Protein Misassembly, Volume 50 (Advances in Protein Chemistry) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Academic Press

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出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1997-10-22

价格:USD 156.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780120342501

丛书系列:

图书标签:

• 蛋白质错误组装
• 蛋白质化学进展
• 蛋白质结构
• 蛋白质功能
• 分子生物学
• 生物化学
• 蛋白质折叠
• 蛋白质聚集
• 疾病相关
• 生物物理学

《蛋白质错组：结构、功能与疾病的视角》 本书深入探讨了蛋白质错组这一复杂且至关重要的生物学现象，旨在全面解析蛋白质在细胞内正确折叠和组装过程中可能出现的异常，以及这些异常如何影响细胞功能，并最终导致多种疾病的发生。蛋白质是生命活动的基本执行者，它们的精确三维结构和有序组装是实现生命功能的前提。然而，在各种生理和病理条件下，蛋白质的折叠和组装过程可能偏离正常的轨道，导致蛋白质分子错误地聚集、缠绕或以非功能性的形式存在，这种现象即为蛋白质错组。 第一章：蛋白质折叠的艺术：从序列到结构 本章将首先回顾蛋白质折叠的基本原理。我们将从氨基酸序列这一线性信息出发，探讨其如何通过一系列自发的物理化学过程，在细胞内外的特定环境中，折叠成具有特定三维构象的功能性蛋白质。我们将详细介绍驱动蛋白质折叠的主要力量，包括疏水作用、氢键、范德华力以及静电相互作用。同时，我们会探讨蛋白质折叠过程中可能遇到的能量景观，以及天然折叠状态的稳定性。此外，本章还将介绍一些重要的分子伴侣（chaperones）在辅助蛋白质正确折叠中的关键作用。分子伴侣如同细胞内的“蛋白质折叠助手”，它们通过识别未折叠或错误折叠的蛋白质，提供一个稳定的环境，防止蛋白质聚集，并促进其正确折叠。我们将深入解析不同类型的分子伴侣，如Hsp70、Hsp90和chaperonins，以及它们各自的分子机制。 第二章：错组的阴影：蛋白质错误折叠的根源 本章将聚焦于导致蛋白质错组的根本原因。蛋白质错误折叠可能源于多种因素，包括基因突变、翻译后修饰的异常、细胞内环境的改变（如氧化应激、pH值变化、温度升高）以及蛋白质合成和降解失衡等。我们将详细分析这些因素如何干扰正常的蛋白质折叠过程。例如，基因突变可能直接改变氨基酸序列，破坏蛋白质内部的稳定相互作用，使其倾向于错误折叠。翻译后修饰，如磷酸化、糖基化和泛素化，虽然通常是调节蛋白质功能的重要机制，但其异常也可能导致蛋白质结构不稳定。氧化应激则可能导致蛋白质内部二硫键的错误形成，或引起氨基酸残基的氧化损伤，进而影响蛋白质构象。我们将探讨这些分子层面的机制，阐明蛋白质为何会走向错组的道路。 第三章：聚集的涟漪：错误折叠蛋白质的累积与形成 一旦蛋白质发生错误折叠，它们就可能暴露疏水区域，变得更易于相互结合，形成低聚物（oligomers）和最终的聚集体（aggregates）。本章将详细阐述这一累积过程。我们将探讨不同大小和形态的蛋白质聚集体的形成机制，以及它们在细胞内的分布和性质。聚集体并非简单的堆积，它们可能具有独特的结构和生物学活性。例如，一些早期形成的寡聚体可能比最终的纤维状聚集体更具毒性。我们将介绍一些用于可视化和定量分析蛋白质聚集体的方法，如免疫组化、荧光显微镜和质谱分析。此外，本章还将讨论形成聚集体的动力学过程，包括成核（nucleation）和生长（elongation）阶段，以及可能影响聚集体形成的因素，如蛋白质浓度、pH和离子强度。 第四章：功能失调的代价：错组对细胞正常功能的损害 蛋白质错组并非仅仅是蛋白质分子自身的异常，它会对细胞的正常功能产生广泛而深远的损害。本章将详细解析这些损害机制。首先，错误折叠的蛋白质可能丧失其原有的生物学功能，导致下游信号通路的中断或异常。其次，蛋白质聚集体可能干扰细胞内的正常运输系统，阻碍细胞器的功能，甚至破坏细胞骨架。第三，聚集体可能激活细胞内的炎症反应通路，引起细胞损伤。第四，一些聚集体可能通过“毒性模板”效应，诱导其他正常蛋白质发生错误折叠和聚集，形成恶性循环。我们将探讨蛋白质错组如何影响细胞的能量代谢、DNA修复、蛋白质稳态（proteostasis）以及细胞信号传导等关键过程。 第五章：疾病的画卷：蛋白质错组在神经退行性疾病中的角色 蛋白质错组是许多严重疾病的核心病理机制，尤其在神经退行性疾病中扮演着至关重要的角色。本章将重点关注这一领域。我们将深入剖析几种典型的与蛋白质错组相关的神经退行性疾病，包括阿尔茨海默病（Alzheimer's disease）、帕金森病（Parkinson's disease）、亨廷顿病（Huntington's disease）和肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic lateral sclerosis, ALS）。对于每种疾病，我们将详细介绍其发病过程中涉及的关键错误折叠蛋白质，如淀粉样β蛋白（Aβ）、Tau蛋白、α-突触核蛋白（α-synuclein）和TDP-43蛋白。我们将阐述这些蛋白质的错组、聚集以及它们如何在神经元中积累，导致神经元功能障碍和死亡。此外，本章还将探讨蛋白质错组在神经退行性疾病传播中的作用，例如“朊毒体”（prion）样传播机制。 第六章：超出大脑：蛋白质错组在其他系统性疾病中的表现 除了神经退行性疾病，蛋白质错组也与多种其他系统性疾病密切相关。本章将拓展视角，探讨蛋白质错组在非神经系统疾病中的作用。我们将讨论与糖尿病相关的胰岛素错组和淀粉样沉积，以及肝脏疾病中α1-抗胰蛋白酶缺乏症（alpha-1 antitrypsin deficiency）导致的错误折叠蛋白在肝细胞内的积累。我们还将探讨癌症、心血管疾病和免疫系统疾病中可能存在的蛋白质错组机制。例如，某些致癌蛋白的错误折叠可能导致其异常激活，促进肿瘤的发生和发展。类风湿关节炎等自身免疫性疾病也可能与错误折叠蛋白的免疫原性有关。通过对这些不同疾病的分析，我们将强调蛋白质错组作为一种普遍性的病理机制，其影响力跨越了不同的生理系统。 第七章：细胞的防御：蛋白质稳态的调控网络 面对蛋白质错组的威胁，细胞演化出了一套精密的蛋白质稳态（proteostasis）调控网络，以维持蛋白质的正常折叠、功能和降解。本章将深入解析这一至关重要的调控系统。我们将详细介绍蛋白质稳态网络的几个关键组成部分。首先是分子伴侣系统，正如前文所述，它们在蛋白质折叠过程中提供必要的帮助。其次是泛素-蛋白酶体系统（ubiquitin-proteasome system, UPS），这是细胞内降解异常、受损或不再需要的蛋白质的主要途径。我们将阐述泛素连接酶（E3 ligases）在识别和标记目标蛋白质中的作用，以及26S蛋白酶体如何分解这些蛋白质。第三是自噬-溶酶体系统（autophagy-lysosome system），它能够清除细胞内的大分子聚集体和受损的细胞器。我们将讨论不同类型的自噬，如巨自噬（macroautophagy）和分子伴侣介导的自噬（chaperone-mediated autophagy）。最后，我们还将探讨细胞如何通过激活内质网应激反应（ER stress response）来应对内质网内蛋白质合成和折叠的失衡，从而尝试恢复蛋白质稳态。 第八章：对抗错组：治疗策略的探索与展望 理解蛋白质错组的机制，为开发有效的治疗策略提供了理论基础。本章将聚焦于当前和未来的治疗探索。我们将回顾针对不同疾病的治疗方法。对于神经退行性疾病，治疗策略包括靶向减少致病性蛋白质的产生（如通过基因疗法或抑制剂）、促进其清除（如通过增强自噬或UPS功能）、阻止其聚集（如通过使用小分子抑制剂或抗体）以及减轻由聚集体引起的细胞毒性（如通过抗炎药物）。我们将讨论一些新兴的治疗技术，如基因编辑技术CRISPR-Cas9在纠正导致蛋白质错组的基因突变方面的潜力。此外，本章还将探讨药物研发的挑战，包括药物的靶向性、递送效率以及潜在的副作用。最后，我们将展望未来，对蛋白质错组领域的研究方向和治疗前景进行展望，强调基础研究与临床应用相结合的重要性。 第九章：未来的前沿：新兴技术与研究方向 本章将放眼未来，探讨蛋白质错组领域的前沿技术和新兴研究方向。我们将介绍一些新兴的观测技术，如冷冻电镜（cryo-EM）在解析蛋白质聚集体高分辨率结构方面的革命性贡献，以及单分子荧光光谱技术在实时监测蛋白质折叠和聚集动力学方面的应用。我们将讨论计算生物学在预测蛋白质折叠路径、模拟聚集体形成以及设计新型药物分子方面的日益增强的作用。此外，本章还将关注一些新兴的研究热点，例如蛋白质错组在衰老过程中的作用，以及如何利用蛋白质稳态网络的调节来延缓衰老和预防与年龄相关的疾病。我们还将探讨环境因素（如微生物组）对蛋白质稳态的影响，以及这些因素如何可能介导蛋白质错组的发生。最后，我们将强调跨学科合作在推动蛋白质错组研究向前发展中的关键作用，包括化学、生物学、医学、材料科学和工程学等领域的交叉融合。

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