Details

В учебном пособии обсуждаются основные понятия и термины нано- и бионанотехнологии, сведения о специфических особенностях строения и принципах функционирования, разработки и применения нано- и бионаномашин. Рассмотрены методы и способы манипуляции атомами и молекулами для решения нанотехнологических задач, а также механизмы создания структур и функциональных комплексов на атомно-молекулярном уровне с использованием биологических прототипов, фолдинг белков; роль самоассемблирования в процессе формирования белков; перспективы использования достижений бионанотехнологий в повседневной жизни человека и различных областях хозяйственной деятельности. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов химико-биологического профиля, обучающихся по укрупненной группе специальностей 190000 «Промышленная экология и биотехнологии», а также будет полезно для специалистов научных организаций, выполняющих исследования в сфере научных специальностей 19.04.01 «Биотехнология» (с 2024 г. – 29.01.7.1 «Биотехнология»).

The training manual discusses the basic concepts and terms of nano- and bionanotechnology, information on the specific features of the structure and principles of functioning, development, and application of nano- and bionanomachines. The authors consider methods and ways of manipulation of atoms and molecules for solving nanotechnological problems, as well as mechanisms for creating structures and functional complexes at the atomic and molecular level using biological prototypes; protein folding; the role of self-assembling in the process of protein formation; the prospects of using the achievements of bionanotechnology in everyday life and in various spheres of economic activity. The manual is intended for students and postgraduate students of the chemical and biological profile studying in the enlarged group of specializations 190000 "Industrial ecology and biotechnology"; it will also be useful for specialists of scientific organizations carrying out research in the field of scientific specializations 19.04.01 "Biotechnology" (from 2024 - 29.01.7.1 "Biotechnology").

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• Глава 1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ БИОНАНОТЕХНОЛОГИИ
• 1.1. Бионанотехнология: основные понятия и термины
• 1.2. Современные направления развития бионанотехнологии
• 1.3. Бионаномашины
• Контрольные вопросы
• 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
• Контрольные вопросы
• Глава 3. МЕТОДЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИИ БИОТЕХНОЛОГИИ
• 3.1. Технология рекомбинантных ДНК
• 3.2. Конструирование ДНК
• 3.3. Методы синтеза белков
• 3.4. Точечный мутагенез
• 3.5. Технология слияния белков
• 3.6. Моноклональные антитела
• Контрольные вопросы
• 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 эффектав формировании структуры биомолекул
• 4.6. Комбинаторный характер молекулярного разнообразия
• Контрольные вопросы
• 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
• Контрольные вопросы
• Глава 6. САМОАССЕМБЛИРОВАНИЕ И САМООРГАНИЗАЦИЯ
• 6.1. Принцип локального упрочнения биоструктур
• 6.2. Принцип контролируемого разупорядочения биоструктуры
• 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
• Контрольные вопросы
• БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК