细胞和分子生物学的国际综述——早期蛋白质错折叠和多倍体聚集（329卷）
International review of cell and molecular biology——Early Stage Protein MisfoldingandAmyloid Aggregation（Volume 329）
作者：Massimo Sandal
出版：academic press
索书号：Q2I/61/2017/V.329/Y
ISBN: 978-0128122518
藏书地点： 武大外教中心
蛋白质是生物体各种功能的执行者，同时也是生物体结构的构建者。蛋白质只有正确折叠并形成相应的高级结构，才能正常行使其生物学功能，因此蛋白质结构的研究一直是生物学领域的热点。蛋白质的一级结构决定其高级结构和功能的这一观点已被普遍接受。近年来发现一些疾病总伴随有蛋白质错误折叠并发生聚集的现象，这类疾病统称为蛋白质构象紊乱症（PCD）。
蛋白质寡聚化能使错误折叠时的构象改变更加稳定，一种治疗的策略就是减少蛋白质聚集中间体的浓度干扰其寡聚化：合成一些能使蛋白质向错误折叠过渡的中间体稳定性降低或加速蛋白质的聚集的干扰肽。一些人工合成的含有自识别模体的短肽对蛋白质异常构象有破坏作用，这类短肽即小人工分子伴侣。干扰肽与错误折叠蛋白质疏水核心区序列同源其作用机制可能是屏蔽了错误折叠时暴露的疏水区，使蛋白质只能形成具有正常功能的构象。另一些研究发现蛋白质聚集加快时细胞毒性减弱。
错误折叠蛋白质聚集体的细胞毒性的研究为PCD的治疗提供了另一个治疗方向，即能专一性识别Ab纤维前体的单克隆抗体可在体外减弱其细胞毒性。他们进一步发现Ab的抗体能作用于其他PCD聚集体的前体物质，同样具有减小毒性的效果。这些毒性物质结构类似，具有相同的抗原决定簇，所产生的抗体也可以通用。可见，此类毒性蛋白的折叠结构是引起的细胞毒性的关键因素；通过免疫学等相关技术将细胞内堆积的毒性蛋白封闭也是一种治疗的策略。但是以上实验只是体外实验的结果，在体内环境下效果如何目前还没有报道。
此外，多研究都在考虑将分子伴侣用于PCD的治疗。越来越多的研究发现，分子伴侣在蛋白质聚集过程中扮演的角色并不一致。一般的观点认为，分子伴侣在蛋白质折叠过程中起着监督引导的作用，可引导错误折叠蛋白质形成正确构象，同时也可将一些错误折叠蛋白质引入依赖泛素的蛋白酶体并最终降解。分子伴侣与蛋白质聚集体的结合有序列特异性，这种 特异性导致了蛋白质在细胞内不同部位的特异性聚集。因此搞清楚分子伴侣在细胞内的具体功能，应该会有助于错误折叠蛋白质的聚集和PCD的研究。
《细胞和分子生物学的国际综述——早期蛋白质错折叠和多倍体聚集》一书于2017年由academic press出版，作者为Massimo Sandal。
《细胞和分子生物学的国际综述——早期蛋白质错折叠和多倍体聚集》一书，作者展现了早期蛋白质错折叠和多倍体聚集领域中的一些最新研究，讨论的主题主要包括多肽链折叠成具有生物活性的实体是一个惊人复杂的过程，这是由核糖体产生的残基的序列决定。长期以来，人们一直认为进化缩短了基因组，使特定的序列可以采用独特的、功能强大的三维折叠。但现在很清楚，复杂的蛋白质机器可以作为质量控制系统，并监督折叠。尽管如此，诸如错误折叠、部分折叠或错误折叠等事件在细胞或整个生物体的生命周期中是经常发生的，它们可以逃脱控制。这种不当行为的一个可能的结果是cross-β聚合。进化在监督错误的风险，并将其影响降到最低。我们将讨论从这些研究中获得的知识如何被用于生成能够评估、预测和区分蛋白质序列聚合特性的计算方法。
《细胞和分子生物学的国际综述——早期蛋白质错折叠和多倍体聚集》一书作为细胞和分子生物学专业研究读物，内容全面，语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1、 本书在每一章的结尾突出对未来潜力的展望，以激发在这一令人兴奋和富有成果的研究领域继续研究的新思想和动机。
2、 本书提供了关于化学、结构、模型系统和用于研究早期蛋白质错折叠和多倍体聚集见解。一个主要的焦点是早期蛋白质错折叠和多倍体聚集在不同的生理过程和疾病中的突出地位，以及在不同学科中的应用。这本书旨在阐明早期蛋白质错折叠和多倍体聚集科学的意义和美，并为希望从事早期蛋白质错折叠和多倍体聚集研究的学者以及已经从事该领域工作的科学家提供一个切入点。
3、本书的最后还列有涉及到的专业名词的索引，方便读者查找。
总的说来，《细胞和分子生物学的国际综述——早期蛋白质错折叠和多倍体聚集》一书为想要了解的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞和分子生物学领域的一本前沿研究图书，是一本值得为想要涉足该领域的人员推荐的专业书籍。
细胞是非常拥挤的环境，因此使用含有单一蛋白质的稀释盐水这是太过简单，无法模拟真实情况。大分子拥挤可能影响蛋白质结构、折叠、形状、构象稳定性、小分子的结合、酶活性、与同源生物分子的相互作用以及病理聚集。后一种现象通常会导致淀粉样纤维的形成，这种淀粉样纤维与几种致命的神经退行性疾病有关，但也可能在某些生物体中发挥功能。在过去的几年里，大多数分子模拟都是在稀释溶液中进行的，并且在时间尺度和系统维度上都受到现有计算资源的限制。近年来，人们开发了几种计算方法来接近生理条件。在这篇综述中，我们总结了在稀释和拥挤的环境中解决蛋白质聚集问题的主要计算技术。我们为先进的本科生，研究生，和专业科学家提供全面的审查和最新进展对特定主题提出广泛的观点包括有价值的参考资料。
在帕金森病等神经退行性疾病患者的大脑和组织中已检测到淀粉样聚集体的寡聚形式，人们普遍认为这些淀粉样聚集体是帕金森病发生和传播的关键致病因子。然而，对这些物种的研究是极具挑战性的，这主要是由于它们本质上是短暂的性质和高度的异质性。识别结构性质和形成机制的细节是至关重要的，不但对理解蛋白质错误折叠和淀粉样蛋白聚集的机制，也为诊断和治疗靶点的识别提供依据。
蛋白质和多肽的错折叠和聚集在许多疾病和许多生理过程中发挥着重要作用。许多在体内错误折叠和聚集的蛋白质本质上是无序的。蛋白质聚集是一个复杂的多步骤过程，聚集体在形态、结构、稳定性、细胞毒性和自繁殖能力等方面存在显著差异。聚集过程受内在因素(如突变和表达水平)和外在因素(如多肽链截断、大分子拥挤、翻译后修饰以及与金属离子、其他小分子、脂质膜和伴侣的相互作用)的影响。本文综述了这些因素对生理上重要的内在无序蛋白质聚集的影响。
单个蛋白质分子凝聚成致密的不溶相，在材料科学、医学、结构生物学和药理学等多个领域具有重要意义。这些凝结现象的一个共同特征是，它们通常是有核的过程，也就是说，第一段凝聚相的形成需要耗费大量的能量，因此与随后的生长相比，其形成速度较慢。本文简要介绍了各种蛋白质成核现象的异同，并在胶体和聚合物科学的框架下对它们进行了理论描述和实验研究。特别强调的是一种特殊类型的丝状蛋白聚集物即淀粉样纤维的成核。对目前从实验中获得的淀粉样纤维成核的知识进行了批判性的评估，我们认为它没有人们普遍认为的那么先进。这是由于第一在实验研究中缺乏对均质成核和非均质成核的区别的强调；第二在分析淀粉样纤维成核的动力学数据时使用了过分简化和不适当的理论框架。本文概述并提供一种策略，即如何在未来改善我们对这类重要过程的理解。
虽然古代哲学家对传染的原因有很多看法，但现代对传染媒介的研究始于弗拉卡斯托罗1546年提出的“孢子”传播传染病的观点。然而，要对自然界的病原体进行严格的分类，还需要等待一个成熟的微生物理论，而这个理论在300年后才会出现。在19世纪，最早被描述的病原体是细菌和其他细胞微生物。到那个世纪末，伊万诺夫斯基和贝耶林克的工作引入了病毒的概念，一种比任何已知细胞都小的传染性粒子。直到20世纪中期，病原微生物学呈爆炸式增长，几乎每一种传染性疾病都有一个细胞或病毒病因。一些神秘的病原体还有待发现，包括1982年普鲁西纳提出的感染性蛋白(朊病毒)。本文综述了在哺乳动物、酵母和其他生物体中发现的朊病毒，重点讨论了淀粉基朊病毒。讨论了这些制剂的基本生化特性，以及这些知识在蛋白质折叠和聚集疾病中的应用，以及酵母作为一个模型生物来研究影响人类和动物健康的朊病毒和淀粉样蛋白的用途。此外，还总结了这些研究中出现的一些观点，即朊病毒的概念可能超出了蛋白质感染性颗粒的范畴，而且朊病毒可能是蛋白质的一个子集，具有一般的成核或播种功能，参与非感染性和感染性致病蛋白聚集。
本书目录：
第一章:从能够抵抗自组装的蛋白质序列进化到预测聚合的倾向
F. Bemporad, M. Ramazzotti
1 介绍
2 蛋白质序列的进化:需要功能性vs聚集风险
3 在主序列水平抑制聚集的进化策略
4 在结构层次上抑制聚集的进化策略
5 在细胞水平抑制聚集的进化策略
6 开发了能够识别淀粉样蛋白热点和淀粉样蛋白倾向性的算法
7 结论和未来展望
参考文献
第二章:蛋白质聚集与分子拥挤:多尺度模拟的观点
F. Musiani, A. Giorgetti
1介绍
2计算技术
3角度
参考文献
第三章: α-突触核蛋白寡聚体的结构特点
N. Cremades, S.W.
Chen, C.M. Dobson
1介绍
2 淀粉样蛋白的形成
3 α-突触核蛋白
4 αS的低聚物的状态
5不同类型淀粉样蛋白的关系
参考文献
第四章:内在因素和外在因素对生理上重要的内在无序蛋白质聚集的影响
L. Breydo, J.M. Redington, V.N. Uversky
1 本质上无序的蛋白质聚集
2 影响IDPs聚集的2个因素
3 结论
致谢
参考文献
第五章:蛋白质集合体的成核-从晶体到淀粉样原纤维
Alexander K. Buell
1 蛋白质凝结
2 成核——一个新阶段的出现
3 界面非均质成核
4 二次成核是异质成核的一种特殊情况
5 实验方法研究浓缩蛋白相的成核
6 淀粉样低聚体和(临界)淀粉样核
7 前景
8 结论
致谢
参考文献
第六章:朊病毒的构成:从动物到酵母的感染性蛋白
K.S. MacLea
1 介绍
2 病原体和朊病毒假说的出现
3 发现的证据:动物、酵母和其他朊病毒的鉴定
4 朊病毒的构成:定义朊病毒的特征
5 朊病毒概念在疾病及其他方面的扩大
6 结论
参考文献
第七章:哺乳动物朊病毒的结构及其聚集体
E. Vázquez-Fernández,
H.S. Young, J.R. Requena, H. Wille
1介绍
2非晶态团聚体和低聚体
3二维晶体
4淀粉样原纤维
5未来朊病毒结构生物学展望
6结论
致谢
参考文献