目 錄
中文版序
前 言（第三版俄文版）
序（第二版英文版）
前 言（第一版俄文版）
緒 論
第1講（1）
蛋白質(zhì)的主要功能。氨基酸序列決定空間結(jié)構(gòu)，空間結(jié)構(gòu)決定功能。反之不然。球狀蛋白，纖維蛋白和膜蛋白。蛋白質(zhì)的一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)的生物合成。蛋白質(zhì)在體內(nèi)（in vivo）和在體外（in vitro）時(shí)的折疊。翻譯后修飾。
蛋白質(zhì)內(nèi)部和周圍環(huán)境的基本相互件用
第2講（10）
L型氨基酸殘基的立體化學(xué)。共價(jià)鍵連接和它們之間的角度。共價(jià)鍵的振動。圍繞共價(jià)鍵的轉(zhuǎn)動。膚基因。順式（trans）和反式（cis）脯氨酸（Pro）。
第3講（16）
范德華相互作用：遠(yuǎn)距時(shí)吸引，近距時(shí)排斥。氨基酸殘基的允許構(gòu)象（甘氨酸、丙氨酸、蝴氨酸和脯氨酸的拉氏圍）。
第4講（23）
水環(huán)境的影響。氫鍵。氫鍵的電本性。氫鍵的能量。氫鍵在晶體中的幾何形狀。氫鍵在水中的松抱。精和自由能的概念。膚鏈中的氫鍵取代了該鏈與水的氫鍵結(jié)合；結(jié)果使得膚鏈中的氫鍵獲得了（在水環(huán)境中）煽性質(zhì)。
第5講（兩倍）（32）
熱力學(xué)基礎(chǔ)。自由能與化學(xué)勢。疏水作用。它們與氫鍵在水中的飽和必然性的聯(lián)系。氨基暖的水可及非極性表面及其疏水性。
第6講（兩倍）歸功
水環(huán)境對靜電相互作用的影響。蛋白質(zhì)表面和內(nèi)部的靜電場。介也系數(shù)。鹽溶液中的電荷屏蔽。利用蛋白質(zhì)工程測量蛋白質(zhì)中的電場。二硫鍵。配位鍵。
多膚鏈的二級結(jié)構(gòu)
第7講（56）
多膚的二級結(jié)構(gòu)。螺旋：27，310，a,π,poly（Pro）Ⅱ。反平行和平行β結(jié)構(gòu)，β轉(zhuǎn)折。測定二級結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法。
第8講（64）
統(tǒng)計(jì)物理原理。溫度與能量和煽變化的關(guān)恙。不同能量狀態(tài)的概率（玻爾茲曼-吉布斯分布）。配分函數(shù)及其與自由能的關(guān)系。構(gòu)象轉(zhuǎn)變。一級相變（"全或無"轉(zhuǎn)變）和非相變的概念。構(gòu)象轉(zhuǎn)變過程克服自由能壘的內(nèi)能。絕對反應(yīng)速度理論的概念。并行過程和串行過程。擴(kuò)散過程的特征速度。
第9講（79）
α螺旋初始化和延長的自由能。朗道理論與螺旋-線團(tuán)轉(zhuǎn)變的非相變性。螺旋-線團(tuán)轉(zhuǎn)變中的協(xié)同區(qū)段的尺寸。α螺旋在水中的穩(wěn)定性。日結(jié)構(gòu)在水中的穩(wěn)定性。α螺旋和日結(jié)構(gòu)的形成速度。"線團(tuán)"是什么?
第10講（90）
惠基酸殘基側(cè)鏈基團(tuán)的性質(zhì)。氨基酸殘基參與到二級結(jié)構(gòu)中。丙氨酸（Ala）、甘氨酸（Gly）、脯氨酸（Pro）、緬氨酸（Val）。非極性的、短極性和長極性的側(cè)鏈基團(tuán)。帶電側(cè)鏈基團(tuán)。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的疏水性表面。
蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)
第11講（96）
纖維蛋白，其功能和周期性一級與二級結(jié)構(gòu)；α角蛋白；β絲蛋白，膠原。長α螺旋和寬β片的拼裝。形成基質(zhì)的蛋白質(zhì)；彈性蛋白。蛋白質(zhì)遺傳缺陷與疾病。淀粉樣纖維。
第12講（104）
膜蛋白，它們的結(jié)構(gòu)與功能的特性。細(xì)菌視紫紅質(zhì)，受體和G-蛋白，孔蛋白。光合作用中心。膜通道的選擇通透性。光合作用中心的工作方式。隧道效應(yīng)的概念。光子-構(gòu)象相互作用的概念。
第13講（113）
球蛋白。蛋白質(zhì)球結(jié)構(gòu)的簡化表示；結(jié)構(gòu)分類。β型蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)：自折疊片，它們的縱向和垂直正交拼苯。β蛋白質(zhì)中反平行結(jié)構(gòu)占優(yōu)勢。折疊片右手扭轉(zhuǎn)。β蛋白質(zhì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
第14講（125）
α型蛋白質(zhì)的構(gòu)造。螺旋末和螺旋層。α螺旋構(gòu)成的準(zhǔn)球模型。α螺旋接觸下的緊湊拼裝。α/β型蛋白質(zhì)構(gòu)造：α螺旋覆蓋的平行β折疊片，以及β圓筒。β-α-β亞基的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。α+β型蛋白質(zhì)的構(gòu)造。蛋白質(zhì)的架構(gòu)與其功能之間并無直接聯(lián)系。
第15講（136）
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的分類。未觀察到蛋白質(zhì)鏈折疊的"宏觀進(jìn)化"，雖然觀察到了它們的"微觀進(jìn)化"。基因復(fù)制與專一化。域混合產(chǎn)生的進(jìn)化。"標(biāo)準(zhǔn)的"三級結(jié)構(gòu)。氨基酸在球狀蛋白一級結(jié)構(gòu)中的"準(zhǔn)隨機(jī)"交替的典型性，與纖維蛋白的周期性結(jié)構(gòu)和膜蛋白的塊狀結(jié)構(gòu)的對比。蛋白質(zhì)球體構(gòu)造的物理原理。在蛋白質(zhì)埠體結(jié)構(gòu)中觀察到的基本規(guī)律：存在單獨(dú)的α和β層；罕見有環(huán)線的支疊；罕見有沿鏈相鄰結(jié)構(gòu)片段的平行；罕見有左。β-α-β超螺旋。結(jié)構(gòu)中很少存在"能量缺陷"和"煽缺陷"這些"缺陷"與能使"缺陷"穩(wěn)定的蛋白質(zhì)序列的相對罕見性之間的關(guān)系。多數(shù)原則。
第16講（149）
對隨機(jī)和準(zhǔn)隨機(jī)氨基酸序列，可以期望有哪種二級結(jié)構(gòu)?準(zhǔn)隨機(jī)長序列的穩(wěn)定空間結(jié)構(gòu)的域構(gòu)造最有可能。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的準(zhǔn)攻爾茲曼統(tǒng)計(jì)。準(zhǔn)或爾茲曼統(tǒng)計(jì)來自于對穩(wěn)定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的物理性選擇。結(jié)構(gòu)元件的穩(wěn)定性對球狀蛋白未破壞的空間結(jié)構(gòu)的一級結(jié)構(gòu)的選擇嚴(yán)格性的影響，或者說：為什么一種蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)，而其他的很罕見，在大蛋白質(zhì)球中心哪一種結(jié)構(gòu)，α或β，更值得期待?蜻性缺陷"與"能量缺陷"之間的聯(lián)系。球狀蛋白是作為"中選"的隨機(jī)肽鏈而出現(xiàn)的嗎?蛋白質(zhì)工程中"蛋白質(zhì)有利的"隨機(jī)序列的選擇。
蛋白質(zhì)分子中的協(xié)同轉(zhuǎn)變
第17講（兩倍）（163）
蛋白質(zhì)的變性。天然解折疊的蛋白質(zhì)。協(xié)同轉(zhuǎn)變。蛋白質(zhì)變性的可逆性。球狀蛋白的變性是"全或元"型轉(zhuǎn)變。"全或無"型轉(zhuǎn)變的范特霍夫（Van't Hoff）判據(jù)。熱變性和冷變性。蛋白質(zhì)分子的相收態(tài)圈。變性蛋白質(zhì)看上去怎么樣?線團(tuán)與熔球。熔球的不均勻性。"普通"高分子聚合物球體膨脹時(shí)不存在"全或無"型的相變。
第18講（179）
為什么球狀蛋白的變性是"全或元"型轉(zhuǎn)變?蛋白質(zhì)核心的緊湊拼裝包的解體和側(cè)鏈基團(tuán)的解放。溶劑滲入到變性蛋白質(zhì)中，熔球的破壞，變性蛋白質(zhì)鏈隨著溶劑力的增強(qiáng)而解折疊。蛋白質(zhì)鏈的自然折疊與它的其他球狀折疊之間的能隙：蛋白質(zhì)鏈與隨機(jī)高分子同聚物的主要物理差別。"中選的"高分子雜聚物（有能隙）與隨機(jī)高分子共聚物在熔化時(shí)的差別。
第19講（189）
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)在體內(nèi)（in vivo）和在體外（in vitro）的形成。在體內(nèi)自動折疊中的輔助機(jī)制：共翻譯折疊，分子伴侶及其他。自友的自動折疊在體外有可能。"Levinthal）佯謬"。非細(xì)胞系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)折疊實(shí)驗(yàn)，以及關(guān)于單詞"在體外（in vitro）"的不同理解。蛋白質(zhì)白動折疊的分級機(jī)制。許多蛋白質(zhì)中發(fā)現(xiàn)了亞穩(wěn)的（積聚的）折疊中間體。熔球——通常（但并非必須）在天然條件下觀察到的蛋白質(zhì)折疊中間體。某些蛋白質(zhì)的最簡單（單步驟）折疊，沒有任何積聚的亞穩(wěn)中間體。膜蛋白的自動折疊。
第20講（201）
小蛋白質(zhì)的單步驟折疊。過渡態(tài)理論。在實(shí)驗(yàn)上尋找和研究蛋白質(zhì)折疊中的不穩(wěn)定過渡態(tài)。天然蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的折疊掛。蛋白質(zhì)工程上用體外方法對它們的實(shí)驗(yàn)觀察。蛋白質(zhì)折疊的成桔機(jī)制。
第21講（211）
"Levinthal佯謬"的解決：快速折疊路徑網(wǎng)絡(luò)自動引導(dǎo)膚鏈達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。為此必需的只是在膚鏈的天然折疊和其他球狀折疊之間存在明顯的能隙。對幾種蛋白質(zhì)[塞爾平（serpins）和普利昂（prion）]中形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)異常慢速的討論。蛋白質(zhì)"能景"的概念。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)：自組織物理學(xué)和自組織鏈的自然選擇。
蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的預(yù)測與設(shè)計(jì)
第22講（226）
根據(jù)氨基酸序列預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的需求。根據(jù)序列同源性對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能的"識別"。蛋白質(zhì)家族的一級結(jié)構(gòu)譜（profile）。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵區(qū)域和功能位點(diǎn)。蛋白質(zhì)鏈的穩(wěn)定空間結(jié)構(gòu)的釋出。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的"模板"。我們總是被迫根據(jù)作用于鏈中的部分相互作用判斷預(yù)測得的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)。結(jié)果：概率性預(yù)測。使多膚二級結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和政壞的相王作用。非球狀多膚的二級結(jié)構(gòu)的計(jì)算。蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的預(yù)測。
第23講（238）
根據(jù)氨基釀序列預(yù)測蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的方法概述。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫。遠(yuǎn)同源鏈的適用折疊預(yù)測降低了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)識別中的不確定性。結(jié)構(gòu)基因組學(xué)和蛋白質(zhì)紐學(xué)。生物信息學(xué)。蛋白質(zhì)工程和蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的初步成功。
蛋白質(zhì)功能的物理學(xué)原理
第24講（兩倍）（252）
蛋白質(zhì)功能與結(jié)構(gòu)�；�本功能。結(jié)合蛋白：DNA結(jié)合蛋白，免疫球蛋白。酶。活性中心：球形酶功能的"缺陷"。蛋白質(zhì)的硬度對基本酶功能很重要。催化和底物結(jié)合中心。抑制作用。輔因子。多價(jià)離子。酶催化的機(jī)制。例子：絲氨酸蛋白酶。催化中的過渡態(tài)理論及蛋白質(zhì)工程方法對其的證明。抗體酶。催化作用的特異性。"鑰匙-鎖"概念。
第25講（268）
功能的組合。底物從一個活性中心到另一個活性中心的轉(zhuǎn)移。"雙層篩"增加功能特異性。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)對它的基本酶活性的相對獨(dú)立性。蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與其環(huán)境的可見聯(lián)系。蛋白質(zhì)基本功能與其結(jié)構(gòu)的匹配。誘導(dǎo)契合。蛋白質(zhì)域的活動性。蛋白質(zhì)域在進(jìn)化中的移動。域結(jié)構(gòu)：激酶，脫氫疇。變構(gòu)：陽離于中心的相互作用。蛋白質(zhì)功能的變構(gòu)調(diào)節(jié)。變構(gòu)與蛋白質(zhì)四級結(jié)構(gòu)。血紅蛋白與肌紅蛋白。肌肉收縮機(jī)制。肌絲行走。
后記（282）
譯后記（283）
推薦文獻(xiàn)（284）
練習(xí)、解答與評注（286）
索引（328）