细胞和分子生物学的国际性综述——

INTERNETIONAL REVIEW OF CELL AND MOLECULAR BIOLOGY

编者：Arun K.Shukla

出版：ACADEMIC PRESS

索书号：Q2/I-61/2018/V.339/Y

ISBN：978-0-12-813774-1

藏书地点：武大外教中心

细胞生物学(Cell Biology)是在显微、亚显微和分子水平三个层次上，研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。细胞生物学由Cytology发展而来，Cytology是关于细胞结构与功能(特别是染色体)的研究。现代细胞生物学从显微水平、超微水平和分子水平等不同层次研究细胞的结构、功能及生命活动。在我国基础学科发展规划中，细胞生物学与分子生物学、神经生物学和生态学并列为生命科学的四大基础学科。

从研究内容来看细胞生物学的发展可分为三个层次，即：显微水平、超微水平和分子水平。从时间纵轴来看细胞生物学的历史大致可以划分为四个主要的阶段：

第一阶段：从16世纪后期到19世纪30年代，是细胞发现和细胞知识的积累阶段。通过对大量动植物的观察，人们逐渐意识到不同的生物都是由形形色色的细胞构成的。

第二阶段：从19世纪30年代到20世纪初期，细胞学说形成后，开辟了一个新的研究领域，在显微水平研究细胞的结构与功能是这一时期的主要特点。形态学、胚胎学和染色体知识的积累，使人们认识了细胞在生命活动中的重要作用。1893年Hertwig的专著《细胞与组织》（Die Zelle und die Gewebe）出版，标志着细胞学的诞生。其后1896年哥伦比亚大学Wilson编著的The Cell in Development and Heredity、1920年墨尔本大学Agar编著的Cytology 都是这一领域最早的教科书。

第三阶段：从20世纪30年代到70年代，电子显微镜技术出现后，把细胞学带入了第三大发展时期，这短短40年间不仅发现了细胞的各类超微结构，而且也认识了细胞膜、线粒体、叶绿体等不同结构的功能，使细胞学发展为细胞生物学。De Robertis等人1924出版的普通细胞学（General Cytology）在1965年第四版的时候定名为细胞生物学（Cell Biology），这是最早的细胞生物学教材之一。

第四阶段：从20世纪70年代基因重组技术的出现到当前，细胞生物学与分子生物学的结合愈来愈紧密，研究细胞的分子结构及其在生命活动中的作用成为主要任务，基因调控、信号转导、肿瘤生物学、细胞分化和凋亡是当代的研究热点。

分子生物学（molecular biology)是从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 （中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。1953年沃森、克里克提出DNA分子的双螺旋结构模型是分子生物学诞生的标志。

生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应 用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。

G蛋白偶联受体（G Protein-Coupled Receptors，GPCRs）是一大类膜蛋白受体的统称。这类受体的共同点是其立体结构中都有七个跨膜α螺旋，且其肽链的C端和连接第5和第6个跨膜螺旋的胞内环上都有G蛋白（鸟苷酸结合蛋白）的结合位点。研究显示G蛋白偶联受体只见于真核生物之中，而且参与了很多细胞信号转导过程。在这些过程中，G蛋白偶联受体能结合细胞周围环境中的化学物质并激活细胞内的一系列信号通路，最终引起细胞状态的改变。已知的与G蛋白偶联受体结合的配体包括气味，费洛蒙，激素，神经递质，趋化因子等等。这些配体可以是小分子的糖类，脂质，多肽，也可以是蛋白质等生物大分子。一些特殊的G蛋白偶联受体也可以被非化学性的刺激源激活，例如在感光细胞中的视紫红质可以被光所激活。与G蛋白偶联受体相关的疾病为数众多，并且大约40%的现代药物都以G蛋白偶联受体作为靶点。

G蛋白偶联受体的下游信号通路有多种。与配体结合的G蛋白耦联受体会发生构象变化，从而表现出鸟苷酸交换因子（GEF）的特性，通过以三磷酸鸟苷（GTP）交换G蛋白上本来结合着的二磷酸鸟苷（GDP）使G蛋白的α亚基与β、γ亚基分离。这一过程使得G蛋白（特别地，指其与GTP结合着的α亚基）变为激活状态，并参与下一步的信号传递过程。具体的传递通路取决于α亚基的种类（Gαs,Gαi/o,Gαq/11,Gα12/13），其中两个主要的通路分别涉及第二信使环腺苷酸（cAMP）和磷脂酰肌醇。参见AC系统（腺苷酸环化酶系统）。

G蛋白偶联受体参与众多生理过程。包括但不限于以下例子：

感光：视紫红质是一大类可以感光的G蛋白偶联受体。它们可以将电磁辐射信号转化成细胞内的化学信号，引导这一过程的反应称为光致异构化（Photoisomerization）。具体细节为：由视蛋白（Opsin）和辅因子视黄醛共价连接所构成的视紫红质在光源的刺激下，分子内的视黄醛会发生异构化，从“11-顺式”变成“全反式”，这个变化进一步引起视蛋白的构象变化从而激活与之偶联的G蛋白，引发下游的信号传递过程。

嗅觉：鼻腔内的嗅上皮（Olfactory epithelium）和犁鼻器上分布有很多嗅觉受体，可以感知气味分子和费洛蒙。

行为和情绪的调节：哺乳动物的脑内有很多掌控行为和情绪的神经递质对应的受体是G蛋白偶联受体，包括血清素，多巴胺，γ-氨基丁酸和谷氨酸等。

免疫系统的调节：很多趋化因子通过G蛋白偶联受体发挥作用，这些受体被统称为趋化因子受体。其它属于此类的G蛋白偶联受体包括白介素受体（Interleukin receptor）和参与炎症与过敏反应的组胺受体（Histamine receptor）等。

《细胞和分子生物学的国际性综述》一书于2018年由ACADEMIC PRESS出版，编者是Arun K.Shukla。

《细胞和分子生物学的国际性综述》一书收编了包括模糊的界限：酪氨酸激酶受体作为功能性的G蛋白偶联受体；心血管GPCRs对心力衰竭治疗的偏激动/拮抗作用；G蛋白偶联受体复敏范例；G蛋白偶联受体在膜运输和内胚体信号中的发展；G蛋白βγ信号的调控这5篇分子生物学领域最前沿的文章，主要向读者介绍了关于G蛋白偶联受体在细胞发育及各个通路中的作用，另外还有心血管GPCR对心力衰竭疾病治疗方面的作用，方便对分子生物学领域感兴趣的读者了解最新研究成果。

《细胞和分子生物学的国际性综述》一书为分子生物学领域专业研究读物，专业性强，索引文献众多，内容真实可靠。除此之外还有以下特点：

1、 书中的每个章节都是由不同的专业研究人士提供，他们都是致力于该领域的最新研究，让我们在短时间内了解更全面，更专业的资料。

2、 书中采用了兼具专业性和生动有趣性的语言，让读者在学习知识的同时不落于乏味之中。

3、 在本书的最后，将出现的专业词汇都按照字母排列顺序罗列出来，大大方便了大家对阅读过程中对分子生物学研究的专业术语的认知。

本书目录：

1、 模糊的界限：酪氨酸激酶受体作为功能性的G蛋白偶联受体

2、 心血管GPCRs对心力衰竭治疗的偏激动/拮抗作用

3、 G蛋白偶联受体复敏范例

4、 G蛋白偶联受体在膜运输和内胚体信号中的发展

5、 G蛋白βγ信号的调控