دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش:
نویسندگان: Rob Phillips
سری:
ISBN (شابک) : 9780691200248, 2020936993
ناشر:
سال نشر:
تعداد صفحات: 437
زبان: English
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود)
حجم فایل: 67 مگابایت
در صورت تبدیل فایل کتاب The Molecular Switch: Signaling and Allostery به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب سوئیچ مولکولی: سیگنال دهی و آلوستری نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
ویژگی بارز موجودات زنده توانایی آنها در انجام اقدامات هدفمند با بررسی دنیای اطرافشان است. برای این منظور، سلولها دارای زرادخانهای از مولکولهای سیگنالدهنده هستند که در مسیرهای سیگنالدهی به یکدیگر متصل شدهاند، که بین ترکیبهای غیرفعال و فعال جابجا میشوند. سوئیچ مولکولی یک دیدگاه بیوفیزیکی در مورد سیگنال دهی را بیان می کند، و نشان می دهد که چگونه آلوستری - توضیحی قدرتمند از نحوه عملکرد مولکول ها در تمام حوزه های بیولوژیکی - می تواند با استفاده از مکانیک آماری تعادل دوباره فرموله شود، در سیستم های بیولوژیکی متنوعی که رفتارهای سوئیچینگ را نشان می دهند، اعمال شود، و پدیده های به ظاهر نامرتبط را با موفقیت یکی کند. راب فیلیپس آلوستری و مکانیک آماری را از طریق مجموعهای از طرحهای بیولوژیکی به هم میپیوندد که هر کدام یک سؤال مهم زیستشناختی و تحلیل فیزیکی همراه را نشان میدهند. فیلیپس با شروع مطالعه کانال های یونی دردار با لیگاند و نقش آنها در مشکلات مختلف از عملکرد ماهیچه ای تا بینایی، مطالعات موردی پیچیده ای را انجام می دهد، از کموتاکسی باکتریایی و سنجش حد نصاب تا هموگلوبین و نقش آن در فیزیولوژی پستانداران. او به گیرنده های جفت شده با پروتئین G و همچنین نقش مولکول های آلوستریک در تنظیم ژن نگاه می کند. فیلیپس با بررسی مشکلات مربوط به وفاداری بیولوژیکی و ارائه یک فصل نظری در مورد رابطه بین آلوستری و شیاطین بیولوژیکی ماکسول نتیجه گیری می کند. Switch مولکولی که برای دانشجویان فارغ التحصیل و محققان در بیوفیزیک، فیزیک، مهندسی، زیست شناسی و علوم اعصاب مناسب است، یک مدل کمی و یکپارچه برای توصیف پدیده های سیگنال دهی بیولوژیکی ارائه می دهد.
A signature feature of living organisms is their ability to carry out purposeful actions by taking stock of the world around them. To that end, cells have an arsenal of signaling molecules linked together in signaling pathways, which switch between inactive and active conformations. The Molecular Switch articulates a biophysical perspective on signaling, showing how allostery—a powerful explanation of how molecules function across all biological domains—can be reformulated using equilibrium statistical mechanics, applied to diverse biological systems exhibiting switching behaviors, and successfully unify seemingly unrelated phenomena. Rob Phillips weaves together allostery and statistical mechanics via a series of biological vignettes, each of which showcases an important biological question and accompanying physical analysis. Beginning with the study of ligand-gated ion channels and their role in problems ranging from muscle action to vision, Phillips then undertakes increasingly sophisticated case studies, from bacterial chemotaxis and quorum sensing to hemoglobin and its role in mammalian physiology. He looks at G-protein coupled receptors as well as the role of allosteric molecules in gene regulation. Phillips concludes by surveying problems in biological fidelity and offering a speculative chapter on the relationship between allostery and biological Maxwell demons. Appropriate for graduate students and researchers in biophysics, physics, engineering, biology, and neuroscience, The Molecular Switch presents a unified, quantitative model for describing biological signaling phenomena.
Cover Contents Preface PART I: THE MAKING OF MOLECULAR SWITCHES 1. It’s An Allosteric World 1.1 The Second Secret of Life 1.2 The Broad Reach of the Allostery Concept 1.2.1 Sculpting Biochemistry via Allostery 1.2.2 One- and Two-Component Signal Transduction and the Two-State Philosophy 1.3 Reasoning about Feedback: The Rise of Allostery 1.3.1 The Puzzle 1.3.2 The Resolution of the Molecular Feedback Puzzle 1.3.3 Finding the Allosterome 1.4 Mathematicizing the Two-State Paradigm 1.4.1 Transcendent Concepts in Physics 1.4.2 One Equation to Rule Them All 1.5 Beyond the MWC Two-State Concept 1.5.1 Molecular Agnosticism: MWC versus KNF versus Eigen 1.6 On BeingWrong 1.7 Summary 1.8 Further Reading 1.9 References 2. The Allosterician’s Toolkit 2.1 A Mathematical Microscope: Statistical Mechanics Preliminaries 2.1.1 Microstates 2.1.2 The Fundamental Law of Statistical Mechanics 2.1.3 The Dimensionless Numbers of Thermal Physics 2.1.4 Boltzmann and Probabilities 2.2 Case Study in Statistical Mechanics: Ligand–Receptor Binding 2.2.1 Ligand Binding and the Lattice Model of Solutions 2.3 Conceptual Tools of the Trade: Free Energy and Entropy 2.3.1 Resetting Our Zero of Energy Using the Chemical Potential 2.4 The MWC Concept in Statistical Mechanical Language 2.5 Cooperativity and Allostery 2.5.1 Cooperativity and Hill Functions 2.5.2 Cooperativity in the MWC Model 2.6 Internal Degrees of Freedom and Ensemble Allostery 2.7 Beyond Equilibrium 2.8 Summary 2.9 Further Reading 2.10 References PART II: THE LONG REACH OF ALLOSTERY 3. Signaling at the Cell Membrane: Ion Channels 3.1 How Cells Talk to the World 3.2 Biological Processes and Ion Channels 3.3 Ligand-Gated Channels 3.4 Statistical Mechanics of the MWC Channel 3.5 Data Collapse, Natural Variables, and the Bohr Effect 3.5.1 Data Collapse and the Ion-Channel Bohr Effect 3.6 Rate Equation Description of Channel Gating 3.7 Cyclic Nucleotide–Gated Channels 3.8 Beyond the MWC Model in Ion Channelology 3.8.1 Conductance Substates and Conformational Kinetics 3.8.2 The Koshland-Némethy-Filmer Model Revealed 3.8.3 Kinetic Proliferation 3.8.4 The Question of Inactivation 3.9 Summary 3.10 Further Reading 3.11 References 4. How Bacteria Navigate the World around Them 4.1 Bacterial Information Processing 4.1.1 Engelmann’s Experiment and Bacterial Aerotaxis 4.1.2 Love Thy Neighbors: Signaling between Bacteria 4.2 Bacterial Chemotaxis 4.2.1 The Chemotaxis Phenomenon 4.2.2 Wiring Up Chemotaxis through Molecular Switching 4.3 MWC Models of Chemotactic Response 4.3.1 MWC Model of Chemotaxis Receptor Clusters 4.3.2 Heterogenous Clustering 4.3.3 Putting It All Together by Averaging 4.4 The Amazing Phenomenon of Physiological Adaptation 4.4.1 Adaptation by Hand 4.4.2 Data Collapse in Chemotaxis 4.5 Beyond the MWC Model in Bacterial Chemotaxis 4.6 The Ecology and Physiology of Quorum Sensing 4.6.1 Wiring Up Quorum Sensing 4.6.2 Dose-Response Curves in Quorum Sensing 4.6.3 Statistical Mechanics of Membrane Receptors 4.6.4 Statistical Mechanics of Membrane Receptors with Inhibitors 4.6.5 Data Collapse in Quorum Sensing 4.7 Summary 4.8 Further Reading and Viewing 4.9 References 5. The Wonderful World of G Proteins and G Protein–Coupled Receptors 5.1 The Biology of Color 5.1.1 Crypsis in Field Mice 5.1.2 Coat Color and GPCRs 5.2 The G Protein–Coupled Receptor Paradigm 5.3 Paradigmatic Examples of GPCRs 5.3.1 The ß-Adrenergic Receptor 5.3.2 Vision, Rhodopsin, and Signal Transduction 5.3.3 Light as a Ligand: Optogenetics 5.4 G Protein–Coupled Ion Channels 5.5 Summary 5.6 Further Reading and Viewing 5.7 References 6. Dynamics of MWC Molecules: Enzyme Action and Allostery 6.1 Enzyme Phenomenology 6.2 Statistical Mechanics of Michaelis-Menten Enzymes 6.3 Statistical Mechanics of MWC Enzymes 6.3.1 Modulating Enzyme Activity with Allosteric Effectors 6.3.2 Competitive Inhibitors and Enzyme Action 6.3.3 Multiple Substrate Binding Sites 6.3.4 What the Data Say 6.4 Glycolysis and Allostery 6.4.1 The Case of Phosphofructokinase 6.5 Summary 6.6 Further Reading 6.7 References 7. Hemoglobin, Nature’s Honorary Enzyme 7.1 Hemoglobin Claims Its Place in Science 7.1.1 Hemoglobin and Respiration 7.1.2 A Historical Interlude on the Colouring Matter 7.1.3 Hemoglobin as a “Document of Evolutionary History" 7.2 States andWeights and Binding Curves 7.3 Y oh Y 7.4 Hemoglobin and Effectors: The Bohr Effect and Beyond 7.5 Physiological versus Evolutionary Adaptation: High Fliers and Deep Divers 7.6 Hemoglobin and Competitors: Carbon Monoxide Fights Oxygen 7.7 Pushing the MWC Framework Harder: Hemoglobin Kinetics 7.8 Summary 7.9 Further Reading 7.10 References 8. How Cells Decide What to Be: Signaling and Gene Regulation 8.1 Of Repressors, Activators, and Allostery 8.2 Thermodynamic Models of Gene Expression 8.3 Induction of Genes 8.4 Activation 8.4.1 Binding of Inducer to Activator 8.4.2 Binding of Activator to DNA 8.4.3 Activation and Gene Expression 8.5 Janus Factors 8.6 Summary 8.7 Further Reading 8.8 References 9 Building Logic From Allostery 9.1 Combinatorial Control and Logic Gates 9.2 Using MWC to Build Gates 9.2.1 Making Logic 9.2.2 A Tour of Parameter Space 9.3 Beyond Two-Input Logic 9.4 Summary 9.5 Further Reading 10. DNA Packing and Access: The Physics of Combinatorial Control 10.1 Genome Packing and Accessibility 10.2 The Paradox of Combinatorial Control and Genomic Action at a Distance 10.3 Nucleosomes and DNA Accessibility 10.3.1 Equilibrium Accessibility of Nucleosomal DNA 10.4 MWC Model of Nucleosomes: Arbitrary Number of Binding Sites 10.5 Nucleosome Modifications and the Analogy with the Bohr Effect 10.6 Stepping Up in Scales: A Toy Model of Combinatorial Control at Enhancers 10.7 An Application of the MWC Model of Nucleosomes to Embryonic Development 10.8 Summary 10.9 Further Reading 10.10 References PART III: BEYOND ALLOSTERY 11. Allostery Extended 11.1 Ensemble Allostery 11.1.1 Normal Modes and Mechanisms of Action at a Distance 11.1.2 Integrating Out Degrees of Freedom 11.2 Ensemble Allostery through Tethering 11.2.1 Biochemistry on a Leash 11.2.2 Random-Walk Models of Tethers 11.3 Irreversible Allostery 11.4 Summary 11.5 Further Reading 11.6 References 12. Maxwell Demons, Proofreading, and Allostery 12.1 Demonic Biology 12.2 A Panoply of Demonic Behaviors in the Living World 12.2.1 The Demon and Biological Specificity 12.2.2 Making Stuff Happen in the Right Order 12.2.3 The Free-Energy Cost of Demonic Behavior 12.3 Overcoming Thermodynamics in Biology: Kinetic Proofreading 12.3.1 Equilibrium Discrimination Is Not Enough 12.3.2 The Hopfield-Ninio Mechanism 12.3.3 Proofreading Goes Steampunk: Building Proofreading Engines 12.4 Summary 12.5 Further Reading 12.6 References 13. A Farewell to Allostery 13.1 Diversity and Unity: Diverging and Converging Views of Biology 13.2 Shortcomings of the Approach 13.3 Beyond Allostery 13.4 Further Reading 13.5 References Index