ساختار و عملکرد زیست‌مولکولی ۲۰۱۲
Biomolecular Structure and Function 2012

ساختار و عملکرد بیومولکولی، مجموعه مقالات سمپوزیوم سال ۱۹۷۷ با عنوان «عملکرد سلولی و ساختار مولکولی: رویکردهای بیوفیزیکی به مسائل زیستی» را در بر می‌گیرد. این کتاب خلاصه‌ای از کاربرد چندین تکنیک بیوفیزیکی در تحقیقات مولکولی در زیست‌شناسی است. با توصیف استفاده از لیپیدهای نشان‌دار شده با دوتریوم، به عنوان شاخصی از درجه سازمان‌یافتگی لیپیدهای غشایی، آغاز می‌شود. همچنین، استفاده از لیپیدهای نشان‌دار شده با کربن-۱۳ را به عنوان نشانگرهایی از تحرک مولکولی توضیح می‌دهد. تعاملات لیپید-پروتئین شامل دو پروتئین غشایی یکپارچه، سیتوکروم اکسیداز میتوکندریایی و ATPase وابسته به کلسیم شبکه سارکوپلاسمی عضلات را شرح می‌دهد.

در ادامه، کتاب به ارائه مطالعات NMR بر روی سازمان‌دهی و ترکیب فسفولیپیدها، غشاهای کلروپلاست و غشاهای گلبول‌های قرمز می‌پردازد. همچنین مطالعه ESR بر روی پیوندهای اسپکترین-فسفولیپید را ارائه می‌دهد. استفاده از پروب‌های فلورسنت، الکتروکینتیک، پراش نوترونی و مطالعات تئوری یونی در مورد پیوند فسفولیپید-پروتئین، بیماری‌های هورمونی و اثرات پیری بر روی سلول‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی را مورد بحث قرار می‌دهد. علاوه بر این، این کتاب آزمایش‌ها و روش‌شناسی NMR فسفر-۳۱ را برای نظارت همزمان بر pH داخل سلولی و متابولیسم فسفات در یک قلب در حال تپش، کلیه فعال یا یک میکروارگانیسم زنده سالم ارائه می‌دهد.

سپس، کتاب به توصیف کاوش فیزیکی سیالیت داخل سلولی و تغییرات ساختاری در چرخه‌های بافتی یا سلولی می‌پردازد. همچنین، خطوط نسبتاً باریک در طیف NMR هیدروژن-۱ کمپلکس بسیار ویسکوز پروتئین عضلانی تروپونین و تروپومیوزین بسیار پلیمریزه شده را بررسی می‌کند. مطالعات ساختار-عملکرد پروتئین‌های رشته‌ای، مانند کلاژن، اکتین و میوزین، و تجزیه و تحلیل محل فعال آنزیم‌ها نیز ارائه شده‌اند.

در نهایت، طیف گسترده‌ای از روش‌ها و فناوری‌ها به عنوان مثال آورده شده است. این شامل طیف‌سنجی NMR پروتون، کربن، فلوئور، فسفر و لیتیوم؛ اسپین لیبلینگ و طیف‌سنجی EPR؛ مطالعات شیمیایی؛ پراکندگی نور و فلورسانس؛ و میکروسکوپ الکترونی است.

Biomolecular Structure and Function covers the proceedings of the 1977 -Cellular Function and Molecular Structure: Biophysical Approaches to Biological Problems- symposium. It summarizes the application of several biophysical techniques to molecular research in biology. This book starts by describing the use of deuterium-labeled lipids, as monitors of the degree of organization of membrane lipids. It also describes the use of carbon-13-labeled lipids, as indicators of molecular mobility. It explains the lipid-protein interactions involving two integral membrane proteins, mitochondrial cytochrome oxidase and calcium-dependent ATPase of muscle sarcoplasmic reticulum. The book goes on to present NMR studies on the organization and conformation of phospholipids, chloroplast membranes, and erythrocyte membranes. It also presents the ESR study of spectrin-phospholipid associations. It discusses the use of fluorescence probes, electrokinetics, neutron diffraction and ion theory studies of phospholipid-protein association, hormone disease, and senescence effects on prokaryotic and eukaryotic cells. Moreover, this book presents the experiments and phosphorus-31 NMR methodology to simultaneously monitor the intracellular pH and phosphate metabolism in a beating heart, functioning kidney, or an intact living microorganism. This book then describes physical probing of intracellular fluidity and structural changes attending tissue or cell cycles. It also relates relatively narrow lines in the hydrogen-1 NMR spectrum of the extremely viscous complex of the muscle protein troponin and highly polymerized tropomyosin. Structure-function studies of fibrous proteins, such as collagen, actin, and myosin, and active site analysis of enzymes are also presented. Finally, a wide variety of methodologies and technologies is exemplified. This includes proton, carbon, fluorine, phosphorus, and lithium NMR spectroscopy; spin labeling and EPR spectroscopy; chemical studies; light scattering and fluorescence; and electron microscopy.