Бионанотехнология, Принципы и применение, Огурцов А.Н., 2012


Бионанотехнология, Принципы и применение, Огурцов А.Н., 2012.
 
   Пособие включает необходимые при изучении молекулярной биофизики и бионанотехнологии сведения о специфических особенностях строения и принципах функционирования, разработки и применения нано- и бионаномашин в соответствии с программой подготовки студентов направления «Биотехнология». Предназначено для студентов специальностей биотехнологического профиля всех форм обучения.

Бионанотехнология, Принципы и применение, Огурцов А.Н., 2012

Наноассемблирование.
XXI век характеризуется как время нанореволюции. Именно сейчас исследователи и технологи получили и необходимые знания, и нужные "инструменты” для модификации вещества "поатомно", атом за атомом, перемещая один единственный атом и конструируя молекулярные структуры по одному атому за операцию.

Поначалу предполагалось, что молекулярная нанотехнология может использовать привычные для человека методики: брать атом за атомом и "прижимать” эти атомы к нужным местам молекулы так, чтобы образовывались нужные химические связи. Такой механосинтез, требует, однако, сначала создать ассемблеры.

Ассемблер - это молекулярный механизм, созданный с помощью нанотехнологий, способный собирать из отдельных атомов заданные нанообъекты атом за атомом согласно некоторой программе. Если бы удалось создать такие ассемблеры, то (поскольку эти ассемблеры могли бы строить самих себя) предполагалось очень быстрое дальнейшее внедрение нанотехнологий во все сферы промышленности. Однако, ассемблеры, основанные на таком "механосинтезе", пока еще не реализованы.

Содержание
Вступление
Раздел 1. Основания бионанотехнологии
Глава 1. Нанотехнология и бионанотехнология
1.1. Основные концепции
1.2. Основные направления развития бионанотехнологии
1.3. Бионаномашины
Глава 2. Специфика бионаномашин
2.1. Особенности строения биогенных макромолекул
2.2. Эволюционная специфика строения природных бионаномашин
2.3. Эволюционный и инженерный подходы к созданию бионаномашин
2.4. Примеры природных бионаномашин
Глава 3. Аналитические методы в бионанотехнологии
3.1. Методы молекулярной биологии и биотехнологии
3.1.1. Технология рекомбинантных ДНК
3.1.2. Конструирование ДНК
3.1.3. Методы синтеза белков
3.1.4. Точечный мутагенез
3.1.5. Технология слияния белков
3.1.6. Моноклональные антитела
3.2. Структурный анализ
3.2.1. Рентгеновская кристаллография
3.2.2. Электронный парамагнитный резонанс
3.2.3. Ядерный магнитный резонанс
3.3. Микроскопия
3.3.1. Электронная микроскопия
3.3.2. Атомно-силовая микроскопия
3.3.3. Туннельная микроскопия
3.4. Масс-спектрометрия
3.4.1. Ионизация образцов
3.4.2. ESI и MALDI
3.4.3. Анализаторы масс
3.4.4. Детектирование сигнала
3.5. Биофизические нанотехнологии
3.5.1. Матрицы кантилеверов
3.5.2. Измерение внутримолекулярных сил в белках
3.5.3. Детектирование молекулярного узнавания
3.5.4. Использование фуллеренов и нанотрубок
3.6. Моделирование бионаноструктур
3.6.1. Моделирование макромолекул
3.6.2. Предсказание структуры и функций макромолекул
3.6.3. Предсказание белкового фолдинга
3.6.4. Моделирование докинга молекул
3.6.5. Моделирование новых функций молекул
Раздел 2. Структурные принципы бионанотехнологии
Глава 4. Структура и стабильность биомолекул
4.1. Роль среды в формировании биомолекул
4.2. Принцип иерархичности в создании бионаномашин
4.3. Структурные особенности ковалентных связей в биомолекулах
4.4. Структурные особенности нековалентных взаимодействий
4.5. Роль гидрофобного эффекта в формировании структуры биомолекул
4.6. Комбинаторный характер молекулярного разнообразия
Глава 5. Фолдинг белков
5.1. Принцип формирования стабильных структур в результате белкового фолдинга
5.2. Принцип иерархичности при белковом фолдинге
5.3. Принципы позитивного и негативного дизайна
5.4. Механизмы регуляции фолдинга
Глава 6. Самоассемблирование и самоорганизация
6.1. Принцип локального упрочнения биоструктур
6.2. Принцип контролируемого разупорядочения структуры
6.3. Принципы самоассемблирования биообъектов
6.4. Использование симметрии при самоассемблировании
6.5. Использование точечных групп симметрии при формировании биоструктур
6.6. Использование пространственной симметрии при формировании биоструктур
6.7. Использование квазисимметрии при формировании биоструктур
Глава 7. Формирование молекулярных комплексов
7.1. Использование молекулярной толчеи при ассемблировании биомолекул
7.2. Самоорганизация и биомембраны
7.3. Принцип молекулярного узнавания при формировании структуры биообъектов
7.4. Примеры реализации молекулярного узнавания при формировании биоструктур
7.5. Роль атомной дискретности в структуре биомолекул
7.6. Использование структурной гибкости биомолекул
Раздел 3. Функциональные принципы бионанотехнологии
Глава 8. Информационно-управляемое наноассемблирование
8.1. Информационно-управляемое ассемблирование бионаномашин
8.2. Информационная функция нуклеиновых кислот в ассемблировании бионаномашин
8.3. Рибосома как информационно-управляемый наноассемблер
8.4. Компактность хранения информации в ДНК
Глава 9. Бионаноэнергетика
9.1. Энергопитание бионаномашин
9.2. Функциональная роль топливных молекул в биосистемах
9.3. Поглощение света специализированными малыми молекулами в биосистемах
9.4. Бионаноэлектрические цепи переноса электронов
9.5. Электропроводность и перенос заряда в ДНК
9.6. Электрохимический градиент на биомембранах как источник энергопитания бионаносистем
Глава 10. Бионанотрансформации и регулирование
10.1. Особенности химических нанотрансформаций
10.2. Принципы химических нанотрансформаций в биосистемах
10.3. Функциональные особенности регуляции бионаносистем
10.4. Функциональные особенности аллостерической регуляции
10.5. Функциональные особенности регуляции бионаносистем ковалентными модификациями
Глава 11. Биоматериалы
11.1. Спиральное ассемблирование биоматсриалов
11.2. Функциональные особенности формирования фибриллярных микроструктур
11.3. Биоминерализация тканей
11.4. Функциональные особенности формирования эластичных биоматериалов
11.5. Функциональные особенности формирования адгезивных биоматериалов
Глава 12. Бионанотранспорт
12.1. Функциональные особенности строения линейных АТФ-моторов
12.2. Функциональные особенности строения вращательных моторов
12.3. Применение броуновского решета для использования энергии теплового движения
12.4. Функциональные принципы трансмембранного транспорта
12.5. Функциональные принципы действия мембранных АВС-транспортеров
12.6. Функциональные принципы действия протонной помпы бактериородопсина
Глава 13. Биомолскулярная сенсорика и саморепликация
13.1. Функциональные принципы биомолекулярной сенсорики
13.2. Функциональные особенности светосенсорики
13.3. Функциональные особенности механочувствительности
13.4. Бактериальный механизм детектирования химического градиента
13.5. Принцип саморепликации в бионанотехнологии
13.6. Бионанотехнология машинной фазы вещества
Раздел 4. Использование бионанотехнологии
Глава 14. Нанотехнологии
14.1. Белковая инженерия
14.2. Нестандартные аминокислоты
14.3. Пептидные нуклеиновые кислоты
14.4. Нанотехнология белковых S-слоев
14.5. ДНК нанотехнологии для электроники
14.6. Фибриллярная металлизация
14.7. Молекулярные наноконтейнеры
Глава 15. Наномедицина
15.1. Задачи наномедицины
15.2. Иммунотоксины
15.3. Липосомы
15.4. Применение нанонитей для биологической детекции
Глава 16. Бионаноматериалы
16.1. ДНК-материалы
16.2. Молекулярные моторы
16.3. Перспективы бионанотехнологий
Список литературы.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате и читать:

Скачать книгу Бионанотехнология, Принципы и применение, Огурцов А.Н., 2012 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать




Скачать книгу Бионанотехнология, Принципы и применение, Огурцов А.Н., 2012 - pdf - Яндекс.Диск.
Дата публикации:





Теги: :: ::


Следующие учебники и книги:
Предыдущие статьи:


 


 


Книги, учебники, обучение по разделам




Не нашёл? Найди:





2016-12-04 23:30:16