فیزیک پروتئین ها: مقدمه ای بر فیزیک زیستی و بیوفیزیک مولکولی ۲۰۱۰
The Physics of Proteins: An Introduction to Biological Physics and Molecular Biophysics 2010

در چند دهه ی گذشته، فیزیک و علوم زیستی ارتباطات جدیدی را برقرار کرده اند که منجر به شکل گیری فیزیک زیستی به عنوان یک زیرشاخه ی تثبیت شده با گروه های قوی فعال در بسیاری از دانشکده های فیزیک شده است. این تعاملات بین فیزیک و زیست شناسی، خیابانی دوطرفه را شکل می دهد که در آن فیزیک ابزارها و مفاهیم جدیدی را برای درک زندگی ارائه می دهد، در حالی که سیستم های بیولوژیکی می توانند بینش های جدیدی در مورد فیزیک سیستم های پیچیده به دست دهند. برای پرداختن به چالش های این حوزه ی بین رشته ای، کتاب “فیزیک پروتئین ها: مقدمه ای بر فیزیک زیستی و بیوفیزیک مولکولی” به سه بخش به هم پیوسته تقسیم شده است. در بخش های I و II، فصل های ابتدایی به معرفی اصطلاحات و توصیف سیستم های اصلی بیولوژیکی که فیزیکدانان با آن مواجه خواهند شد، می پردازند. شباهت های بین بیومولکول ها، شیشه ها و مواد جامد با تاکید بر مفاهیم اساسی سیستم های زنده مورد تاکید قرار می گیرد. بخش مرکزی (بخش های III و IV) به بررسی پویایی سیستم های پیچیده می پردازد. موضوع اصلی این است که سیستم های بیولوژیکی، به ویژه پروتئین ها، در ساختارهای منحصربه فرد وجود ندارند، بلکه می توانند تعداد بسیار زیادی ساختار کمی متفاوت را به خود بگیرند. این پیچیدگی در مفهوم چشم انداز انرژی آزاد منعکس می شود و منجر به این نتیجه می شود که نوسانات برای عملکرد سیستم های بیولوژیکی حیاتی هستند. فصل پایانی این بخش، خواننده را به چالش می کشد تا این مفاهیم را در مورد مسئله ای که در ادبیات فعلی وجود دارد، به کار گیرد. مجموعه ای گسترده از پیوست ها (بخش V) توصیفاتی از ابزارهای کلیدی فیزیکی و روش های تحلیلی ارائه می دهد که در مطالعه فیزیک پروتئین ها قدرتمند عمل کرده اند. پیوست ها به گونه ای طراحی شده اند که در طول بخش مربوط به پویایی پروتئین ها مورد استفاده قرار گیرند، بدون اینکه جریان استنتاجی منطق در بخش مرکزی کتاب قطع شود.

Physics and the life sciences have established new connections within the past few decades, resulting in biological physics as an established subfield with strong groups working in many physics departments. These interactions between physics and biology form a two-way street with physics providing new tools and concepts for understanding life, while biological systems can yield new insights into the physics of complex systems. To address the challenges of this interdisciplinary area, The Physics of Proteins: An Introduction to Biological Physics and Molecular Biophysics is divided into three interconnected sections. In Parts I and II, early chapters introduce the terminology and describe the main biological systems that physicists will encounter. Similarities between biomolecules, glasses, and solids are stressed with an emphasis on the fundamental concepts of living systems. The central section (Parts III and IV) delves into the dynamics of complex systems. A main theme is the realization that biological systems, in particular proteins, do not exist in unique conformations but can assume a very large number of slightly different structures. This complexity is captured in the concept of a free energy landscape and leads to the conclusion that fluctuations are crucial for the functioning of biological systems. The final chapter of this section challenges the reader to apply these concepts to a problem that appears in the current literature. An extensive series of appendices (Part V) provide descriptions of the key physical tools and analytical methods that have proven powerful in the study of the physics of proteins. The appendices are designed to be consulted throughout the section on protein dynamics without breaking the deductive flow of the logic in the central section of the book.