The protein folding problem and its solutions

蛋白质折叠问题及解决方法

编 者：Arieh Ben-Naim

出 版 社：World Scientific

索 书 号：Q51/B469/2013/Y

藏书地点：武大外教中心

蛋白质是生命机体的基本组成部分，它是连接分子运作和生物功能的一个主要组成部分。蛋白质是由氨基酸组成的链状生物大分子，氨基酸与氨基酸之间通过缩水作用而形成肽键 ，进而形成多肽链.众所周知，蛋白质在生物体内占有特殊的地位.在生物体内，生命信息的流动可以分为两个部分：第一部分是储存于DNA序列中的遗传信息通过转录和翻译传入蛋白质的一级序列中，这是一维信息之间的传递，三联子密码介导了这一传递过程；第二部分是肽链经过疏水塌缩、空间盘曲、侧链叠集等折叠过程形成非常特定的复杂的空间结构，同时获得生物活性，从而将生命信息表达出来；而蛋白质作为生命信息的表达载体，它折叠所形成的特定空间结构是其具有生物学功能的基础，也就是说，这个一维信息向三维信息的转化过程是表现生命活力所必需的.根据安芬森 (Anfinsen)原理，每一种蛋白质分子都有自己特定的氨基酸组成和排列顺序，蛋白质一级结构的氨基酸序列包含和确定了其三维折叠结构的全部信息，即一级结构决定了蛋白质的高级结构。蛋白质的折叠就是指一个蛋白质从它的变性状态转变到它的特定的生物学天然构象的过程。在这一过程中, 除了共价二硫键之外，主要是氢键、范德华力和盐键等一些非共价键的断裂和形成.蛋白质折叠包含以下两个方面的内容：(1)变性的蛋白质或多肽链的折叠；通过三联密码翻译成的氨基酸序列链 (新生肽链 )的折叠。由蛋白质的一级结构生成三级结构的折叠过程也是非常复杂的，包括二级结构的初步形成、疏水塌缩、侧链的簇集 、折叠中间体的形成、脯氨酸的顺反异构等等过程。机体内，蛋白质必须折叠成合适的结构才能正确地发挥其功能，然而蛋白质折叠成精确而紧密的结构是一个复杂而容易出错的过程。一般发生错误折叠的蛋白质会被运送到细胞的再循环 “垃圾箱”中. 但如果发生错误折叠的蛋白质过多，则会使再循环机制无法应付，导致废弃蛋白质不断积累、聚集，最终会引起或有助于引起阿尔茨海默氏症在内的若干种神经退化疾病，因而有关蛋白质折叠的研究对于致病机理和药物开发有很大意义。

本书共由六章内容构成。第一章对本书的主题——蛋白质折叠问题进行了介绍，包括问题A——我们能否从氨基酸序列预测蛋白质的3D结构，问题B——加速和引导蛋白质折叠的主要因素是什么，问题C——使天然结构稳定的主要因素是什么。第二章对为什么在很长时间内对PFP（蛋白质折叠问题）有一个答案如此难懂进行了探讨，基于目标及基于起因的方法、寻找吉布斯自由能格局绝对最小值、HøO优势之谜等内容都涵盖其中。第三章对什么因素稳定了天然结构进行了详细的阐述，包括蛋白质折叠中的吉布斯自由能变化、直接和间接的相互作用、溶剂引起的部分吉布斯自由能变化的分析、与蛋白质天然结构稳定性有关的因素的总结等多个方面。第四章讨论的问题是什么因素引导和加速了蛋白质折叠，对问题B的阐明、直接和间接的作用于蛋白质的力的起源、作用于蛋白质上的力及引起的蛋白质的运动、展示多大的力能够引导和加速蛋白质折叠的理论框架等多个方面都是本章要阐述的内容。第五章的主题是是否存在折叠密码？——可预测性问题A的答案，包括是否能够从序列中“读”到结构，是否能够计算出任意给定序列的结构等。作者在第六章阐述的是冷、压力和溶质变性，主要涵盖了冷变性、压力变性及溶质变性三个方面。

正确的结构是功能的基础，蛋白质的错误折叠会形成无活性蛋白或引起淀粉样纤维的聚集， 引起阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、传染性海绵状脑病等蛋白质折叠疾病。因而，深入了解和研究蛋白质折叠问题，成为近年来科学家们不懈努力的方向。本书作者通过六章内容，详细阐述了蛋白质折叠问题。本书针对性较强，比较适合从事蛋白质折叠相关研究的科研人员和学生阅读参考。

本书目录

前言

致谢

第一章 什么是蛋白质折叠问题

第二章 为什么在很长时间内对蛋白质折叠问题有一个答案如此难懂

第三章 是什么因素稳定了天然结构

第四章 什么因素引导和加速了蛋白质折叠

第五章 是否存在折叠密码？可预测性问题A的答案

第六章 冷、压力和溶质变性

附录

结语

注释

参考书目

索引

（郑银珍）