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王存新... 编

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• 蛋白质模拟
• 多尺度方法
• 计算生物学
• 生物物理学
• 分子动力学
• 生物信息学
• 结构生物学
• 新生物学
• 模拟方法
• 蛋白质结构

店铺： 土星图书专营店

出版社： 科学

ISBN：9787030396495

商品编码：27158444663

开本：16

出版时间：2014-02-01

基本信息

• 商品名称：蛋白质模拟的多尺度方法/新生物学丛书
• 作者：(波)科林斯基|译者:王存新
• 定价：118
• 出版社：科学
• ISBN号：9787030396495

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2014-02-01
• 印刷时间：2014-02-01
• 版次：1
• 印次：1
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：284
• 字数：421千字

编辑推荐语

科林斯基编著的《蛋白质模拟的多尺度方法》给出了涉及蛋白质分子模拟领域内*新的综述和通用的方法，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，涵盖了粗粒化模型、各种不同的采样技术及生物物理学和生物医学方面的应用等十分广阔的范围。 本书不仅适合于从事计算生物学、蛋白质分子模拟和分子设计的专业技术人员，而且可供刚开始接触生物分子模拟的人员学习参考，可提供给高等学校及科研院所的教师、研究人员和研究生参考，也可选为分子模拟和生物信息学、系统生物学等课程的指定参考书。

内容提要

科林斯基编著的《蛋白质模拟的多尺度方法》涉 及蛋白质分子模拟领域内*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。本书各章的作者都是目前该领域的 知名专家学者。
     《蛋白质模拟的多尺度方法》不仅适合于从事计 算生物学、蛋白质分子模拟和分子设计的专业 技术人员，而且可供刚开始接触生物分子模拟的人员 学习参考；既可用于高 等学校及科研院所的教师、研究人员和研究生参考， 也可选为分子模拟和生 物信息学、系统生物学等课程的指定参考书。
    

目录

作者通讯地址
《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 *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
2.4 CABS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-蛋白质对接
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）
3.5.3 PMF、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
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
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
8.4.1 17 134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 **的模拟技术
9.3.1 去折叠模拟
9.3.2 **的*新方法
9.3.3 广义系综技术
9.4 *近的应用
9.5 结论
参考文献
**0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
**1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*前沿研究
11.3 TASSER方法
11.4 I—TASSER方法
11.5 用TASSER／I—TASSER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
11.8 I—TASSER方法应用于沙眼衣原体基因组
11.9 结论
参考文献
**2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
**3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
13.3 SPAD分值
13.3.1 SPAD分值的定义
13.3.2 SPAD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
13.4.1 Tondel方法
13.4.2 ProQ
13.4.3 TVSMod
13.4.4 SubAqua方法
13.5 结论
参考文献
**4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

现代材料科学前沿：从原子到宏观的尺度调控 图书简介 本书深入探讨了现代材料科学领域中跨越多个尺度的研究范式和前沿技术。我们聚焦于如何通过精细调控材料在原子、纳米和宏观尺度上的结构与性能，实现对材料功能性的革命性突破。本书旨在为材料学、物理学、化学以及相关工程领域的学生、研究人员和工程师提供一个全面、深入且具有启发性的视角。 第一部分：原子尺度调控与量子效应 本部分聚焦于材料性能的微观根源，即原子级别的排列、电子结构与化学键合。我们从基础理论出发，系统阐述了量子力学在理解材料性质中的核心作用。 第一章：晶体结构与缺陷工程 材料的宏观性能往往由其内部的晶体结构和缺陷决定。本章首先回顾了晶格理论、布拉格衍射原理，并详细分析了点缺陷（如空位、间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）的形成机制及其对力学、电学性能的显著影响。重点讨论了如何通过热处理、掺杂等手段对缺陷进行精确控制，以实现特定功能，例如提高硬度或调控半导体载流子浓度。 第二章：电子结构与能带理论 理解材料的导电性、光学特性和热学行为，必须深入到电子的能带结构。本章详细阐述了周期性晶格中的电子波函数、能带的形成过程（如紧束缚模型与近自由电子模型）。我们着重分析了金属、半导体和绝缘体之间的本质区别，并探讨了掺杂对费米能级的影响。此外，对过渡金属氧化物中的d电子行为、磁性起源以及拓扑材料中的独特电子态进行了深入剖析。 第三章：表面与界面物理化学 材料的性能往往在表面和界面处发生剧变。本章涵盖了表面能、吸附理论和界面相互作用。我们讨论了不同晶面上的原子弛豫与重构现象，以及这些微观结构如何影响催化反应活性、腐蚀速率和薄膜生长质量。对于异质结结构，我们探讨了界面电子转移和应变耦合效应，这些是实现高性能电子器件的关键。 第二部分：纳米尺度下的奇异行为与设计 当材料尺寸缩小到纳米量级时，经典物理定律开始失效，量子效应和表面效应占据主导地位，材料展现出全新的物理和化学性质。本部分专注于纳米材料的构筑、表征及其潜在应用。 第四章：纳米结构的尺寸效应与量子限域 本章系统阐述了纳米颗粒、纳米线和量子点中的尺寸效应。对于半导体量子点，我们深入分析了量子限域效应如何导致其光学吸收和发射波长可调（量子尺寸效应）。对于金属纳米颗粒，表面等离激元共振（SPR）现象被详细讨论，该效应是生物传感和光热治疗等领域的核心技术基础。 第五章：纳米材料的合成与自组装 本章介绍了多种先进的纳米材料制备技术，包括自上而下（如光刻、刻蚀）和自下而上（如化学气相沉积、溶剂热法、分子自组装）。特别关注了软物质在纳米尺度下的程序化自组装，如液晶、嵌段共聚物的相分离行为，以及如何利用这些自发结构来构筑有序的超分子体系。 第六章：纳米力学与生物相容性 纳米材料在极端尺度下面临独特的力学挑战。我们讨论了单晶纳米线的超高强度、纳米孪晶结构的强化机制，以及纳米颗粒在循环载荷下的疲劳行为。在生物材料方面，本章深入分析了纳米材料与生物体系的相互作用，包括细胞摄取机制、毒理学考量以及如何设计具有特定生物相容性和靶向能力的纳米载体。 第三部分：宏观尺度集成与功能实现 本部分将视野提升至工程应用层面，探讨如何将原子和纳米尺度的设计转化为具有实际应用价值的宏观功能材料和结构。 第七章：多相复合材料的界面设计 复合材料是实现性能优化的主要途径。本章重点讨论了纤维增强复合材料、颗粒增强复合材料以及层状复合材料的力学性能预测模型（如混合律、谢勒模型）。核心在于界面如何有效地传递载荷、阻碍裂纹扩展。我们详细分析了界面粘结强度、界面层材料的优化选择，以及如何通过纳米填料的引入实现增强和增韧的协同效应。 第八章：热管理与能量转换材料 在能源和电子领域，热管理至关重要。本章阐述了晶格振动（声子）在材料中热输运的微观机制。我们探讨了低维结构（如超晶格）中声子散射的增强效应，以及如何通过结构设计显著降低材料的热导率，以开发高性能的热电材料。此外，对光伏材料、燃料电池电解质等能量转换材料的结构-性能关系进行了深入的材料学解读。 第九章：先进加工技术与结构-性能溯源 材料的最终性能不仅取决于其化学成分和微观结构，还强烈依赖于加工历史。本章涵盖了增材制造（3D打印）、轧制、热压合等先进塑性加工技术。我们强调了加工参数（如加热速率、应变率）如何影响微观晶粒尺寸、织构的形成，并最终决定宏观材料的疲劳寿命、蠕变性能和残余应力分布。本章旨在建立从工艺参数到最终性能的完整追溯链条。 总结 本书通过对材料从原子到宏观的尺度跨越进行系统梳理，旨在强调跨尺度理解在解决现代材料科学复杂问题中的不可替代性。通过深入学习，读者将掌握一套系统的分析工具和设计理念，能够有效地指导新材料的研发与应用。

评分☆☆☆☆☆

这本关于蛋白质模拟多尺度方法的书籍，着实让我这个长期在计算生物学领域摸爬滚打的研究者眼前一亮。它并非那种堆砌公式和枯燥理论的教科书，而是像一位经验丰富的老教授，耐心地为你拆解一个复杂系统的多层次结构。我尤其欣赏作者在描述从原子级别动力学到介观尺度粗粒化模型转换时的那种细腻和严谨。它不仅仅是简单地介绍了几种算法，更是深入探讨了不同尺度模型之间的信息传递和误差累积问题，这一点在实际应用中至关重要。当我试图用有限的计算资源去模拟一个庞大蛋白质复合物的长时间动态行为时，常常苦于找不到一个既能保持足够细节又足够高效的折中方案。这本书提供的视角，恰好弥补了这种认知上的鸿沟，让我开始重新审视自己手头项目的建模策略。它仿佛打开了一扇窗，让我看到了那些隐藏在不同时间尺度背后的物理化学驱动力，对如何更智慧地设计模拟方案有了更深刻的理解，这比单纯学会一个软件的使用要来得更有价值。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我是在寻找一本关于生物物理学基础的补充读物时偶然发现这本书的。我原本以为它会是一本极其硬核的专业工具书，但阅读体验却出奇地流畅。作者似乎非常擅长将复杂的物理概念“去魅化”。比如，在解释蒙特卡洛采样和分子动力学积分的区别时，它没有采用教科书式的僵硬定义，而是通过一个生动的“探索迷宫”的比喻，让读者瞬间理解了不同算法在相空间遍历效率上的差异。这本书的排版和插图也值得称赞，那些流程图和概念模型图，帮助我快速定位和消化了关键信息。对于任何想要跨界了解生物系统模拟的物理学家或者材料科学家来说，它提供了一个非常平易近人但绝不肤浅的入门途径，成功架起了物理学理论与生命科学应用之间的桥梁。

评分☆☆☆☆☆

这本书的宏大视角令人印象深刻。它不仅仅停留在单个蛋白质的模拟层面，而是将眼光投向了细胞环境——溶剂效应、分子机器的协同作用，乃至生物膜的动态影响。我最欣赏的是它对计算资源限制与科学目标之间平衡的哲学思考。在后摩尔时代，仅仅追求更精细的原子模拟已经不再是唯一的出路，如何利用多尺度方法去模拟那些在宏观尺度上发生的生物事件，如膜融合或信号通路激活，成为了新的挑战。书中对这些“跨尺度”问题的探讨，充满了对未来科学计算的洞察力。它让我意识到，我们不能再用单一分辨率去套用所有生物问题，而是必须根据研究对象的时间和空间尺度，动态地构建最合适的模拟框架，这种系统性的思维方式，是这本书留给我最宝贵的财富。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书的时候，我正在为本科生的暑期研究项目寻找一些前沿的背景资料，希望能让他们接触到超越基础分子生物学范畴的计算思维。这本书的叙事方式出乎意料地具有启发性。它没有直接陷入晦涩的数学推导，而是通过一系列精心挑选的案例研究，逐步引出了多尺度模拟的必要性。比如，书中对离子通道在不同电场强度下的构象变化分析，清晰地展示了只有结合了量子化学计算的精度和经典分子动力学的效率，才能真正捕捉到生物过程的本质。那些关于如何选择合适的势能函数来平衡计算成本和生物准确性的讨论，对于初学者来说，简直是宝贵的实战经验。它教会我的不是“怎么做”，而是“为什么这么做”，这种思维层面的引导，远远比死记硬背公式要有效得多，相信它能激发年轻一代对理论计算领域更浓厚的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

作为一名专注于蛋白质结构预测的工程师，我经常需要评估不同模拟方法的局限性。这本书给我最大的冲击在于它对“信息损失”的探讨，这几乎是所有粗粒化模型无法回避的核心难题。作者用非常直观的比喻，阐述了当我们将数十个原子信息压缩成一个“珠子”时，那些细微的侧链相互作用、氢键网络如何被抹平。更妙的是，书中紧接着提出了应对策略，比如自适应分辨率方案（Adaptive Resolution Schemes）的最新进展。我特别关注了其中关于如何利用机器学习来辅助定义和优化粗粒化势场的章节，这部分内容紧密结合了当前人工智能在物理建模中的最新浪潮，提供了非常前沿的参考。坦白说，这些技术细节的阐述，深度和广度都超出了我的预期，让我对未来几年的研究方向有了一个更清晰的路线图。