Биофизика

© Рубин А.Б. 1999

Вы можете просмотреть отдельные главы в формате Adobe Acrobat Reader (PDF).

СОДЕРЖАНИЕ

том 1

Предисловие ко второму изданию
Из предисловия к первому изданию
Введение (стр. 3 - 13)

Часть первая. Биофизика сложных систем

Раздел I. Кинетика биологических процессов
Глава I. Качественные методы исследования динамических моделей (стр. 15 - 38)
§1. Общие принципы описания кинетического поведения биологических систем
§2. Качественное исследование простейших моделей биологических процессов
§3. Качественные методы исследования систем дифференциальных уравнений

Глава II. Типы динамического поведения биологических систем (стр. 39 - 60)

§1. Биологические триггеры
§2. Колебательные процессы в биологии. Предельные циклы
§3. Иерархия времен в биологических системах
§4. Стохастические модели взаимодействия

Глава III. Кинетика ферментативных процессов (стр. 31 - 82)

§1. Простейшие ферментативные реакции
§2. Множественность стационарных состояний в ферментативных системах
§3. Колебания в ферментативных системах
§4. Вероятностное описание переноса электрона в мультиферментном комплексе


Глава IV. Процессы самоорганизации в распределенных биологических системах (стр. 83 - 116)

§1. Общая характеристика автоволновых процессов
§2. Математические модели самоорганизующихся структур
§3. Хаотические процессы в детерминированных системах

Раздел II. Термодинамика биологических процессов
Глава V. Термодинамика систем вблизи равновесия (линейная термодинамика) (стр. 117 - 144)
§1. Первый и второй законы термодинамики
§2. Второй закон термодинамики в открытых системах
§3. Соотношение между значениями движущих сил и скоростей процессов
§4. Термодинамические критерии достижения и устойчивости стационарных состояний


Глава VI. Термодинамика систем вдали от равновесия (нелинейная термодинамика) (стр. 145 - 166)

§1. Общие критерии устойчивости стационарных состояний
§2. Термодинамика нелинейных кинетических систем
§3. Энтропия, информация и биологическая упорядоченность

Часть вторая. Молекулярная биофизика

Раздел III. Пространственная организация биополимеров
Глава VII. Пространственные конфигурации полимерных молекул (стр. 167 - 182)
§1. Статистический характер организации полимеров
§2. Объемные взаимодействия и переходы глобула-клубок в полимерных макромолекулах
§3. Фазовые переходы в белках

Глава VIII. Различные типы взаимодействий в макромолекулах (стр. 183 - 197)

§1. Взаимодействия Ван-дер-Ваальса
§2. Водородная связь. Заряд-дипольные взаимодействия
§3. Внутреннее вращение и поворотная изомерия


Глава IX. Конформационная энергия и пространственная организация биополимеров (стр. 198 - 254)

§1. Конформационная энергия полипептидной цепи
§2. Предсказания пространственной организации белков
§3. Особенности пространственной организации нуклеиновых кислот
§4. Состояние воды и гидрофобные взаимодействия в биоструктурах
§5. Динамика фазовых переходов в макромолекулах
§6. Сворачиваемость белка


Раздел IV. Динамические свойства глобулярных белков

Глава X. Динамика белков (стр. 255 - 297)
§1. Структурные изменения белков
§2. Конформационная подвижность белков по данным различных методов

Глава XI. Физические модели динамической подвижности белков (стр. 298 - 350)

§1. Модель ограниченной диффузии (броуновский осциллятор с сильным затуханием)
§2. Модель дискретных состояний и фазовых переходов
§3. Численное моделирование молекулярной динамики белков
§4. Молекулярная динамика белка.
§5. Общая характеристика молекулярной динамики биополимеров
§6. Нелинейные модели подвижности ДНК


Раздел V. Электронные свойства биополимеров

Глава XII. Электронные переходы в биополимерах (стр. 351 - 371)
§1. Квантово-механические представления об электронном строении молекул
§2. Электронные спектры биополимеров
§3. Оптическая активность биополимеров


Глава XIII. Механизмы переноса электрона и миграции энергии в биоструктурах (стр. 372 - 418)

§1. Биологические примеры
§2. Переходы в двухуровневой системе
§3. Туннельный эффект
§4. Переходы в двухуровневой системе при наличии диссипативных процессов
§5. Электронно-колебательные взаимодействия в молекулах
§6. Случай сильной и слабой электронно-колебательной связи
§7. Перенос электрона по белковой цепи
§8. Индуктивно-резонансный механизм
§9. Обменно-резонансный перенос энергии
§10. Экситонный механизм
§11. Динамика электронно-конформационных взаимодействий

Глава XIV. Механизмы ферментативного катализа (стр. 419 - 440)

§1. Физико-химическое описание и биофизические модели ферментативных процессов
§2. Электронно-конформационные взаимодействия в ферментативном катализе
§3. Динамика фермент-субстратных взаимодействий
§4. Электронные взаимодействия в активном центре фермента

Рекомендуемая литература
Предметный указатель (стр. 441 - 448)

том 2

Предисловие (стр. 3 - 13)

Часть третья. Биофизика мембранных процесов

Раздел VI. Структурно-функциональная организация биологических мембран
Глава XV. Молекулярная организация биологических мембран (стр. 5 - 46)
§1. Состав и строение биологических мембран
§2. Образование мембранных структур
§3. Термодинамика процессов формирования и устойчивости мембран
§4. Механические свойства мембран
§5. Влияние электрических полей на клетки

Глава XVI. Конформационные свойства мембран (стр. 47 - 70)

§1. Фазовые переходы в мембранных системах
§2. Особенности межмолекулярных взаимодействий в мембранах
§3. Перекисное окисление липидов в мембранах

Раздел VII. Транспорт веществ и биоэлектрогенез

Глава XVII. Транспорт неэлектролитов (стр. 72 - 76)
§1. Диффузия
§2. Облегченная диффузия

Глава XVIII. Транспорт ионов. Ионные равновесия (стр. 77 - 95)

§1. Электрохимический потенциал
§2. Гидратация ионов
§3. Ионное равновесие на границе раздела фаз
§4. Профили потенциала и концентраций у границы раздела фаз
§5. Двойной электрический слой
§6. Доннановское авновесие

Глава XIX. Электродиффузионная теория транспорта ионов через мембраны (стр. 96 - 102)

§1. Уравнение электродиффузии Нернста-Планка
§2. Приближение постоянного поля

Глава XX. Индуцированный ионный транспорт (стр. 103 - 113)

§1. Бислойные липидные мембраны
§2. Подвижные переносчики
§3. Каналообразующие агенты
§4. Влияние поверхностного и дипольного потенциалов на скорость ионного транспорта

Глава XXI. Ионный транспорт в каналах (стр. 114 - 150)

§1. Дискретное описание транспорта
§2. Блокировка и асыщение канала
§3. Функции состояния канала
§4. Ионный канал как динамическая структура
§5. Транспорт в открытом канале. Теория селективности
§6. Общие свойства ионных каналов нервных волокон
§7. Молекулярное строение каналов
§8. Флуктуации проводимости мембран
§. Кальциевая проводимость электровозбудимых мембран

Глава XXII. Активный транспорт (стр. 151 - 165)

§1. Натрий-калиевый насос
§2. Активный транспорт кальция
§3. Электрогенный транспорт ионов
§4. Транспорт протонов

Глава XXIII. Транспорт ионов в возбудимых мембранах (стр. 166 - 204)

§1. Потенциал действия
§2. Ионные токи в мембране аксона
§3. Описание ионных токов в модели Ходжкина-Хаксли
§4. Токи ворот
§5. Дипольная модель канала
§6. Физико-химические модели возбуждения. Осциллятор Теорелла
§7. Математические модели возбудимых мембран
§8. Распространение импульса

Раздел VIII. Трансформация энергии в биомембранах

Глава XXIV. Перенос электронов и трансформация энергии в биомембранах (стр. 206 - 224)
§1. Общая характеристика преобразования энергии в биомембранах
§2. Электрон-транспортные цепи
§3. Механизмы транслокации протонов и генерации
§4. АТФазный комплекс
§5. Механизм энергетического сопряжения

Глава XXV. Биофизика мышечного сокращения (стр. 225 - 257)

§1. Общая характеристика преобразования энергии в системах биологической подвижности
§2. Основные сведения о свойствах поперечно-полосатых мышц
§3. Структура сократительного аппарата
§4. Мостиковая гипотеза генерации силы
§5. Математическое моделирование мышечного сокращения
§6. Моделирование нестационарных режимов сокращения
§7. Молекулярный мотор мышцы

Глава XXVI. Биофизика процессов гормональной рецепции (стр. 258 - 274)

§1. Передача сигнала от гормонов и медиаторов внутрь клетки
§2. Общие закономерности рецепции гормонов и медиаторов
§3. Особенности внутримембранных процессов рецепции
§4. Кинетические особенности системы регуляции внутриклеточными посредниками

Часть четвертая. Биофизика фотобиологических процесов

Раздел IX. Первичные процессы фотосинтеза
Глава XXVII. Трансформация энергии в первичных процессах фотосинтеза (стр. 275 - 358)
§1. Общая характеристика начальных стадий фотобиологических процессов
§2. Общая схема первичных процессов фотосинтеза
§3. Строение фотосинтетического пигментного аппарата и миграция энергии
§4. Механизмы миграции энергии в фотосинтетической мембране
§5. Реакционные центры пурпурных фотосинтезирующих бактерий
§6. Реакционные центры фотосистемы I зеленых растений
§7. Реакционные центры фотосистемы II зеленых растений
§8. Использование направленного мутагенеза для изучения первичных процессов
§9. Методы исследования сверхбыстрых процессов в реакционных центрах фотосинтеза
§10. Переменная и замедленная флуоресценция

Глава XXVIII. Электронно-конформационные взаимодействия (стр. 359 - 386)

§1. Начальное разделение зарядов в РЦ
§2. Механизмы окисления цитохрома в реакционных центрах
§3. Конформационная динамика и перенос электрона в реакционных центрах
§4. Формирование контактных состояний в системе хинонных акцепторов (PQ_AQ_B)
§5. Математические модели первичных процессов переноса электрона в фотосинтезе

Раздел X. Первичные фотопроцессы в биологических системах

Глава XXIX. Фотопревращения бактериородопсина и родопсина (стр. 388 - 424)
§1. Структура и функции пурпурных мембран
§2. Фотоцикл бактериородопсина
§3. Первичный акт фотопревращений бактериородопсина
§4. Модельные системы, содержащие бактериородопсин
§5. Молекулярные основы зрительной рецепции. Зрительные клетки (палочки)
§6. Фотохимический цикл родопсина
§7. Первичный акт фотопревращения родопсина

Глава XXX. Фоторегуляторные и фотодеструктивные процессы (стр. 425 - 456)

§1. Механизмы фоторегуляторных реакций фитохрома
§2. Другие фоторегуляторные реакции
§3. Общая характеристика фотодеструктивных процессов
§4. Фотохимические реакции в ДНК и ее компонентах
§5. Особенности действия высокоинтенсивного лазерного УФ-излучения на ДНК
§6. Фотореактивация и фотозащита
§7. Действие длинноволнового ультрафиолетового света на ДНК
§8. Действие ультрафиолетового света на белки
§9. Действие оптического излучения на биологические мембраны

Рекомендуемая литература (стр. 457 - 458)

Предметный указатель (стр. 459 - 464)