蛋白质模拟的多尺度方法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Andrzej Kolinski编著 著，王存新主 译

图书标签:

• 蛋白质模拟
• 多尺度方法
• 计算生物物理
• 分子动力学
• 蒙特卡洛方法
• 生物信息学
• 结构生物学
• 计算化学
• 蛋白质折叠
• 生物分子模拟

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030396495

版次：1

商品编码：11417512

包装：平装

丛书名： 新生物学丛书

开本：16开

出版时间：2014-02-01

页数：304

正文语种：中文

内容简介

《蛋白质模拟的多尺度方法》涉及蛋白质分子模拟领域内最新的综述和通用方法，学术思想新颖，内容包括蛋白质结构预测方法、蛋白质动力学、蛋白质折叠机理及生物大分子相互作用等方面的理论和应用，涵盖了各种不同的采样技术、粗粒化模型、分子对接方法的原理与方法，以及在分子设计与药物设计等生物物理学与生物医学方面的应用等十分广阔的范围。《蛋白质模拟的多尺度方法》各章的作者都是目前该领域的知名专家学者。

目录

《新生物学丛书》丛书序
译者序
前言
第1章格子聚合物和蛋白质模型
1��1链分子的简化模型
1��2简单的格子聚合物
1��3具有类蛋白质性质的简单格子聚合物
1��4最小类蛋白质模型
1��5高协调格子蛋白模型
1��6应用格子模型的蛋白质折叠和结构预测
参考文献
第2章蛋白质和多肽的多尺度对接
2��1引言
2��2刚性对接程序
2��3柔性对接
2��4CABS多尺度柔性对接
2��4��1柔性处理
2��4��2多肽对接到受体蛋白的示例
2��4��3蛋白质�驳鞍字识越�
2��5展望
参考文献
第3章蛋白质粗粒化模型：理论与应用
3��1引言
3��2蛋白质粗粒化模型的发展史
3��3构象空间表示方式的选择
3��4相互作用设计形式
3��5粗粒化力场的获得
3��5��1基本公式
3��5��2统计势（玻耳兹曼原理）
3��5��3PMF的因子展开
3��5��4力匹配方法
3��5��5有效能量函数的优化
3��5��6“基于知识”和“基于物理”的势能
3��6粗粒化模型在蛋白质结构预测中的应用
3��7粗粒化模型在研究蛋白质动力学和热力学中的应用
3��8结论与展望
参考文献
第4章基于原子模型和粗粒化模型的结构预测与优化中的构象采样
4��1引言
4��2迭代结构优化框架
4��2��1采样效率的定量度量
4��3不同分辨率的蛋白质模型
4��3��1蛋白质的全原子模型
4��3��2蛋白质的粗粒化模型
4��4采样不同蛋白质模型进行迭代优化
4��4��1采样方法
4��4��2向天然态的精细优化
4��5结论与展望
参考文献
.x.第5章蛋白质的有效全原子势
5��1引言
5��2有效势
5��3应用
5��3��1折叠热力学
5��3��2机械去折叠
5��3��3聚集性
5��4结论
参考文献
第6章蛋白质粗粒化模拟中的统计接触势：从两体到多体势
6��1引言
6��2基于知识的势函数的发展历史
6��2��1逆玻耳兹曼关系
6��2��2准化学近似
6��3距离无关的势函数
6��3��1采样权重
6��4距离相关的势函数
6��5几何势函数
6��6多体势
6��6��1四体接触势
6��6��2四体接触势的能量方程
6��7优化方法
6��8蛋白质统计接触势与理想的氨基酸相互作用模式的比较分析
6��9蛋白质粗粒化模型的统计力场
6��10基于知识势函数的应用
6��11未来发展趋势
参考文献
第7章蛋白质集合运动的全原子描述和粗粒化描述之间的关联
7��1引言
7��2蛋白质在不同时间尺度的内在动力学： 研究方法
7��2��1低能的集体激发
7��2��2结构子态
7��2��3子态之间及子态内部的涨落
7��2��4不同子态的结构涨落之间的比较
7��2��5蛋白质动力学的粗粒化描述及模拟
7��3不同时间尺度上的蛋白质内在动力学： 以腺苷酸激酶为例
7��3��1在一个近乎平坦的自由能曲面下的构象涨落： 以TAT为例
7��4结论
参考文献
.xi.第8章基于结构的生物分子模型： 蛋白质拉伸、结节动力学、流体动力学效应及
病毒衣壳刻痕
8��1引言
8��2基于结构的蛋白质模型
8��3基于结构的DNA和树状分子模型
8��4基于结构的蛋白模型应用举例
8��4��117 134个蛋白质的机械强度
8��4��2结的动力学
8��4��3膜蛋白
8��4��4流体动力学相互作用
8��4��5病毒衣壳的纳米压痕
参考文献
第9章蛋白质能量地貌采样——有效算法探索
9��1引言
9��2基本的模拟技术
9��2��1分子动力学模拟
9��2��2蒙特卡洛模拟
9��2��3优化技术
9��3先进的模拟技术
9��3��1去折叠模拟
9��3��2先进的更新方法
9��3��3广义系综技术
9��4最近的应用
9��5结论
参考文献
第10章蛋白质结构预测： 从已知结构识别匹配到片段重组
10��1引言
10��2蛋白质结构预测方法：分类与关键评价
10��3基于模板的蛋白质结构预测的“元”方法
10��4从多模板模型到杂合模型
10��5片段组装： 从头蛋白质结构预测方法的新趋势
10��5��1基于片段组装的从头预测（及随后的结构优化）
10��5��2包含片段组装和折叠模拟的混合方法
10��5��3其他基于模板预测的蛋白质结构预测方法
10��6为什么片段组装方法能如此成功
10��7结论与展望
参考文献
.xii.第11章基因组水平的蛋白质结构预测
11��1引言
11��2基因组水平蛋白质结构预测领域的最前沿研究
11��3TASSER方法
11��4I�睺ASSER方法
11��5用TASSER/I�睺ASSER进行大规模结构预测测试
11��6大肠杆菌基因组中中等大小ORF的结构预测
11��7人类基因组中的全部907个推定GPCR的结构预测
11��8I�睺ASSER方法应用于沙眼衣原体基因组
11��9结论
参考文献
第12章蛋白质折叠动力学研究的多尺度方法
12��1引言
12��2将实验与理论模拟相结合的结构动力学研究
12��3基于高精度简化模型的蛋白质动力学研究
12��3��1采用高精度从头模型的蛋白质折叠研究范例体系
12��4结论
参考文献
第13章基于模板的蛋白质结构模型的误差估计
13��1引言
13��2质量评价方法的概述
13��2��1基于物理学的打分
13��2��2基于知识的势
13��2��3评价比对质量
13��3SPAD分值
13��3��1SPAD分值的定义
13��3��2SPAD与模型RMSD的相关性
13��3��3与模型局部质量的相关性
13��4结构模型的真实值质量评价
13��4��1Tondel方法
13��4��2ProQ
13��4��3TVSMod
13��4��4SubAqua方法
13��5结论
参考文献
第14章蛋白质结构预测评价方法： 问题与对策
14��1引言
14��2模型质量的数值计算
14��3成功策略的鉴定
14��4认识蛋白质结构预测的进展
14��5模型质量的先验评价
14��6蛋白质模型在生物医学研究中的应用
14��7结论与展望
参考文献
术语表
彩图

前言/序言

好的，这是一本名为《流体力学基础：从宏观到微观的视角》的图书简介。 《流体力学基础：从宏观到微观的视角》 图书简介 本书旨在为读者构建一个全面且深入的流体力学知识体系，通过整合宏观、介观和微观层面的理论与方法，揭示流体运动的本质规律。不同于传统教科书的单一侧重，本书强调跨尺度的视角，使读者能够理解在不同尺度下，流体行为的驱动机制与表现形式的差异，并掌握相应的分析工具。 第一部分：宏观流体力学——经典理论的构建 本书的开篇部分将系统回顾经典流体力学的基石。我们将从守恒定律出发，详细阐述牛顿流体和非牛顿流体的本构关系，重点分析粘性对流场结构的影响。 流体的基本概念与本构关系： 本章将界定流体的基本物理属性，如密度、粘度、可压缩性等，并深入探讨流体的本构方程。我们将区分牛顿流体与剪切稀化、剪切增稠等非牛顿流体的行为差异，并通过实验数据和本构模型，展示不同流体在剪切场中的响应特征。 控制方程的推导与应用： 详细推导纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程组，这是描述粘性流体运动的核心。我们不仅会给出三维、二维形式，还会探讨在特定简化条件下（如不可压、稳态、无粘等）方程的简化与求解方法。重点分析伯努利方程在保守力场中的适用范围和局限性。 边界层理论与流动分离： 边界层理论是理解高雷诺数流动（如航空航天、船舶设计中的关键问题）的基石。本章将细致剖析普朗特（Prandtl）边界层理论，分析粘性影响区和惯性主导区的相互作用。重点研究流动分离的物理机制、预测判据（如压力梯度对边界层厚度的影响）以及如何通过气动外形设计来抑制或控制流动分离。 湍流的描述与建模： 湍流是流体力学中最具挑战性的现象之一。本书将首先介绍湍流的基本统计特性，如脉动速度、雷诺应力等。随后，我们将深入探讨湍流建模的几种主流方法，包括雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型（如$k-epsilon$、$k-omega$模型）的原理和适用场景，以及大涡模拟（LES）和直接数值模拟（DNS）的理论基础和计算需求。 第二部分：介观尺度现象——非牛顿流体与多相流 介观尺度是连接宏观连续介质模型与微观分子运动的关键桥梁。本部分聚焦于复杂流体系统，这些系统的行为往往不能仅用简单的牛顿流体假设来描述。 非牛顿流体的深入研究： 针对聚合物溶液、悬浮液、血液等复杂流体，我们将详细分析其时间依赖性（如粘弹性）和空间依赖性。重点探讨如粘弹性流体在拉伸、剪切流动中的行为，例如Dielectric Breakdown Strength（DBS）现象和Weissenberg效应，并引入本构方程（如Oldroyd-B模型、Giesekus模型）来捕捉其非线性特性。 多相流动的基本原理： 气体-液体、液体-固体、气体-固体等混合体系在工业过程（如反应器、管道输送）中普遍存在。本书将从相间作用力、相间动量交换的角度，介绍描述多相流动的几种主要模型，包括欧拉-欧拉模型、欧拉-拉格朗日模型，并探讨界面动力学和相态转变对宏观流动的影响。 界面与表面张力效应： 在微流控芯片、雾化过程或乳化现象中，表面张力和界面动力学起着决定性作用。本章将详细分析拉普拉斯压力、毛细管力和马兰戈尼效应，并介绍如何使用相场法（Phase-Field Method）等先进技术来模拟复杂自由表面的演化。 第三部分：微观视角——分子动理论与模拟方法 为了从根本上理解流体粘性、扩散等特性的来源，我们需要深入到分子层面。本部分将引入统计力学和计算模拟技术，作为理解和预测流体行为的补充工具。 分子动理论与玻尔兹曼方程： 介绍气体动理论的基本假设，推导玻尔兹曼方程，这是连接微观粒子运动与宏观连续介质假设的桥梁。讨论稀薄气体效应下的Knudsen数，以及如何通过查普曼-恩斯科格（Chapman-Enskog）理论从玻尔兹曼方程恢复出纳维-斯托克斯方程。 分子动力学（MD）模拟： 阐述MD模拟的基本流程，包括力场构建、时间积分算法和热力学采样。通过MD模拟，读者可以直观地观察到分子间的相互作用如何导致粘性力的产生，以及在界面附近，分子层面的排列如何影响宏观的剪切响应。 格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method, LBM）： LBM作为一种介于连续模型和分子模型之间的方法，在处理复杂边界和多相流问题中展现出巨大潜力。本书将详细解释LBM的基本思想、演化方程以及如何利用其内在的碰撞模型来模拟扩散、粘性阻力和相分离现象。 第四部分：计算流体力学（CFD）与实验技术 最后一部分将连接理论与工程实践，介绍现代流体力学研究中不可或缺的计算和实验工具。 CFD基础与数值离散： 介绍有限体积法、有限元法在求解N-S方程中的应用。重点讨论数值稳定性、收敛性、网格生成的重要性，以及湍流模型在商业软件中的实现与验证。 先进实验测量技术： 介绍激光多普勒测速（LDV）、粒子图像测速（PIV）、时间分辨测速技术等，这些技术如何帮助研究人员获取高分辨率的流场数据，用于验证理论模型和CFD结果。 本书的结构设计确保了读者不仅能掌握流体力学的经典解法，更能理解跨尺度现象背后的物理机制。它适用于对流体力学有基础了解，并希望在复杂流体、微尺度流动或计算模拟领域进行深入研究的高年级本科生、研究生及工程科研人员。通过本书的学习，读者将能够以更全面的视角分析和解决实际工程中的流动问题。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书的封面介绍，我立刻被它所传达出的严谨与前瞻性所打动。标题中的“多尺度方法”让我联想到，本书并非简单地罗列蛋白质的结构和功能，而是会深入探讨不同尺度下，从原子、分子到整个细胞环境中，蛋白质行为的相互关联。这是一种非常系统和全面的视角，也正是我一直以来在学习过程中所追求的。我尤其好奇，作者是如何整合那些可能来自不同学科的知识，比如量子力学、统计力学、分子动力学模拟以及更高级的生物物理学理论，来构建起一个统一的理论框架。这种跨学科的融合，往往能够带来突破性的见解。我猜想，本书会详细介绍各种模拟技术的优缺点，以及它们在解决不同尺度问题上的适用性。如果书中能够包含一些实际的案例分析，展示这些多尺度方法是如何被用来揭示疾病机理，或者指导新药研发的，那就更具启发性了。这本书的目标读者群体似乎非常广泛，既能满足专业研究者的需求，也能为有志于从事相关领域的学生提供宝贵的指导。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个在学术道路上摸索的学生而言，这本书的名字本身就充满了吸引力。我经常在文献中看到“多尺度模拟”这样的词汇，但对其具体含义和应用场景总是有些模糊。这本书的出现，仿佛为我指明了一个方向。我非常期待书中能够提供清晰的理论框架，解释为何需要多尺度方法来研究蛋白质，以及不同尺度之间的衔接机制。是会从底层的物理原理出发，推导出宏观的现象，还是会采用自顶向下的策略，将复杂的整体分解为可管理的组成部分？我希望作者能够分享一些关于如何选择合适的模拟尺度，以及如何处理不同尺度之间信息传递的问题。如果书中能够提供一些实用的算法和工具的介绍，甚至是一些编程示例，那将极大地提升其学习价值。毕竟，理论的理解最终需要通过实践来检验。我对这本书能够帮助我更深入地理解蛋白质模拟的复杂性，并为我未来的研究提供理论指导和方法论支持抱有很高的期望。

评分☆☆☆☆☆

在我的认知里，蛋白质是生命活动的执行者，它们的精妙结构决定了它们的功能。而“多尺度方法”听起来就像是一种能够让我们以不同“放大倍数”来观察这些执行者的工具。我非常好奇，书中是如何描绘从原子间电荷吸引到蛋白质整体折叠成三维结构的这一宏大转变过程的。是会详细解析能量最小化原理，还是会侧重于统计力学中的熵增与焓减的博弈？我也期待书中能够探讨不同模拟方法的局限性，比如何时量子化学计算是必需的，何时分子动力学模拟足以解决问题，以及何时需要引入更宏观的模型。如果书中能够通过具体的例子，例如酶促反应的机理，或者信号转导通路中蛋白质的相互作用，来阐释这些多尺度方法的威力，那就太精彩了。我希望这本书能够让我摆脱对蛋白质研究的零散认识，形成一个更加系统和完整的理解，从而能够更好地欣赏蛋白质在生命科学中所扮演的至关重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引我了。深邃的蓝色背景，点缀着抽象的分子结构，暗示着书中将要探索的宏大而复杂的蛋白质世界。虽然我本人并非该领域的专业人士，但我对科学的直觉告诉我，这本书蕴含着深厚的知识。我好奇作者是如何将“多尺度方法”这样听起来就颇具挑战性的概念，清晰地呈现在读者面前的。是会从微观的原子相互作用讲起，逐步过渡到宏观的蛋白质功能，还是会有更巧妙的组织方式？我期待着书中能够用生动形象的比喻，或者高质量的图示来解释那些抽象的理论。毕竟，对于许多非专业读者来说，理解蛋白质的折叠、构象变化以及它们如何协同工作，本身就是一项艰巨的任务。这本书是否能成为一座连接科学前沿与大众认知的桥梁，是我最感兴趣的点。我希望它能让我对蛋白质这一生命的基本单元有全新的认识，甚至激发我进一步探索生物化学和计算生物学领域的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对生命科学充满好奇心的爱好者，我一直对蛋白质这一微观世界的奥秘深感兴趣。这本书的题目“蛋白质模拟的多尺度方法”立刻抓住了我的眼球。我理解“模拟”意味着通过计算和模型来探索未知，而“多尺度”则暗示了研究的深度和广度。我非常好奇，书中会如何阐释不同尺度下蛋白质的特性，比如原子层面的相互作用如何影响到氨基酸序列的形成，进而影响到整个蛋白质的功能。我期待书中能够用通俗易懂的语言，将那些复杂的物理化学原理，如范德华力、氢键、疏水作用等，以一种引人入胜的方式呈现出来。更重要的是，我希望这本书能够告诉我，科学家们是如何通过计算机来“看见”蛋白质的动态变化，它们是如何折叠、如何结合、如何与小分子相互作用的。如果书中能够包含一些对前沿研究的介绍，例如如何利用多尺度模拟来设计新型蛋白质，或者理解蛋白质与疾病的关联，那就更具价值了。这本书能否成为我通往蛋白质科学世界的一扇窗户，我拭目以待。

评分☆☆☆☆☆

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太贵了吧

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好参考书

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评分☆☆☆☆☆

写得不错。质量好，用着方便！

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