- 生物固体核磁共振(原理与应用)
- - 作者：编者:陆珺霞|责编:褚德勇
  - 出版社：武汉大学
  - ISBN：9787307253148
  - 出版日期：2026/03/01
  - 页数：276
- 售价：35.6

内容大纲
    本书系统阐述了生物固体核磁共振（ssNMR）的理论基础与实验方法，旨在为读者提供从入门到精通的完整知识体系。全书分为三大部分：
    第一部分（第1～4章）奠定核磁共振的基本理论，重点讲解魔角旋转、交叉极化、去耦与重耦技术，是生物固体核磁共振的基石。
    第二部分（第5～8章）为核心内容，以蛋白质研究为例，系统介绍生物固体核磁共振的完整研究流程：从样品制备、化学位移归属，到结构解析与分子动态特性研究，并结合理论与研究实例，深入讲解获取结构约束、计算三维结构及解析动态行为的关键方法。
    第三部分（第9章）拓展介绍与生物磁共振相关的分子动力学模拟计算方法，架起实验与理论计算的桥梁。
    本书注重实用性与启发性，将理论方法与研究实例紧密结合，适合作为生物、化学、物理及相关领域高年级本科生、研究生的教材，也可供科研人员参考。
作者介绍
陆珺霞博士、教授、博士生导师，国家青年高层次人才获得者。主要以固态核磁共振为主要手段，研究和人类疾病相关的大分子聚合物结构，包括与神经退行性疾病相关的淀粉样蛋白的组装、蛋白液液相分离机制以及生物矿化。承担国家科技部重点研发项目、国家自然科学基金面上等多项科研基金。在Cell、PNAS、Nat.Commun.、J.Am.Chem.Soc.等学术期刊上发表论文40余篇。
目录
第1章绪论
  1.1 核磁共振现象
    1.1.1 原子核自旋现象
    1.1.2 磁场对原子核的作用
    1.1.3 核磁共振现象
  1.2 生物大分子简介
    1.2.1 生物大分子的种类和特点
    1.2.2 蛋白质
  1.3 生物固体核磁样品范畴
    1.3.1 蛋白质大分子的运动尺度
    1.3.2 生物固体核磁研究的样品
  1.4 生物固体核磁的研究过程
第2章核磁共振实验基本原理
  2.1 基本一维核磁共振实验
    2.1.1 激发脉冲
    2.1.2 旋转坐标系
    2.1.3 Bloch方程对信号的描述
    2.1.4 信号的自由衰减(FID)
    2.1.5 信号正交检测
  2.2 信号的数学处理
    2.2.1 信号时域和频域的转换
    2.2.2 洛伦兹线型(Lorentzian)
    2.2.3 信号的相位修正
    2.2.4 信号的累加
    2.2.5 利用窗函数提高灵敏度和分辨率
    2.2.6 数据采样
  2.3 二维核磁共振实验
    2.3.1 二维核磁序列
    2.3.2 二维核磁的数据采集和处理
  2.4 脉冲的激发范围和选择性
    2.4.1 高强度(高功率)脉冲的激发范围
    2.4.2 常见函数的傅里叶转化和选择性脉冲
第3章核磁共振中的各种相互作用
  3.1 量子力学描述核自旋微观体系
    3.1.1 核自旋体系的状态
    3.1.2 微观体系可观测量和厄米算符(Hermitian operator)
    3.1.3 薛定谔方程
    3.1.4 波函数的统计学意义
    3.1.5 测量值和期望值
    3.1.6 密度算符(density operator)
    3.1.7 利用密度算符计算信号的统一方法
    3.1.8 冯·诺依曼方程
    3.1.9 自旋角动量的旋转操作
    3.1.10 旋转坐标轴
  3.2 固体核磁共振中相互作用的各向异性
  3.3 坐标系变换
    3.3.1 坐标系变换和欧拉角
    3.3.2 被动旋转和主动旋转
    3.3.3 坐标系的变换与实验测量值的关系
  3.4 化学位移作用

    3.4.1 化学位移作用
    3.4.2 分子的运动平均
    3.4.3 相对化学位移
  3.5 双自旋体系的角动量算符和乘积算符(product operator)
    3.5.1 双自旋体系的角动量算符
    3.5.2 密度矩阵在耦合作用下的演化
  3.6 J耦合作用
    3.6.1 J耦合作用
    3.6.2 J耦合造成的谱线裂分
    3.6.3 自旋回波序列(spin echo)
    3.6.4 极化转移
    3.6.5 同相算符和反相算符
  3.7 偶极耦合作用
    3.7.1 偶极耦合作用
    3.7.2 偶极耦合作用的峰形与分子运动的关系
  3.8 生物固体核磁常用核磁相互作用总结
第4章魔角旋转和固体NMR脉冲序列方法
  4.1 魔角旋转
  4.2 魔角旋转下的各向异性相互作用的哈密顿量
    4.2.1 化学位移各向异性相互作用受旋转的影响
    4.2.2 偶极耦合相互作用受旋转的影响
  4.3 平均哈密顿理论和微扰理论
  4.4 去耦
    4.4.1 异核去耦
    4.4.2 同核去耦
  4.5 交叉极化(cross polarization, CP)
  4.6 偶极重耦
    4.6.1 同核偶极重耦
    4.6.2 异核偶极重耦
  4.7 多维相关实验原理
  4.8 基于13C检测的多维相关实验
    4.8.1 信号归属实验
    4.8.2 测量距离约束实验
  4.9 基于1H检测的多维相关实验
    4.9.1 信号归属实验
    4.9.2 测量距离约束实验
  4.10 测量扭转角约束实验
第5章生物大分子样品标记与制备
  5.1 蛋白质同位素标记简介
  5.2 蛋白质同位素标记系统
    5.2.1 大肠杆菌表达系统
    5.2.2 酵母细胞表达系统
    5.2.3 昆虫细胞表达系统
    5.2.4 哺乳动物细胞表达系统
    5.2.5 无细胞表达系统
    5.2.6 化学合成
  5.3 同位素标记策略
    5.3.1 氨基酸13C/15N均匀标记
    5.3.2 氨基酸选择性标记
    5.3.3 氨基酸反向标记

    5.3.4 片段同位素标记
    5.3.5 芳香族氨基酸特异性标记
    5.3.6 残基类型特异性标记
    5.3.7 甲基特异性氨基酸标记
    5.3.8 氨基酸稀硫标记
  5.4 氢检测中的氘代标记
    5.4.1 完全氘代
    5.4.2 部分氘代
  5.5 蛋白质19F同位素标记
  5.6 其他标记手段
    5.6.1 组合标记
    5.6.2 立体阵列同位素标记
    5.6.3 顺磁标记
  5.7 不同蛋白质研究体系中的样品制备
    5.7.1 案例一：脂质体膜蛋白质制备
    5.7.2 案例二：小鼠RIPK3淀粉样纤维制备
第6章化学位移归属和二级结构预测
  6.1 化学位移归属的概念和作用
  6.2 蛋白质化学位移归属的类型
  6.3 13C检测蛋白质化学位移归属方法
    6.3.1 识别自旋系统
    6.3.2 连接自旋系统
    6.3.3 侧链归属
    6.3.4 归属的实例
    6.3.5 四维实验
  6.4 质子检测化学位移归属方法
  6.5 辅助归属的策略
    6.5.1 标记策略
    6.5.2 其他策略
  6.6 归属软件的使用介绍
    6.6.1 手动归属软件的介绍
    6.6.2 自动归属软件的介绍
  6.7 二级结构预测
第7章蛋白质三维结构解析
  7.1 背景介绍
    7.1.1 蛋白质三维结构解析的概念和作用
    7.1.2 固体NMR解析蛋白质三维结构的独特优势
  7.2 固体核磁解析蛋白质三维结构的流程
  7.3 获取约束条件的固体核磁实验方法
    7.3.1 基于碳检测获取距离约束的实验方法
    7.3.2 基于氢检测获取距离约束的方法
    7.3.3 获取距离约束的其他方法
  7.4 降低距离约束归属模糊性的策略
  7.5 结构计算的方法
    7.5.1 结构计算软件的介绍
    7.5.2 Xplor-NIH软件结构计算原理介绍
    7.5.3 Xplor-NIH软件结构计算流程介绍
    7.5.4 结构计算的整合方法
  7.6 固体NMR结构测定具体案例
第8章动力学参数表征

  8.1 蛋白质内部多时间尺度的运动特性介绍
    8.1.1 蛋白质内部的原子振动
    8.1.2 蛋白质局部平移和旋转运动
    8.1.3 蛋白质片段的集体运动
    8.1.4 蛋白质的整体运动
  8.2 核磁共振在蛋白质动态表征中的应用
    8.2.1 用于蛋白质动态表征的液体核磁共振方法
    8.2.2 用于蛋白质动态测量的固体核磁共振方法
  8.3 固体核磁共振动力学参数介绍
    8.3.1 纵向弛豫时间T1
    8.3.2 横向弛豫时间T2
    8.3.3 旋转坐标系下的自旋-晶格弛豫时间T1ρ
    8.3.4 偶极序参数Order Parameter(小于μs时间尺度的运动幅度)
    8.3.5 化学交换
  8.4 固体核磁共振动力学参数与蛋白质动态之间的关联
    8.4.1 固体核磁共振弛豫参数与蛋白质运动的关联
    8.4.2 固体核磁共振偶极序参数与蛋白质运动的关联
  8.5 固体核磁共振动力学参数的测定及分析
    8.5.1 纵向弛豫时间T1的测定及分析
    8.5.2 旋转坐标系下的自旋晶格弛豫时间T1ρ的测定及分析
    8.5.3 横向弛豫时间T2的测定及分析
    8.5.4 偶极序参数Order Parameter的测定及分析
    8.5.5 化学交换
  8.6 生物分子固体核磁共振动力学研究举例
第9章与生物体固体核磁共振相关的计算生物学
  9.1 引言
  9.2 计算模拟的用途
  9.3 分子动力学模拟方法
    9.3.1 分子模拟方法及原理简介
    9.3.2 增强采样模拟
    9.3.3 分子动力学模拟软件——Gromacs
    9.3.4 分子动力学模拟软件——Amber
  9.4 基于核磁共振数据约束的计算模拟方法
    9.4.1 重加权策略
    9.4.2 核磁共振数据用于分子力场约束
  9.5 计算模拟研究蛋白质动态
    9.5.1 Model-Free方法
    9.5.2 iRED方法
    9.5.3 ABSURD方法
    9.5.4 构有无序蛋白质的动态研究
  9.6 计算模拟研究蛋白质动态与功能

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