Protein Conformational Dynamics

ویرایش: 1 
نویسندگان: Takao Yoda,  Yuji Sugita,  Yuko Okamoto (auth.),  Ke-li Han,  Xin Zhang,  Ming-jun Yang (eds.)  
سری: Advances in Experimental Medicine and Biology 805 
ISBN (شابک) : 9783319029696, 9783319029702 
ناشر: Springer International Publishing 
سال نشر: 2014 
تعداد صفحات: 488 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 12 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 30,000



این کتاب نحوه اعمال عملکرد مولکول‌های بیولوژیکی و تنظیم فرآیندهای بیولوژیکی را با تمرکز واضح بر چگونگی پویایی ساختاری پروتئین‌ها در این زمینه مورد بحث قرار می‌دهد. در دهه گذشته، پیشرفت‌ها در زیست‌شناسی محاسباتی، رزونانس مغناطیسی هسته‌ای از جمله تقویت آرامش پارامغناطیس، و تکنیک‌های مجموعه/تک مولکولی مبتنی بر فلورسانس نشان داده‌اند که مولکول‌های بیولوژیکی (پروتئین‌ها، DNA و RNA) در شرایط تعادلی در نوسان هستند. فضاهای ساختاری و پرانرژی که این نوسانات کاوش می کنند احتمالاً حاوی ترکیبات فعال هستند که برای عملکرد آنها حیاتی است. جالب‌تر اینکه، این نوسانات می‌توانند به طور فعال به نشانه‌های خارجی پاسخ دهند، که لایه‌هایی از تنظیم دقیق را بر روی فرآیندهای بیولوژیکی که آنها دیکته می‌کنند معرفی می‌کنند. تعداد فزاینده ای از مطالعات نشان داده اند که دینامیک ساختاری پروتئین ها بر نقش آنها در تنظیم عملکردهای بیولوژیکی حاکم است، نمونه هایی از این تنظیم را می توان در انتقال سیگنال، تشخیص مولکولی، آپوپتوز، انتقال پروتئین / یون / مولکول های دیگر و بیان ژن یافت.

در بخش تجربی، پیشرفت های فنی بینش عمیقی را در مورد حرکات ساختاری تعدادی از پروتئین ها ارائه کرده است. این مطالعات دانش ما را در مورد تعامل بین ساختار و عملکرد بسیار غنی می کند.از جنبه نظری، رویکردهای جدید و شبیه سازی های محاسباتی دقیق ابزارهای قدرتمندی را در مطالعه کاتالیز آنزیم، طراحی پروتئین / دارو، پروتئین / ارائه کرده است. جابجایی یون / مولکول دیگر و تاشو / تجمع پروتئین، به نام چند. این کار حاوی اطلاعات دقیق، نه تنها در مورد حرکات ساختاری سیستم‌های بیولوژیکی، بلکه در مورد نیروهای بالقوه حاکم بر دینامیک ساختاری (برهم‌کنش‌های گذرا، منشاء شیمیایی و فیزیکی، خواص ترمودینامیکی) است. پیشرفت‌های جدید در شبیه‌سازی‌های محاسباتی، درک ما را از نحوه عملکرد این مولکول‌ها در رویدادهای بیولوژیکی مختلف بسیار افزایش می‌دهد.

This book discusses how biological molecules exert their function and regulate biological processes, with a clear focus on how conformational dynamics of proteins are critical in this respect. In the last decade, the advancements in computational biology, nuclear magnetic resonance including paramagnetic relaxation enhancement, and fluorescence-based ensemble/single-molecule techniques have shown that biological molecules (proteins, DNAs and RNAs) fluctuate under equilibrium conditions. The conformational and energetic spaces that these fluctuations explore likely contain active conformations that are critical for their function. More interestingly, these fluctuations can respond actively to external cues, which introduces layers of tight regulation on the biological processes that they dictate. A growing number of studies have suggested that conformational dynamics of proteins govern their role in regulating biological functions, examples of this regulation can be found in signal transduction, molecular recognition, apoptosis, protein / ion / other molecules translocation and gene expression.

On the experimental side, the technical advances have offered deep insights into the conformational motions of a number of proteins. These studies greatly enrich our knowledge of the interplay between structure and function.On the theoretical side, novel approaches and detailed computational simulations have provided powerful tools in the study of enzyme catalysis, protein / drug design, protein / ion / other molecule translocation and protein folding/aggregation, to name but a few. This work contains detailed information, not only on the conformational motions of biological systems, but also on the potential governing forces of conformational dynamics (transient interactions, chemical and physical origins, thermodynamic properties). New developments in computational simulations will greatly enhance our understanding of how these molecules function in various biological events.

Front Matter....Pages i-xii
Protein Folding Simulations by Generalized-Ensemble Algorithms....Pages 1-27
Application of Markov State Models to Simulate Long Timescale Dynamics of Biological Macromolecules....Pages 29-66
Understanding Protein Dynamics Using Conformational Ensembles....Pages 67-85
Generative Models of Conformational Dynamics....Pages 87-105
Generalized Spring Tensor Models for Protein Fluctuation Dynamics and Conformation Changes....Pages 107-135
The Joys and Perils of Flexible Fitting....Pages 137-155
Coarse-Grained Models of the Proteins Backbone Conformational Dynamics....Pages 157-169
Simulating Protein Folding in Different Environmental Conditions....Pages 171-197
Simulating the Peptide Folding Kinetic Related Spectra Based on the Markov State Model....Pages 199-220
The Dilemma of Conformational Dynamics in Enzyme Catalysis: Perspectives from Theory and Experiment....Pages 221-243
Exploiting Protein Intrinsic Flexibility in Drug Design....Pages 245-269
NMR and Computational Methods in the Structural and Dynamic Characterization of Ligand-Receptor Interactions....Pages 271-304
Molecular Dynamics Simulation of Membrane Proteins....Pages 305-329
Free-Energy Landscape of Intrinsically Disordered Proteins Investigated by All-Atom Multicanonical Molecular Dynamics....Pages 331-351
Coordination and Control Inside Simple Biomolecular Machines....Pages 353-384
Multi-state Targeting Machinery Govern the Fidelity and Efficiency of Protein Localization....Pages 385-409
Molecular Dynamics Simulations of F 1 -ATPase....Pages 411-440
Chemosensorial G-proteins-Coupled Receptors: A Perspective from Computational Methods....Pages 441-457
Back Matter....Pages 459-488