Carbohydrate Bioengineering pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Teeri, Tuula T. (EDT)

出品人:

页数:206

译者:

出版时间:2002-1

价格:$ 143.51

装帧:HRD

isbn号码:9780854048267

丛书系列:

图书标签:

• Carbohydrate
• Bioengineering
• Glycobiology
• Glycomics
• Biotechnology
• Enzyme Engineering
• Metabolic Engineering
• Synthetic Biology
• Biochemistry
• Renewable Resources

探寻分子世界的奥秘：跨学科视角下的生物工程新篇章 书名： 分子机器的精妙构造：合成生物学与蛋白质工程的前沿探索 著者： （此处留空，体现书籍的专业性和独立性） 出版信息： （此处留空，不生成虚构信息） --- 内容提要 本书是一部深度聚焦于现代生物工程核心——分子机器的理性设计与精准构建的学术专著。它摒弃了传统的、侧重于宏观代谢途径的叙事方式，转而深入到生命体最基本的动态单元：蛋白质、核酸及其复合结构的功能实现与结构优化。全书以合成生物学（Synthetic Biology）的哲学指导思想为统领，以蛋白质工程（Protein Engineering）的实验技术为支撑，系统性地阐述了如何从头设计（de novo design）和定向进化（directed evolution）复杂生物系统的原理、方法论与最新进展。 本书分为六个核心部分，层层递进，构建了一幅清晰的分子工程蓝图。 第一部分：工程学思维在生命科学中的重构 本部分首先确立了本书的理论基石——将生命系统视为一个可被设计、预测和优化的工程实体。我们探讨了系统生物学中对模块化（modularity）和分层控制（hierarchical control）的认知如何引导我们去理解和重构生物元件（BioBricks）。重点分析了信息论在描述生物系统复杂性中的应用，以及如何通过数学建模来预测新构建的生物回路（circuits）在宿主环境中的动态行为。我们详细对比了传统生物学研究范式与现代工程设计流程（需求分析、原型构建、测试与迭代）在生命科学中的融合与实践。 第二部分：蛋白质的结构-功能解码与理性设计 蛋白质是生命活动的核心执行者，本部分的焦点在于解析其三维结构与催化活性之间的深层联系。我们详细阐述了计算蛋白质设计（如Rosetta框架的应用）的最新进展，包括如何利用能量函数和构象采样技术来预测和优化特定功能位点的空间排列。章节重点探讨了酶的理性设计，尤其关注如何通过改变活性口袋的几何形状、电荷分布或溶剂可及性，来实现对底物选择性（selectivity）和催化效率（catalytic efficiency）的精确调控。此外，我们深入探讨了非天然氨基酸的整合技术（incorporation of unnatural amino acids），揭示了拓宽蛋白质功能谱系的化学手段。 第三部分：定向进化的高级策略与高通量筛选技术 尽管理性设计提供了理论指导，但生物系统的内在复杂性仍要求我们依赖进化力量。本部分详细介绍了定向进化技术的演进，从早期的随机突变和表型筛选，发展到当前的DNA编码化合物库（DEL）、噬菌体展示（Phage Display）和酵母表面展示（Yeast Surface Display）等高通量方法。我们着重分析了如何设计更有效的“适应度函数”（fitness function）以指导进化方向，并讨论了在复杂的细胞环境中，如何平衡多样性生成与选择压力的策略。本章还涉及了迭代多目标优化在复杂蛋白质功能优化中的应用，例如同时提高稳定性和催化活性。 第四部分：构建新型分子机器与智能响应元件 本部分将焦点从单一蛋白质的优化转向多组分系统的集成。我们深入探讨了人工核酶（Ribozymes）和人工脱氧核酶（DNAzymes）在分子开关和传感器构建中的应用。重点章节描述了自组装纳米结构的工程学原理，包括利用DNA折纸术（DNA Origami）和肽段自组装来构建具有预设功能的纳米级载体或反应腔室。我们详细剖析了如何设计分子逻辑门（Molecular Logic Gates），这些元件能够接收多重生物信号输入（如特定的DNA序列、代谢物浓度），并根据预设的布尔逻辑（AND, OR, NOT）输出一个可检测的信号或激活一个下游反应。 第五部分：蛋白质聚合物与先进材料的界面工程 生命系统的材料学潜力是分子工程的终极目标之一。本部分探讨了如何利用生物分子构建具有优异机械、光学或电子性能的新型生物材料。我们分析了丝蛋白、蜘蛛丝蛋白等天然高性能聚合物的结构基础，并阐述了如何通过嵌合蛋白设计（Chimeric Protein Design）来模仿或超越这些天然材料的性能。关键内容包括可控聚合反应在生物相容性水凝胶（Hydrogels）和生物电子学界面（Bioelectronics Interfaces）中的应用，以及如何利用蛋白质/核酸骨架来指导无机纳米粒子的精准成核与生长。 第六部分：从体外到活细胞：功能元件的集成与验证 任何成功的分子设计最终必须在活体环境中得到验证。本部分着眼于将设计好的分子元件集成到复杂的生命系统中。我们讨论了基因线路的稳定化策略，包括元件的隔离（Compartmentalization，如人工囊泡）和宿主效应的最小化。此外，本书还详尽对比了体外重构系统（Cell-Free Systems）与体内工程在快速原型测试中的优劣。最后，我们探讨了活细胞传感与治疗的前沿，包括如何设计能响应肿瘤微环境特异性信号的智能诊断探针和靶向药物递送系统。 本书特色： 本书的叙事结构严格遵循“原理—方法—应用”的工程学逻辑，避免了对特定生物过程的冗长描述，而是聚焦于通用的设计工具和可迁移的技术平台。读者将通过本书获得一套强大的、跨越分子生物学、化学和计算机科学的分子系统工程工具箱。本书适合高年级本科生、研究生以及致力于从事合成生物学、蛋白质设计和生物材料开发的研究人员和工程师阅读。

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