蛋白质稳态

Protein Homeostasis

 

作者:Richard I. Morimoto, F. Ulrich Hartl, Jeffery W. Keely

出版:CSHL Press

索书号:Q51/P967mr(2)/2019/Y

ISBN: 978-1-621822-96-7

藏书地点:武大外教中心

 

蛋白质内稳态,或称蛋白稳态,是指细胞中存在着多种高度互作的信号通路,这些通路调控蛋白质组的整个生命周期及其复杂的功能。该领域始于热休克反应的发现和热休克基因的分子克隆,热休克蛋白作为分子伴侣的功能促进了蛋白质折叠和蛋白质组装,在某些情况下加速了蛋白质的折叠和组装。此外,人们认识到,新生的多肽可能对合成和折叠过程中的干扰极其敏感,因此存在错误折叠和聚集的风险。这些观察导致了蛋白稳态概念的发展和蛋白稳态网络的想法,蛋白稳态网络作研究细胞内蛋白质量控制的组织框架。蛋白平衡网络可以被看作是调控蛋白平衡的互作途径和竞争途径的集合,它们在机体水平上发挥最佳作用,以决定机体的健康,但在衰老和受到压力和退化性疾病的挑战时往往会紊乱。

了解蛋白稳态是一个激动人心的冒险,在生物、化学和医学的界面,汇集了对蛋白质细胞生命周期全面的基本问题感兴趣的科学家,包括合成、折叠、运输、功能调节和清除。研究采用了各种各样的方法,包括使用特定蛋白客户和纯化分子伴侣进行体外评估,以及在细胞和生物体模型中检测调节蛋白平衡网络能力的信号通路,以及组织和器官之间非细胞自主的蛋白平衡调节机制的实验。人类的蛋白稳态障碍和细胞功能障碍与大量蛋白质构象疾病密切相关,包括阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化症、亨廷顿病、囊性纤维化以及影响肌肉功能、免疫和代谢的疾病。因此,第三组研究人员感兴趣的是,蛋白质突变或蛋白平衡网络的改变是如何导致功能丧失或毒性功能获得性疾病的,以及细胞如何试图通过调整蛋白稳态网络来改善这些疾病。

蛋白质稳态的故事已经被CSHL出版社讲述了37年。这是一场激发好奇心的科学冒险,其动机是利用细胞应激作为一种工具,激发生物系统揭示其秘密。1982年,第一届国际热休克会议在CSH实验室召开。20年前,Ritossa(1962)发现了一种出乎意料的染色体泡发模式,这种模式是由温度休克引起的。同年的会议还伴随着《热休克:从细菌到人》,它描述了不同物种的细胞如何通过从头合成热休克蛋白来应对急性热休克应激,这表明在所有生物中存在高度保守的反应。到《生物学和医学中的应激蛋白》出版之时,已经十分清楚地了解到热休克应激诱导地热休克蛋白也同样能由细胞接触到地一系列应激条件所引起,包括重金属,氧化剂,感染和各种小分子。虽然热休克蛋白在疾病中的作用尚不明显,但有越来越多的证据表明热休克蛋白在发热、癌症和传染病中的作用。

几年之内,很明显热休克蛋白的主要作用是作为蛋白质折叠、蛋白质易位以及线粒体和内质网的生物发生所必需的分子伴侣。这一发现发表在《热休克蛋白和分子伴侣生物学》上,其中包括激素信号转导的调节和Hsp70Hsp90热休克反应的章节。热休克反应和分子伴侣是心脑缺血和衰老的标志。第一版《蛋白质稳态》(Morimoto et al. 2012)的重点是平衡分子伴侣的功能和通路之间的重要机制发现,这些通路包括从生物发生到稳定折叠和发挥功能的过程,或是到通过自噬和蛋白酶体的清除过程。神经退行性疾病和其他蛋白质构象疾病中干扰蛋白质稳定性和功能的蛋白抑制不足可以通过增强伴侣的活性和恢复蛋白酶体和自噬来克服。无论是通过遗传方法还是小分子来实现,现在都有可能通过重新调整细胞的固有生物学来增强蛋白质的浓度、构象、四级结构和定位,从而改善我们这个时代最具挑战性的疾病。

《蛋白质稳态》一书于2019年由CSHL Press出版,作者为Richard I. Morimoto, F. Ulrich Hartl, Jeffery W. Keely

《蛋白质稳态》一书,作者展现了蛋白质稳态领域中的一些关于分子伴侣的最新研究,讨论的主题主要包括淀粉样蛋白,内质网稳态和线粒体稳态相关蛋白,分子伴侣与蛋白质稳态的关系,小热休克蛋白以及病毒感染或其他常见疾病中的蛋白质稳态。

《蛋白质稳态》是生物学实验室不可或缺的工具用书,适用于生物化学与分子生物学、细胞生物学等相关专业的高年级研究人员、研究生和博士后研究员,它也可以作为生物化学、细胞生物学或疾病的分子基础的高级课程。

《蛋白质稳态》一书作为生物化学和分子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.本书提供洞察蛋白质聚合物的物理化学和蛋白质质量控制的生化和细胞过程,介绍了在每个亚细胞室对蛋白质折叠、稳定性和功能的调控。此外还重点介绍了有益的淀粉样蛋白的形成机制和与神经退行性疾病相关的毒性聚集结构的分子机制。

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.本书作为一个全面的“最先进的”工具书,覆盖领域和主题很广。为进入这一领域的交叉学科的研究人员提供了一个基础的介绍性概述。

总的说来,《蛋白质稳态》一书为想要了解细胞内蛋白质稳态及其相关分子机制以及其在各项疾病中的作用的人员提供了清晰的导读路径,作为分子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:

前言

1 蛋白质稳态研究中用CamSol方法预测蛋白质的溶解度

Pietro Sormanni, Michele Vendruscolo

2 功能性淀粉样蛋白

Daniel Otzen, Roland Riek

3 淀粉样蛋白现象及其在生物学和医学中的意义

Christopher M. Dobson, Tuomas PJ. KHowles, Michele Vendr

4 未折叠蛋白质反应:检测和响应内质网波动的蛋白质折叠能力

G. Elif Karagiz, Diego Acosta-Alvear, Peter Walter  

5 内质网未折叠蛋白反应的早期事件

Steffen Preissler, David

6 健康与疾病中错误定位蛋白的识别与降解功能表征

Ramanujan S. Hegde, Eszter Zavodszky

7 氧化还原介导的内质网稳态调节机制

Ryo Ushioda, Kazuhiro Nagatai

8 伴随内质网相关降解(ERAD)和蛋白质构象的疾病

Patrick G. Needham, Christopher J. Guerriero, Jeffrey L. Brodsky

9 线粒体蛋白质水解和代谢控制

Sofia Ahola, Thomas Langer, Thomas Mac

10 线粒体未折叠蛋白反应的信号转导和调控

Gopal G. Jayaraj, Mark S. Hipp, F Urich Har

11 分子伴侣对淀粉样蛋白状态的调节

Anne Wentink, Carmen Nussbaum-Krammer, Bernd Bukau

12 分子伴侣与核糖体的相互作用

Elke Deuerling, Martin Gamerdinger, Stefan G. Kreft

13 蛋白酶体及其网络:适应性工程

Daniel FinleyMiguel A. Prado

14 自噬溶酶体途径和神经退行性变

Steven Finkbeiner

15 核和DNA相关的分子伴侣网络

Zlata Gvozdenov, Janhavi Kolhe, Brian C. Freeman

16 Hsp90装置的结构、功能和调控

Maximilian M. Biebl, Johannes Buchner

17 小热休克蛋白的机制

Maria K. Janowska, Hannah E.R. Baughman, Christopher N. Woods, Rachel E. Klevit

18 螺旋在Hsp104分解酶结构和机制的中控制调控作用

James Shorter, Daniel R. Southworth

19 多聚磷酸盐在淀粉样变性过程中的作用

Justine Lempart, Ursula Jakob

20 蛋白质相分离作为应激生存策略

Titus M. Franzmann, Simon Alberti

21 用热休克因子裁剪蛋白酶平衡网络

Jenny Joutsen, Lea Sistonen

22 细胞非自主调节在衰老和疾病中的变化

Richard I. Morimoto

23 病毒感染中的蛋白质稳态:揭开复杂病毒-伴侣的相互作用

Ranen Aviner, Judith Frydman i

24 调节分泌途径中的蛋白平衡以改善蛋白质构象疾病的药理学途径

Jeffery W. Kelly

25 一种研究癌症相关分子伴侣的化学生物学方法:HSP90和其他分子伴侣

Tony Taldone, Tai Wang, Anna Rodina, Naga Vara Kishore Pillarsetty, Chander S. Digwal, Sahil Sharma, Pengrong Yan, Suhasini Joshi, Piyusha P. Pagare, Alexander Bolaender, Gail J. Roboz, Monica L. Guzman, Gabriela Chiosis

26 活细胞中受干扰的蛋白酶稳态的蛋白质组尺度定位

Isabel Lam, Erinc Hallacli, Vikram Khurana

索引

 

 

胡萌欣 武汉大学生命科学学院 博士