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1 蛋白质结构和功能简介1

1.1 简略的历史回顾1

1.2 蛋白质的生物多样性4

1.3 蛋白质与人类基因组和其他基因组测序8

1.4 为什么研究蛋白质？8

2 氨基酸——蛋白质的“建筑砖瓦”11

2.1 蛋白质中发现的20种氨基酸11

2.2 氨基酸的酸碱性质11

2.3 氨基酸的立体化学表示法13

2.4 肽键14

2.5 氨基酸的物理和化学性质20

2.6 氨基酸和蛋白质的检测、鉴定及定量29

2.7 立体异构31

2.8 不常见氨基酸32

2.9 概要33

2.10 问题34

3 蛋白质的三维结构36

3.1 一级结构或一级序列36

3.2 二级结构37

3.3 三级结构47

3.4 四级结构59

3.5 球蛋白家族及其四级结构在调节活性中的作用63

3.6 免疫球蛋白71

3.7 环状蛋白76

3.8 概要78

3.9 问题79

4 纤维状蛋白质的结构和功能80

4.1 纤维状蛋白质的氨基酸组成和组织80

4.2 角蛋白81

4.3 丝心蛋白86

4.4 胶原88

4.5 概要97

4.6 问题98

5 膜蛋白的结构和功能99

5.1 生物膜的组织状态99

5.2 从红细胞膜的组织来了解膜蛋白的拓扑结构和功能104

5.3 细菌视紫红质和7次跨膜螺旋的发现108

5.4 细菌反应中心的结构116

5.5 生氧光合作用119

5.6 光系统Ⅰ120

5.7 基于跨膜β桶的膜蛋白121

5.8 呼吸复合体124

5.9 复合体Ⅲ（泛醌-细胞色素c氧化还原酶）126

5.10 复合体Ⅳ或细胞色素氧化酶130

5.11 ATP合成酶的结构137

5.12 ATP酶家族144

5.13 概要148

5.14 问题149

6 蛋白质的多样性151

6.1 生命起源前的合成和蛋白质的起源151

6.2 有机体进化的趋异性及其与蛋白质结构和功能的关系154

6.3 蛋白质序列分析155

6.4 蛋白质数据库169

6.5 基因融合和复制171

6.6 二级结构预测171

6.7 基因组学与蛋白质组学173

6.8 概要177

6.9 问题177

7 酶的动力学、结构、功能与催化作用179

7.1 酶的命名179

7.2 酶的辅因子181

7.3 化学动力学182

7.4 酶的过渡态及酶的作用184

7.5 酶活性动力学187

7.6 催化机制191

7.7 酶的结构198

7.8 溶菌酶199

7.9 丝氨酸蛋白酶201

7.10 丙糖磷酸异构酶204

7.11 酪氨酰tRNA合成酶206

7.12 EcoRI限制性内切核酸酶210

7.13 酶的抑制与调节213

7.14 不可逆的酶活性的抑制216

7.15 别构调节219

7.16 共价修饰225

7.17 同工酶228

7.18 概要230

7.19 问题231

8 蛋白质的合成、加工和周转233

8.1 细胞周期233

8.2 Cdk的结构及其在细胞周期中的作用236

8.3 Cdk-周期蛋白复合物的调节238

8.4 DNA复制239

8.5 转录241

8.6 真核生物的转录因子：基本结构基础上的变异247

8.7 剪接体及其在转录过程中的作用252

8.8 翻译253

8.9 转移RNA（tRNA）255

8.10 原核生物和真核生物核糖体的组成257

8.11 蛋白质合成的结构基础260

8.12 蛋白质合成概要260

8.13 抗生素提供了研究蛋白质合成的途径266

8.14 亲和标记和RNA“足迹法”267

8.15 核糖体的结构研究267

8.16 蛋白质的翻译后修饰275

8.17 蛋白质的分选或定位281

8.18 核孔复合物的组装292

8.19 蛋白质的周转293

8.20 细胞凋亡299

8.21 概要300

8.22 问题302

9 蛋白质的表达、纯化及特性研究304

9.1 蛋白质的分离与特性描述304

9.2 重组DNA技术与蛋白质表达304

9.3 蛋白质纯化309

9.4 离心311

9.5 溶解性、盐溶及盐析314

9.6 色谱法316

9.7 透析与超滤323

9.8 聚丙烯酰胺凝胶电泳法324

9.9 质谱分析329

9.10 如何纯化蛋白质331

9.11 概要333

9.12 问题334

10 测定蛋白质三级结构的物理方法335

10.1 引言335

10.2 电磁辐射的应用335

10.3 X射线结晶学337

10.4 核磁共振波谱学348

10.5 冷冻电子显微镜技术363

10.6 中子衍射367

10.7 光谱技术367

10.8 振动光谱376

10.9 拉曼光谱学378

10.10 ESR和ENDOR379

10.11 概要381

10.12 问题382

11 体内外的蛋白质折叠384

11.1 引言384

11.2 决定蛋白质折叠的因素384

11.3 决定蛋白质稳定性的因素392

11.4 折叠问题和Levinthal佯谬393

11.5 蛋白质折叠模型398

11.6 酰胺交换和蛋白质折叠的测量401

11.7 重折叠的动力学障碍404

11.8 体内蛋白质折叠405

11.9 膜蛋白折叠412

11.10 蛋白质错误折叠与疾病415

11.11 概要425

11.12 问题426

12 蛋白质结构与分子医学研究进展427

12.1 引言427

12.2 镰状细胞贫血429

12.3 病毒及其结构与功能对健康的影响430

12.4 HIV与AIDS432

12.5 流行性感冒病毒445

12.6 p53与其功能459

12.7 肺气肿和α1抗胰蛋白酶463

12.8 概要466

12.9 问题467

结束语468

术语表470

附录479

参考书目484

参考文献487

索引496