High Pressure Bioscience: Basic Concepts, Applications and Frontiers

این جلد هم مفاهیم اساسی و تئوری ماکرومولکول‌های زیستی تحت فشار و هم مرزهای مختلف در علوم زیستی و بیوتکنولوژی پرفشار را پوشش می‌دهد. یک قرن از زمانی که بریگمن انعقاد برگشت ناپذیر سفیده تخم مرغ را با اعمال فشار در 700 اتمسفر در سال 1914 کشف کرد می گذرد. ​​امروز ما قادریم تغییرات وابسته به فشار در ساختار پروتئین را به عنوان یک فرآیند برگشت پذیر حتی در مقیاس اتمی با تکنیک های طیف سنجی مدرن نظارت کنیم. ما می‌توانیم واقعیت نوسان ساختارهای پروتئینی را که توسط طبیعت طراحی شده است، مطالعه کنیم، که اساس همه پویایی زندگی روی زمین است. ما در حال حاضر با عصر جدیدی از علوم زیستی پرفشار روبرو هستیم، که در آن فشار دیگر یک متغیر "عجیب" یا "خارجی" برای زندگی نیست، بلکه بخشی از آن است. فشار به عنوان یک متغیر حیاتی برای افشای اسرار طبیعت و به عنوان یک ابزار جدید قدرتمند برای افزایش واکنش‌های خاص در ماکرومولکول‌های زیستی و حتی در سلول‌های زنده برای نیازهای عملی و صنعتی ما استفاده می‌شود. بنابراین پیشرفت چشمگیر علوم زیستی پرفشار هم در علوم پایه و هم در علوم کاربردی در آینده ای نزدیک پیش بینی می شود که برای آنبه اشتراک گذاری دانش پیشرفته کنونی در مورد ساختار و دینامیک زیست ماکرومولکول های تحت فشار در میان محققان هر دو زمینه بسیار مهم است.

این کتاب نه تنها برای کسانی که مستقیماً در زمینه‌های مرتبط با فشار کار می‌کنند، بلکه برای کسانی که در بسیاری از زمینه‌های دیگر علوم زیستی کار می‌کنند نیز به عنوان یک منبع ارزشمند عمل می‌کند. به ویژه، بخش اصلی آن در نظر گرفته شده است که به عنوان یک کتاب درسی کلاسیک در علوم زیستی پرفشار برای مخاطبان گسترده ای از جمله دانشجویان و محققان در زمینه های پایه و کاربردی در سال های آینده خدمت کند. خوانندگان می‌توانند ابتدا روی موضوعات مورد علاقه فوری تمرکز کنند، اما ممکن است بخواهند فصل‌های دیگر را بررسی کنند، اگر در فرصتی دیگر مورد علاقه قرار گرفت.

This volume covers both the basic concepts and theory of bio-macromolecules under pressure and the various frontiers in high-pressure bioscience and biotechnology. A century has passed since Bridgman discovered the irreversible coagulation of egg white by applying pressure at 700 atmospheres in 1914. Today we are able to monitor pressure-dependent changes in protein structure as a reversible process even at atomic scale with modern spectroscopic techniques. We can study the fluctuating reality of protein structures as designed by nature, which is the basis for all dynamism of life on earth. We are currently facing a new era of high-pressure bioscience, in which pressure is no longer an “odd” or “foreign” variable to life, but rather an integrated part of it. Pressure is used as a crucial variable for disclosing the secrets of nature and as a powerful new tool for enhancing certain reactions in bio-macromolecules and even in living cells for our practical and industrial needs. A dramatic advancement of high-pressure bioscience both in the basic and the applied sciences is thus anticipated in near future, for whichsharing the current advanced knowledge on structure and dynamics of bio-macromolecules under pressure among researchers in both fields is crucial.

This book serves as a valuable resource not only for those working directly in a pressure-related field, but also for those working in many other fields of the biosciences. Particularly, the basic part of it is intended to serve as a classical text book on high-pressure bioscience to a wide audience including students and researchers in both basic and applied fields in years to come. Readers can focus on topics of immediate interest first, but may wish to go over other chapters if interest arises in a later occasion.