RU EN
RU EN
Введение в конструирование бионических наносистем Карасев В. А., Лучинин В. В.

Введение в конструирование бионических наносистем

Карасев В. А., Лучинин В. В.

Физматлит 2011 г. 472 страницы

Целью монографии является ознакомление широкого круга читателей с базовыми понятиями, необходимыми для решения инженерных задач в области нанобиоэлектроники. Представлен системный подход, ориентированный на интеграцию физико-технического и молекулярно-биологического направлений в исследовании нанобиосистем. Описана концепция систем сопряженных ионно-водородных связей как основы построения биоорганических наноструктур и каналов переноса заряда, а также ее применение к построению структурно-функциональных моделей нанобиоструктур (катализаторов, мембран и наносенсоров). Изложена теория топологического кодирования цепных полимеров, в том числе представления о топологическом коде, системе физических операторов и молекулярной векторной машине. Предложены пространственные структуры генетического кода и канонического набора аминокислот, сформулированы принципы создания наборов базовых модулей для самоорганизующихся цепных полимеров. Обсуждаются возможности конструирования на этой основе сенсоров, полимерных катализаторов и других биотехнических наносистем, а также средств медицинской терапии.Для научных работников, аспирантов и инженеров, специализирующихся в области нанотехнологий и биомолекулярной инженерии, а также бакалавров и магистров, обучающихся по специальностям «Нанотехнологии и микросистемная техника», «Электроника и наноэлектроника», «Биомедицинская инженерия».

Пролистать

Для бесплатного просмотра доступны первые 7 страниц

Купить доступ

Доступ к 1 638 книгам раздела Биология от 34.95 $

Содержание

  • От авторов
  • I. Физико-химические основы
  • Глава 1. Основы материаловедения бионических наносистем
  • 1.1. Основные понятия и представления
  • 1.2. Особенности биоструктур как основы создания функционально-ориентированных систем
  • 1.3. Свойства биоструктур как перспективных материалов
  • 1.4. Переход от неорганических наноструктур к бионическим наноструктурам
  • Литература к главе 1
  • Глава 2. Строение биомолекул и биополимеров
  • 2.1. Нуклеиновые кислоты
  • 2.2. Белки
  • 2.3. Липиды
  • Литература к главе 2
  • Глава 3. Принципы надмолекулярной организации биологических структур
  • 3.1. Физико-химические основы формирования надмолекулярных структур
  • 3.2. Общая организация надмолекулярных структур
  • 3.3. Третичная структура белков
  • 3.4. Вторичная структура белков
  • 3.5. Первичная структура белков
  • 3.6. Проблема самоорганизации структуры белков
  • Литература к главе 3
  • Глава 4. Механизмы переноса энергии и зарядов в биоструктурах
  • 4.1. Экспериментальные подходы к изучению биоэнергетики
  • 4.2. Теоретические подходы в биоэнергетике
  • II. Системно-методологический подход
  • Глава 5. Концепция систем сопряженных ионно-водородных связей
  • 5.1. Основные понятия и представления
  • 5.2. Модель переноса зарядов по ССИВС
  • Глава 6. Биоструктуры и биомолекулы в рамках концепции ССИВС
  • 6.1. Базовая архитектура бионических наноструктур
  • 6.2. Базовые элементы
  • 6.3. Полифункциональность биологических молекул
  • Литература к главе 6
  • Глава 7. Реализация принципа непрерывности ССИВС в биоструктурах
  • 7.1. Базовые положения
  • 7.2. Белковые структуры
  • 7.3. Нуклеиновые кислоты и их комплексы с белками
  • 7.4. Рекомендации конструктору наноструктур, использующему представления о ССИВС
  • Литература к главе 7
  • III. Физическо-технологическая реализация бионических наносистем
  • Глава 8. Модель топологического кодирования цепных полимеров
  • 8.1. Принцип непрерывности ССИВС как основа модели топологического кодирования
  • 8.2. Топологический код
  • 8.3. Алгоритм кодирования n-звенного графа и цепного полимера
  • 8.4. Физические операторы и их соответствие триплетам топологического кода
  • 8.5. Молекулярная векторная машина
  • 8.6. Модель топологического кодирования и биоструктуры
  • 8.7. Реализация модели молекулярной векторной машины в биоструктурах
  • 8.8. Значение модели топологического кодирования цепных полимеров, перспективы ее развития и применения
  • Литература к главе 8
  • Глава 9. Модель топологического кодирования цепных полимеров и структура белков
  • 9.1. Декодирование триплетных последовательностей белков с помощью алгоритма кодирования–декодирования
  • 9.2. Анализ 4-звенных двойных циклов в белках с позиций молекулярной векторной машины
  • Литература к главе 9
  • Глава 10. Олигомерные катализаторы как молекулярные процессоры
  • 10.1. Модель молекулярного катализа на основе ССИВС
  • 10.2. Развитие представлений о сущности ферментативного катализа
  • 10.3. Приложение модели катализа на основе ССИВС к реальным ферментам
  • 10.4. Флип-флоп-механизм в биокатализе: гипотеза универсальности
  • 10.5. Происхождение олигомерных ферментов и проблемы биогенеза
  • 10.6. Модель катализа на основе ССИВС и ее значение для разработки проблем бионической наноэлектроники, биокатализа и биогенеза
  • Литература к главе 10
  • Глава 11. Молекулярные мембраны — большие интегральные структуры
  • 11.1. Зонно-блочная модель мембранных структур на основе ССИВС
  • 11.2. Зонно-блочная модель биологических мембран: роль молекул фосфолипидов
  • 11.3. Анализ современных данных о структуре и функциях биомембран
  • 11.4. Физическая реконструкция зонно-блочной модели биомембран
  • Глава 12. Хемосенсорные структуры
  • 12.1. Принципы конструирования хемосенсоров на основе концепции ССИВС
  • 12.2. Межсистемные рецепторы
  • 12.3. Внутрисистемные рецепторы
  • 12.4. Внутриклеточные рецепторы
  • 12.5. Обсуждение модели работы хемосенсоров
  • Литература к главе 12
  • Заключение