分子生物学与转化科学进展
跳舞的蛋白质云：健康和疾病中的内在无序蛋白质，A部分
Progress in Molecular Biology and Translational Science
Dancing Protein Clouds: Intrinsically disordered proteins in health and disease, Part A
作者：Vladimir N. Uversky
出版社：Academic Press
索书号：Q510.1/D173/2019/Y
ISBN：9780128168516
藏书地点：武大外教中心
蛋白质是所有活细胞的结构和功能的基础，在维持生命方面发挥着许多关键作用。在分子水平上，活细胞中几乎所有的生物过程都与不同蛋白质的不同活动有关，因此可以说生命是蛋白体的存在方式。
蛋白质功能多种多样，一些是支撑细胞形状的简单结构块，而另一些(酶)是生物催化，它降低了各种生化反应的活化能，产生了大量的生物原化合物，从而使这些反应急剧加速，还有一些蛋白质参与了不同信号的传递、各种形式的能量的相互转换和信息的传递。蛋白质可以单独作用，也可以与其他蛋白质、膜、核酸、多糖、不同的小分子和离子形成复合体。许多蛋白质经过广泛的翻译后修饰，增加了多肽链的化学多样性，并作为重要的、通常是可逆的蛋白质功能调节因子。因此，蛋白质是细胞中最丰富的生物聚合物也就不足为奇了，蛋白质占细胞湿重的15%-20%(70%是水)，并构成细胞干质量的40%-55%。
对单位细胞体积的预期蛋白质总数的估计表明，1立方微米(即1 fl)的细菌、酵母和哺乳动物细胞可能包含200-400万个蛋白质。因此，由于细胞中总蛋白质的含量与细胞质量和体积大致成线性关系，每个体积为1μm3的大肠杆菌细胞有300-400万个蛋白质，一个特征体积为40μm3的单倍体萌芽酵母细胞每细胞含有1-1.5亿个蛋白质，而特征体积为2,000-4,000μm3的哺乳动物细胞每细胞可含有1,010亿个蛋白质。显然，从细菌向哺乳动物过渡时，总蛋白质的数量不仅增加了，而且蛋白质种类也增加了。事实上，细菌细胞中有5000-10,000种不同的蛋白质，而在典型的哺乳动物细胞中，这个数字增加到10,000-20,000种。当然，不是所有这些不同的蛋白质在细胞中的数量都是相等的，前1000种蛋白质覆盖的蛋白质组部分占蛋白质拷贝的90%以上。
在很长一段时间里，经典的蛋白质结构-功能范式，即独特的3D结构是功能的先决条件，是毋庸置疑的。这种范式植根于1894年由Fischer提出的“锁和钥匙”假说，随后得到了X射线衍射、蛋白质变性和展开的仔细分析以及许多其他观察结果的支持，主导了一个多世纪的科学思维。尽管“正常”(有序)蛋白质具有独特的3D结构的特征，但它们不能被认为是完全刚性的、晶体状的实体。相反，在过去55年的许多研究中，人们强调了构象灵活性的重要性和结构动力学对于球状蛋白(甚至酶)成功功能的需要。最近的研究明确地表明，并不是所有的功能蛋白质都是全长的结构，许多蛋白质是高度柔性的或结构整体无序的，或者含有大量的无序区域。生物信息学研究表明，天然无序蛋白质(IDPs)和具有有序结构域和固有无序蛋白区域(IDPR)的杂交蛋白质在自然界中含量非常丰富，与有影响力的“基因-种酶”假说完全相反的另一个重要观察结果是，功能不同的蛋白质的数量大大超过了编码蛋白质的基因的数量。例如，尽管人类细胞中编码蛋白质的基因数量接近20,700，但功能不同的蛋白质的数量要高出几个数量级。
蛋白质参与了许多生命过程，决定了活细胞的完整性、生理学和形态，以及它们对细胞外刺激的反应、繁殖和与其他细胞交流的能力。许多分子水平上的宏观生理过程都是基于蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)的。一种类型的蛋白质形成稳定而持久的或短暂而微弱的复合体，仅在必要的上下文和微环境中选择性地识别特定的蛋白质伙伴，同时避免与其他蛋白质的不必要的相互作用。过去二十年的研究清楚地表明，蛋白质-蛋白质相互作用网络的形成是由蛋白质固有的无结构或无序部分形成的，这些蛋白质经常介导蛋白质复合体的形成。根据最初的分类，固有无序(ID)可能有利于两种类型的相互作用，即所谓的一对多和多对一，不同之处在于多伙伴蛋白是否在ID区域中丰富并像变色龙一样发挥作用，或者相对刚性的结构蛋白容纳各种富含ID的蛋白伙伴，通常使用相对通用的结合区。
《分子生物学与转化科学进展——跳舞的蛋白质云：健康和疾病中的内在无序蛋白质，A部分》一书于2019年由Academic Press出版，编者是Vladimir N. Uversky。本书讨论了分子生物学中无序蛋白质的最新进展。揭示了健康，疾病等领域与无序蛋白的联系，对该领域的学生和研究人员大有裨益。
此外，本书作为研究分子生物学的专业书记，内容专业详实，语言浅显易懂，除此之外还有以下特点：
1、本书介绍了蛋白质内在无序与结构功能连续体，结合特定蛋白与内源性疾病直接的关系，使读者能更易理解。
2、索引文献丰富，证明了这本书的知识性，真实性。而且，这些索引文献绝大部分都是最新研究，让读者全面了解该领域的前沿进展。
3、在本书的最后，将出现的专业词汇都罗列出来，大大方便了大家在阅读过程中对分子生物学专业术语的认知。
4、本书最鲜明的特点就是语言浅显易懂，对于初学者有很大的帮助。
本书目录
1. 蛋白质内在无序与结构-功能连续体。
2. 与14-3-3蛋白及其伴侣相关的内源性疾病。
3. 固有无序蛋白质和表型转换：与癌症的关系。
4. 未折叠和内在无序蛋白质的翻译扩散。
5. 从细菌到人类形成功能性淀粉样蛋白的内在无序蛋白。
6. 关于阿尔茨海默病和帕金森病发病机制的各种假说中的内在无序蛋白质。
7. 剪切诱导的IDPs脑内淀粉样蛋白形成。
8. 内源性疾病在肌肉肌节中的作用。
9. 本质无序区函数的计算预测。
10. 癌症的暗蛋白质组：缺氧诱导因子-1α及其相互作用蛋白的内在无序性和功能
兰天 武汉大学生命科学学院 博士研究生