Учебное пособие посвящено современному описанию физико-химических подходов, используемых в исследовании структурно-функциональных основ жизненных процессов. В нем отражены новейшие достижения в изучении структуры, динамики и функции биологических макромолекул при использовании классических и новейших методов. По содержанию, стилю написания и структуре книга является фундаментальным трудом, содержащим основы используемых физических методов и их наиболее яркие приложения. Книга написана для студентов и аспирантов химических, биологических, биофизических и медицинских специальностей, а также будет полезна широкому кругу исследователей, работающих в области науки о жизни.
Author(s): Заккаи Д., Заккаи Н., Сердюк И.Н.
Publisher: КД, Вольное дело, Базовый элемент
Year: 2009
Language: Russian
Commentary: 27426
Pages: 542
Tags: Биологические дисциплины;Биофизика;
Титульный лист......Page 2
Предисловие редактора русского перевода......Page 3
Об авторах......Page 6
Предисловие от Д. М. Энгельмана......Page 7
Предисловие от Пьера Жолио......Page 8
От авторoв......Page 9
Краткая история и перспективы......Page 12
Языки и инструментальные средства......Page 16
Шкалы длин и времени в биологии......Page 17
Структурно-функциональные гипотезы......Page 19
Комплементарность физических методов исследования......Page 20
Часть А. Биологические макромолекулы и физические инструменты......Page 29
А 1.1. Исторический обзор......Page 30
А 1.2. Растворы макромолекул......Page 31
А 1.3. Макромолекулы, вода и соли......Page 37
А 1.4. Перечень ключевых идей......Page 45
Литература для дальнейшего чтения......Page 48
А 2.1. Исторический обзор......Page 49
А 2.2. Биологические молекулы и поток генетической информации......Page 51
А 2.3. Белки......Page 54
А 2.4. Нуклеиновые кислоты......Page 61
А 2.5. Углеводы......Page 66
А 2.6. Липиды......Page 70
А 2.7. Перечень ключевых идей......Page 73
Литература для дальнейшего чтения......Page 76
А3.1. Исторический обзор......Page 77
А3.2. Основные физические и математические инструменты......Page 79
А3.3. Динамика и структура, кинетика, кинематика, релаксация......Page 103
А3.4. Перечень ключевых идей......Page 118
Часть Б. Масс-спекрометрия......Page 119
Б.1. Исторический обзор......Page 121
Б.2. Введение в биологические проблемы......Page 123
Б.4. Методы ионизации......Page 124
Б.5. Инструменты и передовые технологии......Page 131
Приложение 1. Разрешение и точность определения массы......Page 140
Литература для дальнейшего чтения......Page 144
Б2.1. Структура и функция белков......Page 146
Б2.2. Функциональная протеомика......Page 159
Б2.3. Нуклеиновые кислоты......Page 162
Б2.4. Углеводы......Page 166
Б2.5. Субклеточные комплексы и opганеллы......Page 169
Б2.6. Масс-спектрометрия в медицине......Page 172
Б2.7. Macc-спектрометрическая визуализация изображений......Page 173
Приложение 1. Вычисление молекулярной массы белка из eгo масс-спектра......Page 176
Приложение 2. Вычисление нуклеотидной последовательности......Page 178
Литература для дальнейшего чтения......Page 179
Часть В. Термодинамика......Page 181
В1.1. Исторический обзор......Page 182
В1.2. Законы термодинамики......Page 185
В1.3. Основные понятия и уравнения......Page 191
В1.4. Перечень ключевых идей......Page 202
Литература для дальнейшего чтения......Page 204
В2.3. Экспериментальные подходы......Page 205
В2.4. Теплоемкость белков......Page 207
В2.5. Нуклеиновые кислоты и липиды......Page 228
В2.6. Перечень ключевых идей......Page 229
Литература для дальнейшего чтения......Page 231
В3.2. Экспериментальные подходы и основные уравнения......Page 232
В3.3. Приложения метода......Page 238
В3.4. Перечень ключевых идей......Page 243
Литература для дальнейшего чтения......Page 244
В4.1. Исторический обзор и введение в биологическую проблематику......Page 245
В4.2. Измерение поверхностного связывания......Page 246
В4.3. Взаимодействие между молекулой и поверхностью......Page 251
В4.4. Экспериментальный анализ......Page 254
Литература для дальнейшего чтения......Page 257
Часть Г. Гидродинамика......Page 258
Г.1.1. Исторический обзор и введение в биологические проблемы......Page 259
Г.1.2. Гидродинамика при низких числах Рейнолдса......Page 263
Г.1.3. Гидратация......Page 264
Г.1.4. Определение фрикционных свойств частиц......Page 267
Г.1.5. Вычисление фрикционных свойств частиц......Page 273
Г.1.6. Перечень ключевых идей......Page 275
Литература для дальнейшего чтения......Page 276
Г. 2.1. Исторический обзор......Page 278
Г. 2.2. Поступательное трение......Page 282
Г. 2.3. Вращательное трение......Page 300
Г. 2.4. Вязкость......Page 309
Г. 2.5. От приближения «Гидродинамически эквивалентная сферa»- к приближению «целое тело»......Page 317
Г. 2.6.Гомологичные ряды......Page 325
Приложение 1. О корректности уравнения Кирквуда- Райзмана......Page 328
Г. 2.7. Перечень ключевых идей......Page 329
Литература для дальнейшего чтения......Page 331
Г.3.1. Исторический обзор......Page 333
Г.3.2. Коэффициент поступательной диффузии......Page 334
Г.3.3. Микроскопическая теория диффузии......Page 336
Г.3.4. Макроскопическая теория диффузии......Page 337
Г.3.5. Экспериментальные методы определения коэффициентов диффузии......Page 340
Г.3.6. Предсказание коэффициентов диффузии глобулярных белков......Page 343
Г.3.7. Трансляционное трение и диффузионные коэффициенты......Page 345
Г.3.8. Перечень ключевых идей......Page 351
Литература для дальнейшего чтения......Page 353
Г.4.1. Исторический обзор......Page 355
Г.4.2. Оборудование и инновационная техника......Page 358
Г.4.3. Уравнение Ламма......Page 362
Г.4.4. Решение уравнения Ламма для различных граничных условий......Page 364
Г.4.5. Скоростная седиментация......Page 368
Г.4.6. Вычисление молекулярной массы по данным седиментации и диффузии......Page 381
Г.4.7. Равновесная седиментация......Page 382
Г.4.8. Парциальный удельный объем......Page 385
Г.4.9. Седиментация в градиенте плотности......Page 388
Г.4.10. Форма молекул по данным скоростной седиментации......Page 392
Г.4.11. Перечень ключевых идей......Page 402
Литература для дальнейшего чтения......Page 403
Г.5.1. Исторический обзор......Page 406
Г.5.2. Введение в биологические проблемы......Page 408
Г.5.4. Макромолекулы в электрическом поле......Page 409
Г.5.5. Электрофоретические методы в отсутствие поддерживающей среды: свободный электрофорез......Page 412
Г.5.6. Электрофоретические методы в присутствии поддерживающей среды: зональный электрофорез......Page 415
Г.5.7. Капиллярный электрофорез......Page 420
Г.5.8. Капиллярная электрохроматография......Page 428
Г.5.9. Перечень ключевых идей......Page 430
Литература для дальнейшего чтения......Page 431
Г.6.1. Исторический обзор и введение в биологические проблемы......Page 433
Г.6.2. Макромолекулы в электрическом поле......Page 435
Г.6.3. Теоретические основы измерений двойного лучепреломления......Page 437
Г.6.4. Измерения электрического двойного лучепреломления......Page 440
Г.6.5. Глобальная структура и гибкость белков......Page 444
Г.6.6. Глобальная структура и гибкость нуклеиновых кислот......Page 446
Г.6.7. Перечень ключевых идей......Page 454
Литература для дальнейшего чтения......Page 456
Г.7.1. Исторический обзор......Page 457
Г.7.3. Стационарное динамическое двойное лучепреломление......Page 458
Г.7.4. Спад дихроизма в потоке......Page 462
Г.7.5. Осцилляторное двойное лучепреломление в потоке......Page 463
Г.7.6. Ориентации макромолекул в потоке как динамическое явление......Page 464
Литература для дальнейшего чтения......Page 466
Г.8.1. Исторический обзор......Page 468
Г.8.2. Введение в биологические проблемы......Page 469
Г.8.3. Теория деполяризованной флуоресценции......Page 470
Г.8.4. Экспериментальная техника......Page 476
Г.8.5. Деполяризованная флуоресценция и броуновское движение......Page 478
Г.8.6. Деполяризованная флуоресценция и молекулярные взаимодействия......Page 485
Г.8.7. Перечень ключевых идей......Page 486
Литература для дальнейшего чтения......Page 487
Г.9.1. Исторический обзор......Page 489
Г.9.3. Измерение вязкости......Page 490
Г.9.5. Определение конформации макромолекул из характеристической вязкости......Page 497
Г.9.7. Перечень ключевых идей......Page 502
Литература для дальнейшего чтения......Page 504
Г.10.1. Исторический обзор......Page 506
Г.10.2. Введение в биологические проблемы......Page 508
Г.10.3. Динамическое рассеяние света как спектроскопия очень высокого разрешения......Page 510
Г.10.4. Динамическое рассеяние света в условиях гауссовой статистики......Page 519
Г.10.5. Динамическое рассеяние света в условиях негауссовой статистики......Page 527
Г.10.6. Перечень ключевых идей......Page 531
Литература для дальнейшего чтения......Page 532
Г.11.1. Исторический обзор......Page 534
Г.11.2. Введение в биологические проблемы......Page 535
Г.11.3. Теория и практика метода......Page 536
Г.11.4. Двухцветная флуоресцентная кросс-корреляционная спектроскопия......Page 540
Г.11.5. Перечень ключевых идей......Page 542
Литература для дальнейшего чтения......Page 543
