结构生物学是以生物大分子三维结构及其运动性的研究为基础，定量阐明生命现象的学科，而现代药物的合理设计大多是以结构生物学的研究成果为基础。《结构生物学与现代药学研究》侧重于药学研究中的结构生物学问题，作为《结构生物学与药学研究》的新版，更力求反映这一领域的最新研究进展。除了第一章绪论外，全书分为两篇：上篇为专论篇，共十五章；下篇为方法与技术篇，共十二章。首先概述结构生物学的研究现状和发展趋势，再从分子水平上探讨主要生物大分子的三维结构与生物功能的关系及药学研究前沿领域中的一些重要科学问题，最后介绍结构生物学研究的主要方法与技术。
    《结构生物学与现代药学研究》可供生命科学相关领域中从事药学基础研究的科学工作者及医药院校、科研单位的教师、科研人员及研究生等参考。

    第三节  微管蛋白的组装动态
    微管蛋白在组装过程中有两种形式的动态特征，一种是发生于微管正极端的组装与去组装的动态不稳定性（dynamic instability）；另一种为正极组装与负极去组装的踏车现象（tread milling）。
    早在20世纪60年代就有人开始研究微管是如何形成的。最早的实验是用偏光显微镜观察有丝分裂纺锤体中的微管。人们发现低温、高压或秋水仙素可使纺锤体的双折射减弱，表明微管结构遭到了破坏；而温度回升、低压及去除秋水仙素后，纺锤体又自动形成。这种快速的恢复过程甚至在蛋白合成抑制剂存在时也能出现，说明微管的聚合不需要新的微管蛋白合成。因此，人们认为微管是微管蛋白的多聚体，这些多聚体与未聚合的微管蛋白之间存在动态平衡。这种平衡的改变调节着微管的聚合与解聚，而微管蛋白的合成与降解同微管聚合与解聚无关。
    20世纪70年代，体外研究模型已用于微管聚合与解聚的研究。人们发现细胞提取物在37℃、无Ca2+加入GTP的条件下，微管可自发形成。此后又有证据表明另一类蛋白质也参与微管聚合，包括Tau和微管相关蛋白质两类，它们只占微管蛋白总量的10％～15％。当温度降低微管解聚时，可发现两种类型的微管蛋白。一类是α和β微管蛋白二聚体，另一类是较大的环状或螺旋状微管蛋白聚合物。分离的环状结构能在温度升高时迅速掺入微管，而α和β微管蛋白二聚体则必须在环状结构或微管片段存在下，以其作为聚合起点才能加入到微管。后续的研究还表明分离的环状结构内含有微管相关蛋白质，而二聚体内则没有。由此可见微管相关蛋白质是微管二聚体向环状结构多聚体转化所必需的，而后者是微管聚合的中间体。显微照相发现，在微管解聚时，原丝相互分离，其末端往往弯曲形成卷曲状特别是产生类似环状的结构；反之，当微管聚合时，原丝似乎又是由展开的环状结构聚合而成。因此，微管聚合包括微管蛋白环状结构展开形成原丝，原丝再平行排列形成片状。当原丝数量达13时，片状原丝合拢成管。这一过程完成后，微管蛋白二聚体再加于微管末端，使微管不断加长（图5-3）。
    荧光标记微管蛋白微注射可直接观察细胞内微管蛋白的动态变化。实验发现，在任意时刻，一些微管在增长，而另一些则在缩短。如果长时间观察单根微管会发现微管的增长与缩短也是随机的。由于微管缩短发生快于其增长，许多微管最终从细胞消失，而被自微管蛋白组织中心生发出来的新微管所替代。微管的这种在增长与缩短两个时相之间所出现的延伸与退缩现象称之为微管动力学不稳定性。这一特性导致了微管蛋白二聚，体与多聚体的交换。
    微管蛋白二聚体加入微管末端是单向性的，即从微管蛋白组织中心向外延伸加长。以后的研究还发现解聚也可发生于微管聚合的另一端。

再版前言
第一版前言
第一章 绪论
第一节 结构生物学时代的兴起
第二节 结构生物学的主要研究技术
第三节 结构生物学研究现状和展望

专论篇
第二章 蛋白质的结构生物学基础
第一节 蛋白质的初级结构
第二节 蛋白质的高级结构
第三节 蛋白质结构生物学研究进程中的黄金时代

第三章 以蛋白酶为靶的合理药物设计
第一节 基于酶学机理的药物设计
第二节 酶晶体结构对药物设计的指导
第三节 以酶为靶的药物设计

第四章 受体结构生物学与药物设计
第一节 受体的分类与功能
第二节 受体与药物作用的分子机理
第三节 以受体为靶的药物分子设计

第五章 微管蛋白的结构与功能
第一节 微管的结构与分布
第二节 微管的分子组成
第三节 微管蛋白的组装动态
第四节 微管的功能
第五节 影响微管蛋白聚合与解聚的因素
第六节 微管作为抗癌药物作用靶点的研究

第六章 核酸的结构生物学基础
第一节 核酸的初级结构和基本功能
第二节 DNA的高级结构和功能
第三节 RNA的高级结构与功能

第七章 调控性核酸——反义核酸的结构与功能
第一节 反义RNA和反义DNA与反基因策略
第二节 三螺旋DNA的形成、结构及功能

第八章 酶性核酸的结构及其生物学意义
第一节 天然酶性核酸的类型、结构及生物功能
第二节 酶性核酸催化作用的分子机理
第三节 HH型酶性核酸的设计
第四节 HH型酶性核酸的化学修饰
第五节 非经典的化学键修饰酶性核酸研究新进展

第九章 G-四链体核酸的结构及其生物学功能
第一节 G-四链体的结构
第二节 G-四链体可能的生物学功能
第三节 G-四链体在药物设计方面的应用

第十章 核酸与蛋白质的相互作用
第一节 核酸与蛋白质间的作用力
第二节 核酸与蛋白质相互作用的分子基础
第三节 蛋白质中的核酸结合基序
第四节 研究蛋白质核酸相互作用的技术
第五节 非特异性相互作用
第六节 特异性相互作用
第七节 蛋白质工程与药物分子设计

第十一章 基于HIV结构生物学的药物研究之一
第一节 HIV的基本结构和生命周期
第二节 Tat蛋白和TAR RNA相互作用作为抗HIV药物的结构基础
第三节 以Tat-TAR RNA相互作用为基础的HIV-1抑制剂

第十二章 基于HIV结构生物学的药物研究之二
第一节 HIV-1衣壳蛋白的结构、组装机理及抑制剂
第二节 TRIM5α在HIV-1生命周期中的作用
第三节 人工合成的HIV衣壳蛋白抑制剂
第四节 人亲环蛋白A结构、生物学功能及其抑制剂

第十三章 小分子药物对核酸三维结构的识别
第一节 小分子药物与DNA的识别与作用方式
第二节 小分子药物与DNA作用的特异性研究

第十四章 模拟DNA结构与复制的分子自组装
第一节 分子自组装与DNA复制
第二节 DNA碱基间作用力的模拟
第三节 DNA复制模板的结构因素
第四节 DNA模板的模拟设计
第五节 分子自组装与DNA复制机理探究

第十五章 生物膜的结构生物学
第一节 生物膜的概念和结构
第二节 细胞膜的模型
第三节 细胞膜的功能
第四节 细胞内膜系统的结构与功能
第五节 细胞膜的组装
第六节 药物与细胞膜

第十六章 糖的结构、功能与糖及其模拟物的组合合成
第一节 糖的结构
第二节 糖的生物学功能简介
第三节 糖的组合合成
第四节 糖模拟物的组合合成
第五节 糖或糖模拟物库的分析和筛选

方法与技术篇
第十七章 核磁三共振技术在研究蛋白质结构中的应用
第一节 三共振实验
第二节 NMR技术的发展和应用前景

第十八章 NMR测定溶液中蛋白质结构的计算方法
第一节 计算蛋白质结构所需的NMR实验数据
第二节 蛋白质三维结构计算的一般方法
第三节 蛋白质结构的计算
第四节 蛋白质分子NOESY谱归属及结构的自动化确认和计算
第五节 蛋白质NMR测定结果质量分析

第十九章 多维核磁共振技术在研究核酸分子结构中的应用
第一节 DNA和RNA样品的合成
第二节 核酸分子的结构单元和参数
第三节 NMR样品的制备
第四节 核酸分子中核磁共振化学位移的归属

第二十章 晶体学方法之一
第一节 晶体及晶体X射线衍射的基础理论
第二节 生物大分子的晶体培养
第三节 蛋白质晶体的X射线衍射结构分析
第四节 晶体结构的表达
第五节 晶体的中子衍射

第二十一章 晶体学方法之二
第一节 “科学之眼”的诞生
第二节 电镜三维重构的理论基础
第三节 蛋白质电子晶体学研究技术
第四节 低温电镜技术在生物大分子结构研究中的应用

第二十二章 显微学方法之一
第一节 激光扫描共聚焦显微镜的工作原理、基本结构及基本功能
第二节 激光扫描共聚焦显微术在生物医学及药学研究中的应用

第二十三章 显微学方法之二
第一节 原子力显微镜的工作原理和基本结构
第二节 原子力显微镜的工作模式
第三节 原子力显微镜的优点和实验有关的问题
第四节 原子力显微镜在结构生物学中的应用

第二十四章 波谱学在结构生物学中的应用
第一节 圆二色光谱
第二节 红外和拉曼波谱技术
第三节 电子顺磁共振波谱技术

第二十五章 生物传感技术——表面等离子共振技术
第一节 表面等离子共振原理
第二节 表面等离子共振仪的组成及工作原理
第三节 表面等离子共振技术在研究药物与核酸相互作用方面的应用及方法

第二十六章 双向电泳在蛋白质研究中的应用
第一节 双向电泳的原理
第二节 双向电泳的方法
第三节 双向电泳技术的应用

第二十七章 高内涵筛选与高内涵分析技术
第一节 高内涵筛选的概念和优势
第二节 高内涵筛选系统的组成
第三节 用于HCS筛选与分析中的荧光染料与探针
第四节 HCS的应用

第二十八章 计算机辅助技术在生物大分子结构模拟与功能研究中的应用
第一节 计算机技术在蛋白质结构与功能研究中的应用
第二节 核酸结构的计算机分子动力学模拟与功能研究
第三节 基于生物网络的药物设计