蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）:检测和分析的类型和方法 ——Protein-protein interactions(PPIs): types, methods for detection and analysis

作者：Clyde R. Montgomery

索书号：Q591.2/P967/2017/Y

藏书地点：武大外教中心

蛋白质-蛋白质相互作用(PPIs)在重要的生物过程中发挥着重要的作用，如代谢和信号通路，细胞周期控制，DNA复制和转录。折叠的天然蛋白可以通过与结合伙伴的分子间相互作用，在许多生物学过程中发挥重要作用。因此，在高分辨率结构的基础上研究蛋白质与蛋白质的相互作用，是深入了解生物功能的分子机制和开发抑制特定蛋白质与蛋白质相互作用的药物化合物的关键课题。

蛋白质相互作用通常可以分为物理互作和遗传互作。物理互作是指蛋白质间通过空间构象或化学键彼此发生的结合或化学反应，是蛋白质互作的主要研究对象。而遗传互作则是指在特殊环境下，蛋白质或编码基因受到其他蛋白质或基因的影响，常常表现为表型变化之间的相互关系。

溶液核磁共振(NMR)是一种强大的在原子水平上揭示生物分子三级结构和分子缔合模式的光谱技术。核磁共振波谱为结合位点，甚至是弱相互作用，以及结合事件后蛋白质结构和动力学的变化提供了准确的信息。然而，由于核磁共振谱中共振峰的严重重叠和/或谱线的加宽，使得核磁共振谱及其配合物的核磁共振谱很难被检测到，这限制了核磁共振谱在许多生物体系中的应用。近年来，核磁共振测量技术和样品制备技术的发展克服了这些困难，使利用溶液核磁共振波谱研究蛋白质与蛋白质相互作用成为可能。溶液核磁共振(NMR)光谱学还为弱分子间相互作用以及在残基水平上结合事件后蛋白质结构和肌张力的变化，提供了关于结合位点和模式的准确信息。

近年来，一些获取蛋白质良好性能的方法得到更新，许多基于蛋白质序列信息的学习方法被开发出来。这些方法通常使用机器学习算法，结合序列特征来描述蛋白质的氨基酸。为了获得良好的预测性能，最重要的计算难题是用固定长度的特征向量有效地表示蛋白质序列。因此，一些研究者提出了新的序列表示技术，他们利用氨基酸的理化性质、氨基酸的位置信息、氨基酸组成比例和蛋白质进化信息，将蛋白质序列转化为特征向量。

配合物的等温滴定量热法是研究结合热力学最有力的方法之一。在前人热力学研究的基础上，科研人员研究了许多具有吸引力的静电结合，比如在带相反电的蛋白质、带负电荷的核酸和蛋白质之间的结合，以及蛋白质和带正电荷的金属离子之间的结合。其研究结果让有吸引力的静电相互作用，以及显著的束缚热力学和焓与熵之间的相互作用有了一个全面的看法。

蛋白质-蛋白质相互作用的异常聚集导致蛋白质功能障碍和许多疾病。近几十年来，关于原蛋白错折和聚集的机制、聚集体的结构特性、聚集与疾病发生、发展的关系等方面已获得了丰富的信息。结构生物学的技术和理论进展揭示了蛋白质聚集体在原子和分子水平上的详细结构，即具有代表性的淀粉样纤维和非晶态聚集体。多蛋白复合物的形成是人体几乎所有细胞功能和过程的基础。这些多蛋白复合物可能仅由多种多样的蛋白单体组成，而其他复合物可能包含多聚和低聚物单一的蛋白质。由于人体中超过三分之一的蛋白质被假定为形成低聚体，因此在研究蛋白质功能时不应忽视这一重大逻辑现象的影响和重要性。多年来，无论是单体还是寡聚体，蛋白质功能的研究主要集中在单一状态下蛋白质的作用。

基于以上原理，本书《蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）:检测和分析的类型和方法》主要对目前比较重要的一些检测和分析蛋白质互作的方法和类型进行了详细介绍。

《蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）:检测和分析的类型和方法》一书于2017年由Nova Science 出版，作者是Clyde R.Montgomery 。本共分为6章，第一章介绍了两种主要的核磁共振(NMR)方法，用于研究蛋白质之间的相互作用、化学位移扰动和残余偶极耦合，并给出了制备样品、NMR测量和分析的实用技巧。第二章介绍了蛋白质相互作用的基本原理，对近年来溶液核磁共振波谱技术在蛋白质相互作用研究中的最新进展进行了综述，并且对几个强大的核磁共振方法，包括交叉饱和、顺磁弛豫增强、pscudo-contact位移和细胞内核磁共振进行了综合解释。第三章是用基于蛋白质序列信息的多种学习方法识别PPIs。第四章用等温滴定量热法研究了质子泵抑制剂的热特性，简要地描述了分子间相互吸引静电作用控制动力学驱动力的热力学性质，讨论了共形熵在稳定络合物中的重要作用，以及驱动图的实用性。第五章描述了淀粉样纤维结构的一般微观特征，并讨论了具有填料等构象的蛋白质团聚体的宏观性质。第六章回顾了蛋白自缔合作为质子功能调节剂的特殊情况，蛋白质的二聚、寡聚、聚集或纤颤如何改变蛋白质在不同细胞通路中的功能。

《蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）:检测和分析的类型和方法》是一本专业性和实用性较强的可操作读本，其内容饱满详实、编排合理，图文并茂，适合于分子生物学、生命科学等专业的高年级本科生、研究生和相关领域的科研和教工人员参阅。

除此之外，还包括一些其他的特点：

1、本书分为6个部分，既讲解了蛋白质相互作用过程的基础知识，又着重讲解了深入研究蛋白质相互作用的方法和技术，是一本应用很强的书籍，对于想要学习和研究蛋白质相互作用的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。

2、每个章节都是由一篇篇的文献组成，结构清晰，主题明确，大量的彩图使得难以表述的反应过程和基本结构更易于理解。同时，每个章节都是由活跃在科研一线并在蛋白质相互作用研究方面做出突出贡献的国际知名研究者撰写，这使得本书的讲解既详细又专业，让读者能够从中了解到蛋白质相互作用的专业知识以及最新的前沿进展。

3. 与传统的专业书籍相比，本书装订本版面不大，质量轻盈，便于携带，为读者带来不少便利。

总之，《蛋白质-蛋白质相互作用（PPIs）:检测和分析的类型和方法》一书为想要研究蛋白质相互作用的相关人员提供了清晰的操作路径。作为分子生物学领域的一本前沿研究图书，这是一本十分值得我们阅读、参考、利用和借鉴的国外教材。

本书目录：

前言

第一章通过溶液核磁共振检测蛋白-蛋白互作的先进技术，第一部分：化学位移微扰和剩余偶极耦合

Young-Ho Lee and Toshihiko Sugiki

第二章通过溶液核磁共振检测蛋白-蛋白互作的先进技术，第二部分：交叉饱和，顺磁效应和细胞内核磁共振

Toshihiko Sugiki and Young-Ho Lee

第三章通过蛋白质序列信息的学习方法来鉴定蛋白-蛋白互作关系

Yijie Ding,Jijun Tang and Fei Guo

第四章用等温滴定量热法测定蛋白-蛋白互作的热动力学

Ju Yaen Kim,Misaki Kinoshita,Takashi Inui,Genji Kurisu,Yuji Goto,Toshiharu Hase,Koichiro Ishimori and Young-Ho Lee

第五章热力学揭示了淀粉样纤维的分子结构

Tatsuya Ikenoue,Yuxi Lin,Misaki Kinoshita,Kazumasa Sakurai,Yuji Goto and Young-Ho Lee

第六章蛋白质在健康和疾病中的自身相互作用：二聚、低聚和多聚怎样调节蛋白质功能

Ailis O’Carroll,Mehdi Moustaqil,Andre D.G.Leitao,Yann Gambin and Emma Sierecki

索引