《人类衰老和疾病中的长寿蛋白》

Long-lived Proteins in Human Aging and Disease

 

作者:Roger J. W. Truscott

出版社: Wiley-VCH

书号:Q51/L856/2021/Y

ISBN9783527347285

藏书地点:武大外教中心

过去十年的一个主要发现是,长寿蛋白和长寿细胞在人体的各个部位都有存在。最初,这一发现令人惊讶,因为在生物化学中有一个普遍的概念,在本科教学中得到了强化,即蛋白质的周转。对于大多数细胞多肽来说确实如此。

大多数蛋白质被创造出来,完成它们的功能,然后被摧毁。事实上,蛋白质存在的这一方面构成了蛋白质稳态的基石。蛋白质稳态是生物化学的一个领域,研究共同工作以维持细胞内相对恒定的环境的许多调节过程。蛋白质平衡也允许细胞调节某些蛋白质的水平,以应对外界压力。一个例子是细胞中热休克蛋白浓度的增加,这是在温度升高时合成的。没有降解旧蛋白质和合成新蛋白质的能力,蛋白质平衡就不可能实现。

很明显,长寿蛋白是蛋白质的一个子集,它不属于这个蛋白质静态框架,因为根据定义,它们是长寿的。这本书的目的之一是要证明这些长寿的成分不仅仅是惰性的旁观者,而是它们在体内分解和分解会产生一系列重大后果。

短命动物研究在多大程度上再现了生物化学事件。阅读本书的章节后,我们将清楚地看到,有许多器官对人类衰老问题负责,其中细胞是长寿蛋白,蛋白质是长寿蛋白。此外,其中一些长寿蛋白存在数年、数十年,甚至在某些情况下,我们的整个生命。所有长寿蛋白都会分解。在许多情况下,这种分解是由氨基酸侧链的性质介导的自发化学过程引起的。在其他情况下,反应性代谢物(如糖及其代谢物)与长寿蛋白结合,或者蛋白质被酶修饰。在每种情况下,长寿蛋白的结构将改变。尽管可以分析这些长寿蛋白随时间的劣化,测量这种长寿蛋白逐渐恶化的生理影响要困难得多。这尤其重要,因为衰老伴随着几个因素,每个因素都可能导致观察到的功能丧失。一个主要困难是,必须在长寿物种中进行此类研究:理想情况下,在人类或其他灵长类动物中进行,可能的实验数量有限,很难复制。研究人员还必须接受多样的遗传背景。尽管有这些限制,研究长寿动物的衰老将变得越来越重要,特别是要参考长寿蛋白的年龄依赖性降解。这绝不会减少用DNA降解的平行实验来补充此类研究的必要性。这两个支柱不是分开的,我们可以用两个例子来证明它们的相互关系:一些组蛋白的寿命和核孔中某些长寿蛋白成分的退化,它可能影响基因转录有丝分裂后细胞核孔结构的破坏可能影响分子向染色体领域的转运以及分子的转运,这本书缺少对另一个大分子组的讨论:脂质。这一领域很有意义,因为晶状体膜磷脂随着年龄的变化而发生显著变化。多糖也没有涵盖,糖蛋白的年龄依赖性变化的数据也很少。

衰老指机体对环境的生理和心理适应能力进行性降低、逐渐趋向死亡的现象。衰老可分为两类:生理性衰老和病理性衰老。前者指成熟期后出现的生理性退化过程,后者是由于各种外来因素(包括各种疾病)所导致的老年性变化。两者实际很难区分。总之,衰老是许多病理、生理和心理过程的综合作用的必然结果,是个体生长发育最后阶段的生物学心理学过程

遗憾的是,在防治与年龄有关的主要疾病,特别是神经系统疾病方面,如帕金森症、多发性硬化症、运动神经元疾病(肌萎缩性侧索硬化症)和阿尔茨海默病方面,进展甚微。随着我们寿命的延长,它们的发病率也在增加,其结果是已经对所有国家,特别是发达国家的卫生保健预算产生了巨大影响。

值得注意的是,上面列出的许多与年龄有关的疾病都涉及蛋白质病,即蛋白质在细胞内聚集。人们对这种积累的原因知之甚少。我的论点是,本书中记载的与年龄有关的蛋白质分解将被发现在这种蛋白质聚集物的形成中发挥作用。一旦认识到这一因素,研究的重点就必须改变。

这一观点的一个重要含义是,与年龄有关的疾病研究的重点必然会转向人类,因为寿命短的动物无法概括由于长寿的大分子分解而观察到的那种变化。

为了说明这一点,许多与年龄相关的PTM,包括外消旋化和共价交联,不能被细胞的蛋白质回收机制轻易处理。一个不可避免的结果是,这种修饰的长寿蛋白积累在溶菌酶和细胞质中。这方面将在第7章中介绍。一旦科学家们看到了与年龄相关的蛋白质降解这一普遍存在的现象,就应该在理解这些神经学方面取得更大的进展

 

《人类衰老和疾病中的长寿蛋白》一书于2021Wiley-VCH版,作者是Roger J. W. TruscottRoger J.W.Truscott博士是伍伦贡大学伊拉瓦拉健康与医学研究所的研究教授。他在墨尔本大学获得博士学位,著有200多篇科学出版物,主要涉及人类衰老和与年龄有关的疾病。前NHMRC高级研究员,他是美国国家眼科研究基金会白内障研究奖的获得者。

这篇关于分子生命科学中一个新兴主题的权威综述涵盖了(长寿)蛋白质衰老的各个方面。它描述了蛋白质水平上衰老的分子机制,特别是最常见的侧链修饰,并包括研究蛋白质半衰期和修饰积累的分析方法。最后,分析了蛋白质老化对人类几种与年龄有关的疾病的影响,并讨论了它们在限制人类寿命中的作用。

本书作为讲述人类衰老和疾病中的长寿蛋白的书籍,内容专业详实,语言浅显易懂,具有以下特点:

1、语言浅显易懂,图文结合,帮助读者理解

2、含有大量参考文献,帮助读者进一步理解人类衰老和疾病中的长寿蛋白相关知识

3、本书最后罗列大量人类衰老和疾病中的长寿蛋白的专业词汇

 

本书目录

1.     人类身体中的长寿蛋白和长寿细胞

2.     长寿蛋白的质谱成像

3.     晶状体结晶蛋白:非凡的长寿蛋白

4.     长寿蛋白在衰老过程中的自发分解及其在疾病中的意义

5.     影响蛋白质溶解度的长寿蛋白的修饰

6.     长寿蛋白的降解是自身免疫病的基础

7.     长寿蛋白的异构化和外异构化如何影响溶酶体

8.     美拉德反应:抗坏血酸修饰蛋白质

 

 

王昊宇 武汉大学生命科学学院 博士研究生