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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6

小结8

思考题8

第2章 核酸结构的多样性（nucleic acid structure diversity）9

2.1 单链核酸分子的结构形态10

2.2 双链核酸分子的结构形态10

2.3 三链核酸分子的结构形态11

2.4 分支的三链核酸复合物12

2.5 四链核酸分子的结构形态12

2.6 非线型多支链结构13

2.7 多聚核苷酸右手螺旋：A型和B型13

2.8 Z-DNA15

2.9 天然DNA的构象15

小结16

思考题17

第3章 RNA的结构（the structure of RNA）18

3.1 RNA和DNA的结构差异18

3.2 RNA的结构特征19

3.3 RNA的一级结构20

3.4 RNA的二级结构24

3.5 RNA的三级结构27

3.6 RNA的折叠28

3.7 RNA的晶体结构30

3.8 具有催化功能的RNA31

小结33

思考题34

第4章 DNA的结构（the structure of DNA）35

4.1 DNA的一级结构35

4.2 DNA的二级结构37

4.3 DNA的三级结构43

4.4 四链DNA结构44

小结47

思考题47

第5章 核酸的功能（nucleic acid function）48

5.1 核酸分子作为遗传信息载体的功能48

5.2 核酶52

小结53

思考题53

第6章 基因组学（genomics）54

6.1 人类基因组计划54

6.2 基因组的初步分析56

6.3 基因组研究的部分内容62

6.4 基因组学研究的前景63

6.5 结构基因组学（structural genomics）64

小结68

思考题68

第7章 蛋白质分子的结构（the structures of proteins）70

7.1 蛋白质分子的一级结构（primary structure）70

7.2 蛋白质分子的二级结构（secondary structure）72

7.3 蛋白质分子的三级结构（tertiary structure）75

7.4 蛋白质分子的四级结构（quaternary structure）79

小结81

思考题81

第8章 蛋白质折叠和分子伴侣（protein folding and molecular chaperones）82

8.1 蛋白质和新生肽链折叠的新概念83

8.2 帮助蛋白质和新生肽链折叠的生物大分子89

小结110

思考题111

第9章 第二遗传密码（the second genetic code）112

9.1 第一遗传密码112

9.2 第二遗传密码113

9.3 第二遗传密码的研究在实际应用上的意义118

小结119

思考题119

第10章 蛋白质的错误折叠与疾病（protein misfolding and diseases）120

10.1 细胞内保证蛋白质正常功能的“质量控制”系统120

10.2 与蛋白质错误折叠有关的疾病125

10.3 如何治疗由于蛋白质错误折叠引起的疾病129

小结130

思考题130

第11章 蛋白质去折叠（protein unfolding）131

11.1 主要研究手段131

11.2 促使蛋白质去折叠常用的方法131

11.3 蛋白质去折叠研究进展131

11.4 质谱法、荧光相图法在研究蛋白质去折叠中的应用137

小结138

思考题138

第12章 蛋白质结构与功能示例（structures and functions of proteins:some examples）139

12.1 超氧化物歧化酶139

12.2 ATP合成酶142

12.3 DNA依赖的蛋白激酶145

小结148

思考题148

第13章 蛋白质组学（proteomics）150

13.1 后基因组学——蛋白质组学研究151

13.2 蛋白质组学研究的主要手段153

13.3 自动化蛋白质组分析的完整途径162

13.4 蛋白质组学研究的现状和前景166

小结167

思考题167

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）168

14.1 蛋白质分子结构的预测168

14.2 蛋白质二级结构的预测168

14.3 蛋白质三维结构的预测170

14.4 蛋白质分子动力学171

14.5 蛋白质结构预测实例179

14.6 蛋白质结构预测的展望181

小结182

思考题182

第15章 X射线晶体衍射分析（protein crystallography,X-ray diffraction methods）183

15.1 X射线晶体衍射分析概述183

15.2 晶体生长和X射线衍射数据收集186

15.3 X射线衍射分析195

15.4 X射线衍射结构分析举例202

15.5 晶体结构的表达206

小结206

思考题206

第16章 核磁共振技术（nuclear magnetic resonance,NMR）207

16.1 原子核自旋与核磁共振207

16.2 多维核磁共振212

16.3 核磁共振测定生物大分子的三维结构216

小结219

思考题219

第17章 电镜三维重构（electron microscopy three-dimensional structure rebuilding）220

17.1 电镜载网220

17.2 负染221

17.3 葡萄糖包埋222

17.4 单宁酸包埋222

17.5 冷冻含水方法222

17.6 低剂量电镜术223

17.7 三维结构重建的梗概224

小结226

思考题226

第18章 质谱技术（mass spectrometry）227

18.1 生物质谱技术227

18.2 生物质谱技术应用示例232

小结238

思考题238

第19章 微量热技术（microcalorimetry）239

19.1 等温滴定量热法（isothermal titration calorimetry,ITC）239

19.2 ITC应用示例242

19.3 差示扫描量热法245

小结249

思考题249

第20章 荧光光谱技术（fluorescence spectrometry）250

20.1 荧光的产生250

20.2 从荧光光谱获得的主要谱参量251

20.3 荧光方法的应用256

小结259

思考题260

第21章 圆二色技术（circular dichroism）261

21.1 基本原理261

21.2 圆二色仪265

21.3 圆二色谱在结构生物学研究中的应用265

小结267

思考题267

第22章 扫描隧道显微技术（scanning tunneling microscopy）268

22.1 扫描隧道显微镜268

22.2 STM应用于研究结构生物学的优点270

22.3 STM在结构生物学研究中的应用271

22.4 原子力显微技术275

小结278

思考题278

第23章 表面等离子体共振技术（surface plasmon resonance）279

23.1 SPR原理279

23.2 基于SPR的BIAcore技术279

23.3 SPR生物传感器技术的应用283

23.4 SPR生物传感器技术中存在的一些问题287

23.5 SPR生物传感器的改进289

小结290

思考题290

主要参考文献291

结构生物学相关领域Nobel奖历年获奖情况统计296

名词索引298