本书是面向高等学校理工科学生所编写的一本初识软物质生物分子的教材。本书所包含的基本物理概念、物理理论和物理方法是理解和分析软物质生物分子的重要内容，也是未来从事软物质生物分子物理相关工作所不可或缺的知识。本书是物理学专业知识的拓展与延伸，能够使学生在了解基本物理概念和理论的基础上，掌握相关的物理模型和分析工具，了解物理知识和方法在理论物理交叉学科前沿中的应用，提高学生对学科交叉融合的认知，为进一步深入研究软物质生物分子物理问题打下坚实的基础。
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2007年获得华中科技大学物理系理学学士学位，
2012年获华中科技大学物理学院理论物理专业理学博士学位2012至2016 年，在美国乔治华盛顿大学物理系和分子科学中心从事生物物理的博士后与研究科学家的研究工作，2016年，加入华中师范大学物理科学与技术学院，聘为副教授。2019年入选华中师范大学“桂子青年学者”教学名师支持计划，2017年和2020年分别入选2项省部级人才支持计划博士，华中师范大学物理科学与技术学院生物物理所研究员，湖北省楚天学子。从事生物物理、生物信息学和软物质生物分子大数据分析等工作10余年。主持国家自然科学基金、湖北省自然科学基金、中央高校基金等多项国家和省部级科技课题受邀担任Frontiers in Genetics客座编辑和Scientific Reports编委成员，Physical Review Letters等10余个国际学术杂志审稿人
目录
序言
前言
第1章 什么是软物质？ 1
1.1 胶体 1
1.2 非牛顿体 3
1.3 晶状体.4
1.4 肥皂泡.5
1.5 分子聚合物 6
1.6 小结 7
1.7 课后练习 7
延展阅读 7
参考文献 10
第2章 蛋白质分子结构 11
2.1 氨基酸 11
2.2 肽键与主链 14
2.3 蛋白质二级结构 16
2.3.1 螺旋结构 16
2.3.2 β折叠结构 18
2.3.3 常见折叠类型 19
2.4 蛋白质三级结构 20
2.5 稳定蛋白质结构的物理相互作用 21
2.5.1 共价键 21
2.5.2 静电相互作用 22
2.5.3 极性相互作用 22
2.5.4 非极性相互作用 22
2.5.5 金属离子作用 23
2.5.6 水分子相互作用 24
2.6 小结 24
2.7 课后练习 24
延展阅读 25
参考文献 28
第3章 核酸分子结构 30
3.1 主链结构 30
3.2 碱基与配对 31
3.3 螺旋与柔性 33
3.4 RNA结构 35
3.4.1 RNA与DNA结构的不同 35
3.4.2 RNA结构模体 36
3.5 核酸–蛋白质复合物 39
3.6 金属离子效应 40
3.7 小结 42
3.8 课后练习 42
延展阅读 43
参考文献 46
第4章 分子动力学模拟 48
4.1 动力学模拟 48
4.2 小结 56
4.3 课后练习 56
延展阅读 57
参考文献 59
第5章 结构预测 61
5.1 蛋白质二级结构预测 61
5.1.1 蛋白质二级结构预测方法 61
5.1.2 蛋白质二级结构预测实例 63
5.2 蛋白质三级结构预测 66
5.2.1 同源建模法 67
5.2.2 穿线建模法 70
5.2.3 从头预测法 73
5.3 RNA二级结构预测 74
5.3.1 RNA二级结构预测方法 74
5.3.2 RNA二级结构预测实例 76
5.4 RNA三级结构预测 78
5.4.1 RNA构象生成 78
5.4.2 RNA预测结构评估 80
5.5 基于人工智能的结构预测 84
5.6 小结 87
5.7 课后练习 87
延展阅读 88
参考文献 92
第6章 分子对接 96
6.1 锁钥模型 96
6.2 复合物分子标准数据集 98
6.3 复合物结构采样 102
6.4 复合物结构评估 104
6.4.1 RNA-蛋白质复合物结构评估方法 104
6.4.2 RNA-蛋白质复合物结构评估实例 108
6.5 基于人工智能的复合物结构预测 110
6.6 小结 111
6.7 课后练习 112
延展阅读 112
参考文献 113
第7章 复杂网络模型 116
7.1 网络的基本概念 117
7.2 网络的基本特征 122
7.2.1 网络局部特征 122
7.2.2 网络全局特征 125
7.3 分子内相互作用网络与预测 130
7.3.1 直接耦合分析模型 131
7.3.2 直接耦合分析预测蛋白质分子内相互作用 137
7.4 动力学网络分析 142
7.4.1 分子动力学模拟与研究体系 143
7.4.2 从动力学模拟到动力学网络 144
7.4.3 动态互相关矩阵 145
7.4.4 动力学网络社区划分 146
7.4.5 最优路径和次优路径识别 149
7.5 基于复杂网络的生物分子复合物相互作用位点预测 150
7.5.1 问题背景 150
7.5.2 模型搭建 151
7.5.3 研究结果 154
7.6 小结 155
7.7 课后练习 156
延展阅读 157
参考文献 160
《21世纪理论物理及其交叉学科前沿丛书》已出版书目 163
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