Emerging
Concepts in Ribosome Structure, Biogenesis, and Function
核糖体结构、生物发生和功能中的新兴概念
作者：Vijay Kumar
出版：Academic Press
索书号：Q522/E53/2021/ Y
ISBN: 978-0-12-816364-1
藏书地点:武大外教中心
核糖体生物发生是制造核糖体的过程，核糖体负责将mRNA翻译成蛋白质。它是一个与几乎所有生化和细胞过程密切相关的严格调节过程，包括细胞分裂，生长和发育。核糖体结构，生物发生和功能中的新兴概念提供了该过程中所有部分的综合概述。本书首先介绍了核糖体工厂、其起源及其翻译的演变。然后，它继续描述核糖体结构，包括亚基，RNA和蛋白质成分。还讨论了核糖体生物发生及其作为癌症和其他疾病转化潜力的前沿研究领域的出现。此外，该书还探讨了核糖体研究的当前发展，如核糖体运动病的出现，核糖体生物发生的失调如何影响疾病机制和衰老，以及发现具有特定功能的特殊核糖体，这些功能可能以不同的方式翻译，对正常和病理过程产生影响。核糖体结构，生物发生和功能中的新兴概念提供了对核糖体，生物发生及其结构和功能的基本报道和新兴研究，并且是新研究人员和从事跨学科核糖体研究的人员的足智多谋的介绍。
提供核糖体生物发生的概述，并检查其在细胞转化和癌性生长中的参与。涵盖与核糖体相关的疾病（核糖运动病），并解释核糖体功能障碍在人类疾病中的重要性。包括研究核糖体的常用方法，如多体制备、RNA 分析和蛋白质组学、CryoEM 和无细胞检测以及适当的插图。提供核糖体生物发生的概述，并检查其在细胞转化和癌性生长中的参与。涵盖与核糖体相关的疾病（核糖运动病），并解释核糖体功能障碍在人类疾病中的重要性。包括研究核糖体的常用方法，如多体制备、RNA 分析和蛋白质组学、CryoEM 和无细胞检测以及适当的插图
核糖体是由核糖核蛋白制成的微观颗粒，存在于原核细胞和真核细胞、线粒体、叶绿体和细菌中。这些纳米机器对于蛋白质生物合成是必不可少的，因此是细胞生长和增殖能力的核心。制造核糖体的过程称为核糖体生物发生，其在原核生物和真核生物中高度协调，动态，消耗能量并且合理保守。核糖体的有效生产涉及RNA聚合酶在核糖体RNA（rRNA）和核糖体蛋白（RP）基因转录中的协调作用，rRNA的处理/修饰，RPs与rRNA的关联及其适当的折叠，最后它们作为成熟核糖体亚基的组装。核糖运动病包括某些疾病，其中遗传异常导致核糖体生物发生和功能受损，并表现出特定的临床表型。许多病因和病理学仍然难以捉摸的疾病现在被认为是核糖体相关疾病。由于核糖体生物发生与细胞增殖密切相关，因此与肿瘤发生密切相关，抑制核糖体生物发生的几种化学药物可以作为癌症干预的潜在治疗方法。
核糖体的产生需要数百种组装因子，许多核糖体蛋白和一些核糖体RNA，通过真核生物中三种RNA聚合酶的协调活性。RNA聚合酶I合成大核糖体RNA（rRNA）。大核糖体RNA的基因存在于巨大的串联重复序列簇中，它们在核仁中的转录由RNA Pol I，上游结合因子和启动子选择性因子SL1的协同作用协调。人类细胞中的47S前体rRNA在与5S rRNA组装成成熟核糖体之前被加工成成熟的28S，18S和5.8S rRNA。与转录相吻合，rRNA经历多种修饰，如假尿苷酸化和2′-O-核糖甲基化，以微调其结构和功能。核糖体蛋白基因存在于整个基因组中，并由RNA Pol II转录。5S rRNA由RNA pol III从基因组中的多个基因拷贝转录，TFIIIC到5S rRNA启动子的招募需要转录因子TFIIIA的存在。
一个完整的80S真核核糖体单元含有近88个核糖体蛋白（RP）。这些蛋白质具有高比例的精氨酸/赖氨酸和特异性延伸尾部，分别促进蛋白质—— RNA和蛋白质——蛋白质相互作用。RP由核糖体蛋白基因（RPG）编码，这些基因均匀分布在基因组中，具有不同启动子范围的共同特征。RP可分为两组存在于小核糖体亚基中的那些和存在于大亚基中的那些。小核糖体亚基具有约35种蛋白质，而大亚基具有53个RP.核糖体生物发生是将mRNA翻译成蛋白质所需的耗能过程。它对细胞存活至关重要。RP的表达在转录和转录后修饰，翻译和翻译后修饰的水平上很好地同步，以在核糖体生物发生过程中产生准确的化学计量比。
当核糖体在科学文献中被引入或谈论时，无论是教科书还是研究文章，都会想到具有单调功能的固定结构的微型机器人的图片。这种看法是基于核糖体在活细胞的各种生物过程中所起的关键调节作用。然而，随着从不同生物体收集有关核糖体结构和功能的更多信息，这种看法正在缓慢变化。现在已经很清楚，核糖体成分可能会随着环境条件和细胞需求的变化而变化。核糖体多样性的第一个证据早在1970年就被观察到，当时证明在不同生长条件下生长的细菌缺乏一些核糖体蛋白而不影响其功能。现在我们知道，即使在单个生物体中，核糖体RNA和蛋白质也可以在不同的细胞类型和发育阶段之间变化。在本章中，我们概述了由于其组成rRNA和蛋白质的变化而可能产生的核糖体多样性。由此产生的异质性为核糖体适应和调整不同的环境条件提供了多种选择。
核糖体回收是一种细胞内过程，包括核糖体组装、核糖体降解和核糖体蛋白（RP）及其再循环。核糖体组装是一种高度调控的细胞过程，负责从头合成mRNA翻译所需的新核糖体，包括RP的生物合成。此外，核糖体参与蛋白质折叠和修饰，核糖体RNA（rRNA）的共转录处理及其与RP的关联。核糖体的降解包括泛素介导的蛋白水解降解废弃的RP和通过核糖吞噬（一种细胞内自噬过程）去除无功能的核糖体。由于新核糖体的组装是一个耗能的过程，因此其回收被认为是保存细胞中所必需的。因此，核糖体回收是细胞中一个有效且至关重要的生物过程。在本章中，我们总结了当前关于核糖体组装，降解和回收的知识。
核糖体生物发生是大多数细胞过程的基础，包括生长和细胞分裂。在真核生物中，核糖体生物发生是一个严格调节的过程，需要所有三种RNA聚合酶的协调活性和200多种组装因子的参与。大多数核糖体组装因子和核糖体蛋白（RP）缺乏酶活性。然而，通过彼此之间以及与前rRNA的瞬态相互作用，它们参与加工机械所需的前核糖体结构的折叠和稳定。在前核糖体中定位每个组装因子和RP为其功能提供了重要线索。具有讽刺意味的是，我们对装配因素的暂时参与或替换以及装配过程的向前移动知之甚少。使用特定的交联剂和质谱法在前核素体的背景下对蛋白质 - 蛋白质和蛋白质 - RNA相互作用进行精细绘图应有助于理解核糖体生物发生的复杂性。在本章中，我们总结了目前关于真核核糖体生物发生的知识，重点是酵母模型系统。
《核糖体结构、生物发生和功能中的新兴概念》一书于2021年由Academic Press出版，作者是Vijay Kumar。
《核糖体结构、生物发生和功能中的新兴概念》一书中，研究人员介绍了核糖体在细胞相互作用的技术和方法，重点是最近的技术发展，讨论的主题主要包括十二个章节。《核糖体结构、生物发生和功能中的新兴概念》一书从各个方面讲解了核糖体的基础内容和研究方法，旨在为想要进一步研究核糖体的研究人员提供简明易懂的介绍以及方法技术指导。
《核糖体结构、生物发生和功能中的新兴概念》一书作为核糖体专业研究读物，观点新颖独到，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、本书分为十二个章节，既讲解了核糖体的基础知识，还讲解了深入研究核糖体在细胞内的相互作用，是一本应用性很强的书籍，对于想要学习研究核糖体的研究人员来说是一本很有意义的指导书籍。
2、每个章节都是由相关领域的专业人士所撰写，因此，本书讲解既详细又专业，读者能够从中了解到核糖体相关的专业知识以及最新的前沿进展。
总的说来，《核糖体结构、生物发生和功能中的新兴概念》一书为想要了解核糖体的研究方法的人员提供了清晰的导读路径，作为核糖体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。
关于作者：
Vijay Kumar博士目前是印度新德里肝脏与胆道科学研究所（ILBS）分子与细胞医学系的教授和J.C. Bose国家研究员。他在印度新德里的全印度医学科学研究所获得医学科学博士学位，并在法国斯特拉斯堡的路易斯-巴斯德大学攻读分子生物学博士后研究。他在癌症生物学领域工作了三十多年。他的工作重点是信号传导机制，细胞周期，DNA复制，核糖体RNA和蛋白质合成，他对核糖体生物发生及其参与细胞转化和癌变具有广泛的了解。他在类固醇激素受体，调节RNA聚合酶I依赖性转录和核糖体生物发生，细胞周期调节，乙型肝炎病毒和肝细胞癌以及药用植物的肝保护机制等领域做了开创性的工作。他目前的研究兴趣包括microRNA在健康和疾病中的作用。Kumar博士是多项国家奖项的获得者，并且是国家科学院，国家医学科学院和印度国家农业科学院的研究员。是印度新德里肝脏与胆道科学研究所分子与细胞医学系教授和J.C. Bose国家研究员。
本书目录：
1. 核糖体工厂简介、翻译的起源和演变
2.核糖体结构
3.rDNA基因结构、转录及其共调控
4.核糖体蛋白 - 其平衡生产
5.核糖体多样性
6.核糖体循环 - 组装、降解和回收
7.真核生物中的核糖体生物发生
8.原核生物中的蛋白质生物发生
9.翻译 - 过程和控制
10.原核生物和真核生物中核糖体生物发生的抑制剂
11.核糖运动病 -一棵有许多根和枝的病理树！
12.核糖体分析 - 多样性和应用
林岚 武汉大学生命科学学院 博士研究生