介 572

2.调控分析的理论 576

3.调控分析的实验工具 582

4.代谢流调控的策略 584

5.结语 591

参考文献 591

第二十八章 随机胞内过程的起源、胞间差异的影响以及细胞存活的策略&A.Schwabe， M.Dobrzyn ski， K.Rybakova， P.Verschure， and F.J.Bruggem 597

1.细胞间的不均一性及相应的测量技术 598

2.理论见解和实验证据 600

3.细胞噪音的好处和坏处 615

4.结论 620

致谢 621

参考文献 621

第九部分 系统生物学实验数据、模型以及研究本身的管理 629

第二十九章 SEEK：一个用于系统生物学实验数据和模型共享的平台&Katy Wolstencroft， Stuart Owen， Franco du Preez，Olga Krebs，Wolfgang Mueller， Carole Goble， and Jacob L.Snoep 629

1.简介 630

2.SEEK平台 632

3.数据管理的挑战 636

4.JERM架构 641

5.SEEK的功能：对数据进行标注和关联 645

6.共享数据的动力 650

7.使用SEEK的经验 652

致谢 654

参考文献 654

第三十章 穿越边界：在一个学科精细划分的世界里传播跨学科科学&Elizabeth A.Elliot and Neil W.Hayes 657

1.简介 658

2.系统生物研究管理的组织形式和管理策略 659

3.来自现实世界的例子 662

4.结论 670

致谢 671

参考文献 671

作者索引 673

主题索引 701