Advances in Protein Chemistry and Structural Biology: Protein Misfolding
作者：Rossen Donev（编者）
出版：ACADEMIC PRESS
ISBN: 978-0-12-817750-1
藏书地点： 武大外教中心
折叠不当的蛋白质会逃过细胞质量控制机制，无法正确折叠或保持正确折叠形态，导致其功能特异性丧失。因此，蛋白质的错误折叠会导致很多不同的疾病，从新陈代谢错误到各种类型的复杂神经退行性疾病。蛋白质的折叠决定了蛋白质的功能，其折叠不当会导致功能丧失缺陷。此外，对于某些蛋白质，它们的错误折叠可能导致功能性增益毒性，导致蛋白质错误折叠疾病，如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症或普里昂病。在所有这些疾病中，一种或多种蛋白质被错误地折叠并聚集成疾病特异性组件，通常以纤维淀粉样蛋白沉积的形式出现。大多数蛋白质折叠疾病都有着一种基本的分子机制，可以控制错误折叠和多重聚集。各种各样的实验方法有助于我们了解错误折叠的蛋白质聚合物，折叠机制本身难以研究，因为错误折叠事件的必要时间尺度和分辨率往往不在可观察到的参数空间之内。分子动力学模拟凭借其内在的分子视角和构成模拟基础的分步迭代过程填补了这一空白。
蛋白质折叠错误可能是各种不同生物过程的结果，这些过程会破坏蛋白质形成热力学稳定三级结构的能力，从而阻碍其发挥其适当的功能。本书探索了使蛋白质其具有稳定的三级结构的性质，并具体了解了已知的发生在DNA编码区域的突变，这些突变会破坏蛋白质折叠成热力学上稳定的第三级结构的能力。作者研究这些蛋白质折叠不当所造成的后果，包括内质性视网膜应激反应和由此产生的未折叠蛋白反应。这些情况与肾脏疾病有特别的关系。
蛋白质稳态是指细胞维持蛋白质组健康的能力。细胞中存在高度保守的质量控制机制以维持蛋白质稳态。这些包括热休克反应、未折叠蛋白质反应和蛋白质清除/降解途径。这些机制和其他机制共同组成了蛋白质稳态网络。该网络不断受到攻击，对蛋白质折叠环境的变化非常敏感，在一定条件下导致蛋白质稳态崩溃。这里探索了蛋白质稳态网络所经历的内在和外在应激。内在应激包括遗传背景以及转录和翻译的保真度。这些导致细胞蛋白的丰度或氨基酸序列的变化。外部应激是指蛋白质组的环境扰动，如温度应激、氧化应激、空气污染和香烟烟雾引起的环境扰动。由于蛋白酶的应激超过蛋白质稳态网络的能力，老年痴呆症和亨廷顿舞蹈症等衰老性神经退行性疾病更有可能随之而来。蛋白质稳定性传递了蛋白质稳态、功能和与如其他蛋白质，代谢物和药物互作的信息。因此，迫切需要能够检测蛋白质稳定性的技术。
酪蛋白是一组密切相关的内在紊乱蛋白质（IDP），最出名的是它们在牛奶中发生的稳定、多径弥散的、球形的、无定形的颗粒，通常含有数千个蛋白质链和数百个磷酸钙纳米簇。这些粒子被称为酪蛋白胶粒，尽管它们的结构与清洁剂颗粒的结构没有相似之处。酪蛋白具有开放和灵活的构象，具有多聚L-脯氨酸 II二级结构的优势，因此不能描述为疏水蛋白。
蛋白质和核酸的液-液相分离（LLPS）和相转换（LLPT）已成为细胞生物学的新范例。在这里，作者描述了关于LLPS和LLPT的最新发现，包括导致其形成的分子和物理决定因素，由此产生的功能及其在细胞生理学和疾病中的影响。淀粉样聚合蛋白与许多神经退行性疾病和癌症有关，与这些疾病相关的蛋白质的LLPS似乎与它们在不同细胞环境中的功能有关。淀粉样蛋白的形成将对应于不可逆转的液体到固体的过渡，如PrP、TDP43、FUS/TLS和tau蛋白在神经退行性病理学中以及与癌症突变肿瘤抑制剂p53中清楚观察到淀粉类蛋白。核酸对LLPS和淀粉样聚合都起到调节作用。
淀粉样体疾病，特别是阿尔茨海默氏症（AD），其特征是淀粉样蛋白-β（Aβ）的生产和清除之间失衡了。淀粉样蛋白或多肽可以通过多种寡聚状态从单体转化为β链纤维。在各种淀粉样物质中，结构化的寡聚体比纤维状的毒性更大。然而，淀粉样蛋白寡聚体的鉴定由于其异质性和可转移性一直具有挑战性。根据目前研究结果的收集，人们越来越一致地认为，控制有毒淀粉样蛋白寡聚体可能是调节淀粉样蛋白相关毒性的有效方法，从而推动淀粉样蛋白相关疾病新诊断和治疗方法的发展。。
几十年来，阿尔茨海默病（AD）被定义为蛋白质折叠错误和聚集紊乱导致的疾病。特别是细胞外肽片段，淀粉样蛋白-β（Aβ）和细胞内微管相关蛋白质tau被认为会引发神经退行级联反应，使AD患者逐渐丧失记忆和执行功能。因此，这两种蛋白质成为研究的焦点，并成为数百项临床试验的主要致病靶点。在此，作者回顾了Aβ和 tau蛋白，检查从生物合成到发病机率的生物过程，并评估它们对药物干预的脆弱性。
《蛋白质化学与结构生物学研究进展：蛋白质错误折叠》一书于2020年由科学出版社出版，作者为Rossen Donev。
《蛋白质化学与结构生物学研究进展：蛋白质错误折叠》一书，作者展现了蛋白质错误折叠译研究领域中的一些最新研究，讨论的主题主要包括蛋白质错误折叠的理论和计算方法的前沿进展，结合分子动力学模拟和实验分析蛋白质错误折叠，分析蛋白质折叠和稳定性的质谱方法，促成蛋白质沉积性下降和病理性蛋白质异常折叠的内在和外在因素，酪蛋白的功能性和功能障碍性折叠、组装和聚集，内质网应激中的蛋白质异常折叠及其在肾脏疾病中的应用，血管压素受体的错误折叠，剥脱性青光眼中的 LOXL1 折叠，与癌症和神经退行性疾病有关的蛋白质的液-液相转换和淀粉样蛋白聚集，淀粉样蛋白相关疾病中的细胞毒性物质，将错误折叠蛋白质作为阿尔茨海默病的治疗靶标，还原环境对葡萄酒蛋白错折叠的影响。
《蛋白质化学与结构生物学研究进展：蛋白质错误折叠》是生物学实验室不可或缺的工具用书，适用于分子细胞生物学等相关专业的高年级本科生、研究生，也可作为教师的教学和科研参考书，亦可供生物医学、药理学、免疫学及相关领域的研究人员参考。
《蛋白质化学与结构生物学研究进展：蛋白质错误折叠》一书作为分子细胞生物学专业研究读物，内容饱满详实、语言浅显易懂，除此之外，还包括一些其他的特点：
1.本书涉及众多与蛋白质错误折叠相关的热点的问题，包括蛋白质错误折叠的理论和计算方法的研究进展，蛋白质稳态，酪蛋白，剥落性综合征（XFS），蛋白质和核酸的液-液相分离（LLPS）和相转换（LLPT），淀粉样聚合蛋白及其与阿尔茨海默病的关系，内容全面充实，读者能够从本书了解蛋白质错误折叠的相关内容。
2.本书汇集了相关领域的权威的专家，保证了本书的专业性和权威性。
3.本书图表丰富，读者能够结合清晰的图表更加清楚的理解相关的知识。
总的说来，《蛋白质化学与结构生物学研究进展：蛋白质错误折叠》一书为想要了解细胞蛋白质错误折叠的分子机制与其引起的相关疾病的人员提供了清晰的导读路径，作为细胞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。
本书目录：
蛋白质化学与结构生物学的前沿进展
撰稿人名单
第1章 蛋白质错误折叠的理论和计算方法的前沿进展
Parbati
Biswas
第2章 结合分子动力学模拟和实验分析蛋白质错误折叠
Holger
Wille, Lyudmyla Dorosh, Sara Amidian, Gerold Schmitt-Ulms, Maria Stepanova
第3章 分析蛋白质折叠和稳定性的质谱方法
Joseph
C. Genereux
第4章 促成蛋白质沉积性下降和病理性蛋白质异常折叠的内在和外在因素
Elise
A. Kikis
第5章 酪蛋白的功能性和功能障碍性折叠、组装和聚集
John
A. Carver, Carl Holt
第6章 内质网应激中的蛋白质异常折叠及其在肾脏疾病中的应用
Samera
Nademi, Jeffrey G. Dickhout
第7章 血管压素受体的错误折叠：作为潜在的治疗方法的偏向性激动剂药物分子伴侣
Christiane
Mendre, Bernard Mouillac
第8章 剥脱性青光眼中的 LOXL1 折叠
Audrey
M. Bernstein, Robert Ritch, J. Mario Wolosin
第9章 与癌症和神经退行性疾病有关的蛋白质的液-液相转换和淀粉样蛋白聚集
Guilherme
A.P. de Oliveira, Yraima Cordeiro, Jerson L. Silva, Tuane C.R.G. Vieira
第10章 淀粉样蛋白相关疾病中的细胞毒性物质：低聚体或成熟纤维
Mohammad
Khursheed Siddiqi, Sadia Malik, Nabeela Majid, Parvez Alam, Rizwan Hasan Khan
第11章 将错误折叠蛋白质作为阿尔茨海默病的治疗靶标
S.
Imindu Liyanage, Donald F. Weaver
第12章 还原环境对葡萄酒蛋白错折叠的影响
Paolo
Ruzza, Claudia Honisch, Matteo Marangon, Andrea Curioni, Alan Bakalinsky,
Simone Vincenzi
胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士