蛋白質(zhì)晶體學與藥物發(fā)現(xiàn)

第1章　蛋白質(zhì)晶體學的重要性 001
1.1　什么是蛋白質(zhì)晶體學 002
1.2　蛋白質(zhì)晶體學的原理 003
1.3　蛋白質(zhì)晶體學的意義 004
1.3.1　蛋白質(zhì)生物功能挖掘的主要方法 004
1.3.2　靶向藥物研究的基礎 005
1.4　蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究方法 012
1.4.1　X射線晶體衍射法 012
1.4.2　冷凍電鏡法 012
1.4.3　核磁共振波譜法 012
1.4.4　同源建模 014
1.4.5　AlphaFold 015
參考文獻 015
第2章　蛋白質(zhì)表達質(zhì)粒的構(gòu)建 017
2.1　表達質(zhì)粒介紹 018
2.1.1　表達質(zhì)粒的概念及其分類 018
2.1.2　表達質(zhì)粒的圖譜解析 019
2.2　表達質(zhì)粒構(gòu)建 021
2.2.1　表達載體的選擇 021
2.2.2　目的基因的獲取 022
2.2.3　質(zhì)粒的構(gòu)建方法 023
2.3　質(zhì)粒純化和轉(zhuǎn)化 026
2.3.1　質(zhì)粒的純化 026
2.3.2　質(zhì)粒的轉(zhuǎn)化 027
參考文獻 028
第3章　蛋白質(zhì)的表達與純化 029
3.1　蛋白表達系統(tǒng) 030
3.1.1　原核表達系統(tǒng) 030
3.1.2　真核表達系統(tǒng) 031
3.1.3　四種表達系統(tǒng)的對比 036
3.2　蛋白質(zhì)純化的方法與原理 036
3.2.1　親和層析技術(shù) 037
3.2.2　分子排阻色譜法 041
3.2.3　離子交換色譜技術(shù) 041
3.3　蛋白質(zhì)濃度測定 042
3.3.1　UV法測定蛋白質(zhì)濃度 042
3.3.2　BCA法測定蛋白質(zhì)濃度 043
3.3.3　Bradford法測定蛋白質(zhì)濃度 043
參考文獻 044
第4章　蛋白質(zhì)晶體的培養(yǎng) 046
4.1　什么是蛋白質(zhì)晶體 047
4.2　蛋白質(zhì)晶體形成的原理 048
4.3　蛋白質(zhì)晶體培養(yǎng)的方法 050
4.4　蛋白質(zhì)晶體形成的影響因素及條件篩選 052
4.4.1　蛋白質(zhì)晶體形成的影響因素 052
4.4.2　蛋白質(zhì)晶體培養(yǎng)的條件篩選及優(yōu)化方法 053
4.5　蛋白質(zhì)晶體的撈取和冷凍保存 055
4.5.1　蛋白質(zhì)晶體的撈取 055
4.5.2　蛋白質(zhì)晶體的冷凍保存 056
4.6　蛋白質(zhì)晶體的運輸 058
參考文獻 059
第5章　X射線衍射的原理 060
5.1　什么是X射線 061
5.2　怎么產(chǎn)生X射線 062
5.3　蛋白質(zhì)晶體學為什么需要X射線 064
5.4　X衍射的產(chǎn)生 065
5.5　同步輻射光源 066
參考文獻 068
第6章　蛋白質(zhì)晶體幾何學基礎 069
6.1　蛋白質(zhì)晶系 070
6.1.1　蛋白質(zhì)晶體的組成 070
6.1.2　蛋白質(zhì)晶系類型 071
6.2　蛋白質(zhì)晶體的對稱性 075
6.3　蛋白質(zhì)晶體的空間群 079
6.4　國際晶體學空間群表 083
6.4.1　對稱操作方向 083
6.4.2　空間群P1 083
6.4.3　空間群P21 085
6.4.4　空間群C2 086
6.4.5　空間群P21 21 2 087
6.4.6　空間群P21 21 21 088
6.4.7　空間群C2 2 21 090
6.4.8　空間群I21 21 21 092
6.5　蛋白質(zhì)晶體的衍射基礎 095
6.5.1　蛋白質(zhì)晶體發(fā)生X衍射的條件 095
6.5.2　晶格平面與衍射圖案之間的關系 101
6.6　蛋白質(zhì)晶體數(shù)據(jù)的分辨率 105
參考文獻 107
第7章　蛋白質(zhì)晶體的數(shù)據(jù)收集 109
7.1　同步輻射光源線站 110
7.2　蛋白質(zhì)晶體的上樣 110
7.3　收集參數(shù)設置與數(shù)據(jù)收集 111
7.3.1　樣品與檢測器的距離 112
7.3.2　曝光時間 112
7.3.3　旋轉(zhuǎn)角度 113
7.3.4　檢測限和檢測飽和 114
7.3.5　光斑大小 115
7.3.6　輻射損傷 116
7.3.7　波長 117
7.3.8　數(shù)據(jù)收集 117
7.4　衍射圖案包含的信息 118
參考文獻 120
第8章　蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)解析 121
8.1　數(shù)據(jù)質(zhì)量分析 122
8.1.1　蛋白質(zhì)晶體可能存在的缺陷 122
8.1.2　數(shù)據(jù)質(zhì)量相關的常見概念 127
8.2　原始數(shù)據(jù)處理 129
8.2.1　數(shù)據(jù)檢索 130
8.2.2　數(shù)據(jù)整合 134
8.2.3　數(shù)據(jù)合并和簡化 135
8.2.4　數(shù)據(jù)質(zhì)量判斷 137
8.3　相位的確定 138
8.3.1　相位問題 138
8.3.2　解決相位的方法 140
8.4　電子云密度圖 143
8.4.1　差異密度圖 143
8.4.2　帕特森圖 144
8.5　模型構(gòu)建及優(yōu)化 145
8.5.1　模型的建立 145
8.5.2　結(jié)構(gòu)的修正和優(yōu)化 146
8.6　結(jié)構(gòu)上傳 148
8.6.1　Deposition ID申請 148
8.6.2　文件上傳 149
8.6.3　文件處理及總結(jié) 149
8.6.4　完善信息 149
8.6.5　數(shù)據(jù)收集及優(yōu)化統(tǒng)計表 150
8.7　結(jié)構(gòu)解析案例 151
8.7.1　常見的分子置換 151
8.7.2　數(shù)據(jù)存在tNCS的處理方式 153
8.7.3　用AlphaFold協(xié)助結(jié)構(gòu)解析 155
參考文獻 156
第9章　蛋白質(zhì)晶體學軟件介紹 158
9.1　數(shù)據(jù)處理軟件 159
9.1.1　HKL2000 159
9.1.2　XDS 160
9.1.3　CCP4 161
9.1.4　Phenix 161
9.2　數(shù)據(jù)質(zhì)量分析軟件 162
9.2.1　Xtriage 162
9.2.2　AIMLESS 165
9.3　分子置換軟件 165
9.3.1　Phaser 165
9.3.2　Molrep 166
9.4　優(yōu)化軟件 167
9.5　修正軟件 167
參考文獻 168
第10章　靶向藥物的篩選方法 169
10.1　藥物與蛋白質(zhì)相互作用大小的表示方式 170
10.2　藥物與蛋白質(zhì)相互作用研究方法 172
10.2.1　酶活測試方法 172
10.2.2　表面等離子體共振 173
10.2.3　生物膜干涉技術(shù) 174
10.2.4　微量熱泳動技術(shù) 176
10.2.5　熒光偏振實驗 177
10.2.6　熒光共振能量轉(zhuǎn)移 180
10.2.7　等溫滴定量熱法 182
10.2.8　Pull-down實驗 183
10.2.9　LC/MS實驗 183
10.2.10　核磁共振波譜 185
10.2.11　蛋白質(zhì)晶體學方法 185
參考文獻 187
第11章　蛋白質(zhì)晶體學在藥物發(fā)現(xiàn)中的應用 189
11.1　藥物和蛋白質(zhì)復合物晶體的培養(yǎng) 190
11.1.1　共孵育 190
11.1.2　浸泡 190
11.2　藥物的確認和結(jié)構(gòu)的構(gòu)建 191
11.2.1　藥物的確認 191
11.2.2　藥物結(jié)構(gòu)的構(gòu)建 191
11.3　蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)在藥物篩選中的應用 192
11.3.1　虛擬篩選 192
11.3.2　從頭藥物設計 192
11.3.3　結(jié)構(gòu)修飾改造 192
參考文獻 194