功能蛋白質研究 (第二版) 何慶瑜 9787030799876 【台灣高等教育出版社】
物品所在地：中國大陸
原出版社：科學出版社
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書名：功能蛋白質研究 (第二版)
ISBN：9787030799876
出版社：科學出版社
著編譯者：何慶瑜
頁數：732
所在地：中國大陸 *此為代購商品
書號：1742094
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內容簡介
功能蛋白質研究是指以蛋白質在生命與健康中的生物學功能為導向和核心內容的科學研究。隨著組學概念和各種新技術的引入，功能蛋白質研究也從傳統的針對單一蛋白質的表徵發展到全景式系統化的詮釋。《功能蛋白質研究（第二版）》是《功能蛋白質研究》的第二版，在前一版的基礎上，針對近年來蛋白質研究技術的發展和研究重點，對相關內容進行了更新和補充。《功能蛋白質研究（第二版）》分為12章，第一至四章 主要介紹功能蛋白質研究範式、蛋白質組、蛋白質的生成及質量控制，第五章 和第六章 介紹蛋白質的定位研究及功能調節，第七章 和第八章 介紹蛋白質相互作用研究及其與核酸的相互作用，第九至十一章 介紹蛋白質結構和功能的研究方法，第十二章 作為《功能蛋白質研究（第二版）》*終章 以實例的方式介紹功能蛋白質研究技術在生物醫藥研究中的應用。
目錄
目錄
第一章 緒論 1
第一節 功能蛋白質研究的歷史回顧 1
第二節 功能蛋白質研究的主要內容及方法 7
第三節 功能蛋白質研究的挑戰和展望 12
參考文獻 13
第二章 蛋白質組：蛋白質的檢測 15
第一節 蛋白質組學的技術類別 15
第二節 基於質譜的蛋白質鑒定 23
第三節 基於質譜的蛋白質組定量 32
第四節 人類蛋白質組計劃 46
第五節 蛋白質生物標誌物 61
參考文獻 67
第三章 蛋白質的生成 77
第一節 翻譯過程中各組分的組學測定 77
第二節 蛋白質的翻譯中折疊 98
第三節 翻譯調控與細胞功能 111
第四節 新蛋白的發現與功能 126
第五節 翻譯異常與解救機制 133
參考文獻 145
第四章 蛋白質的質量控制 157
第一節 分子伴侶系統 159
第二節 蛋白質質量控制--內質網 165
第三節 蛋白質質量控制--線粒體 173
第四節 泛素與蛋白酶體 177
第五節 自噬-溶酶體途徑相關的蛋白質降解 185
第六節 蛋白質質量控制相關疾病及分子機制 187
第七節 靶向蛋白質質量控制的*新療法 190
參考文獻 193
第五章 細胞內蛋白質的定位研究 198
第一節 細胞內蛋白質的分選信號 198
第二節 內質網定位信號和蛋白質運輸 211
第三節 高爾基體定位蛋白的分選和逆向運輸 220
第四節 溶酶體相關的定位與功能 229
第五節 細胞外的蛋白質分選和運輸 240
第六節 蛋白質定位的研究方法 248
參考文獻 259
第六章 蛋白質的功能調節 278
第一節 pH和水環境對蛋白質功能的調節 278
第二節 溫度對蛋白質功能的調節 283
第三節 蛋白質的翻譯後修飾 289
第四節 磷酸化修飾對蛋白質功能的調節 291
第五節 醯化修飾對蛋白質功能的調節 305
第六節 糖基化修飾對蛋白質功能的調節 308
第七節 泛素化修飾對蛋白質功能的調節 317
第八節 類泛素相關修飾物對蛋白質功能的調節 322
第九節 小泛素相關修飾物對蛋白質功能的調節 329
第十節 蛋白質前體激活 334
參考文獻 339
第七章 蛋白質相互作用研究 343
第一節 蛋白質相互作用的結構學基礎 343
第二節 酵母雙雜交技術 353
第三節 免疫共沉澱技術 361
第四節 GST融合蛋白沉降技術 365
第五節 串聯親和純化 371
第六節 熒光共振能量轉移技術 379
第七節 交聯技術 387
第八節 預測蛋白質相互作用的生物信息學方法 397
第九節 蛋白質相互作用功能意義的研究策略 410
參考文獻 411
第八章 蛋白質與核酸的互作 420
第一節 核酸結合蛋白的功能與分類 420
第二節 DNA結合蛋白的結構 422
第三節 RNA識別的一般方式 427
第四節 序列特異性結合 430
第五節 蛋白質與核酸相互作用的研究技術 431
參考文獻 443
第九章 基因編輯技術及其在功能蛋白質研究中的應用 446
第一節 基因編輯技術概述及開發現狀 446
第二節 鋅指核酸酶 450
第三節 轉錄激活因子樣效應物核酸酶 455
第四節 成簇規律間隔短回文重複序列及其相關核酸酶 458
第五節 堿基編輯 470
第六節 基因編輯技術面臨的挑戰及發展 477
參考文獻 485
第十章 蛋白質功能的生物信息學分析 497
第一節 蛋白質功能預測 498
第二節 蛋白質功能注釋 523
第三節 蛋白質翻譯後修飾的鑒定 541
參考文獻 573
第十一章 蛋白質結構的研究方法 585
第一節 核磁共振譜 585
第二節 X射線晶體衍射 607
第三節 X射線吸收光譜 617
第四節 電子順磁共振譜 623
第五節 冷凍電子顯微鏡 629
第六節 圓二色光譜 637
第七節 AlphaFold預測蛋白結構 647
第八節 分子對接和動力學模擬 664
參考文獻 679
第十二章 功能蛋白質研究技術在生物醫藥研究中的應用實例 691
第一節 全基因組規模篩選鑒定肺癌抑癌蛋白質 691
第二節 基於新型鄰近標記技術的卵巢癌突變TP53蛋白質相互作用組學研究 703
第三節 基於蛋白質組學的抗腫瘤藥物靶標發現 720
參考文獻 727
精彩書摘
第一章 緒論
在生命與健康研究領域，蛋白質（protein）作為多學科交叉研究的核心，己確定其不可替代的學術地位。蛋白質之所以能夠成為交叉領域的關鍵節 點，是因為它不僅是生命的承載者，還是*複雜的化學物質之一。早期的觀點認為，蛋白質是食物鏈中能量傳遞的載體，而現代科學則揭示，每種蛋白質都發揮著特定且不可替代的生物學功能。功能蛋白質研究，正是以蛋白質在生命與健康中的生物學功能為導向，探索其在生物體內的作用。
蛋白質是生物體的基本組成成分之一，占細胞幹重的50%～70%，是細胞內豐度*高的高分子物質。蛋白質由荷蘭科學家格裡特（Gemtt）於1838年發現的，他觀察到，生命體一旦失去蛋白質就無法存活，幾乎所有組織和器官都含有大量的蛋白質。隨著近代生物化學與分子生物學的發展，我們逐漸認識到蛋白質在眾多的大分子中具有*特性，它們不僅結構和功能高度多樣，還能對環境做出自發響應，是複雜而神奇的生命大分子（Reynolds and Tanford，2001）。蛋白質是生命活動的直接執行者，參與了生長、遺傳、發育、代謝、繁殖、應激、信號轉導、思維與記憶等多種生物過程，這些過程均由特定的蛋白質群體完成。深入研究蛋白質的複雜結構、功能、相互作用及其動態變化，將幫助我們全面揭示生命現象的本質。儘管蛋白質研究己有重要進展，但仍有許多科學問題待解，如特定蛋白質在生物體內的具體功能、其分子機制、功能調節 機制，以及蛋白質的結構基礎等。此外，功能各異的蛋白質分子是如何在進化中產生的，也是功能蛋白質研究的核心內容。
第一節 功能蛋白質研究的歷史回顧
蛋白質主要由氨基酸組成，因氨基酸的不同排列組合，形成了多種類型的蛋白質，人體中估計有超過10萬種的蛋白質。自蛋白質被發現以來，這種生物大分子逐漸被人們深入研究，相關的知識不斷被完善。隨著人們對蛋白質認識的深入，其在生命活動中的重要性愈加凸顯，蛋白質功能和結構的研究也因此日益受到關注。許多科學家在這一領域取得了卓越成就，為功能蛋白質研究奠定了基礎。表1-1列出了自1900年以來諾貝爾化學、物理學、生理學或醫學獎的相關成果對蛋白質結構與功能研究領域的貢獻從獲獎情況可以看出，蛋白質研究的認識過程隨著研究技術的發展逐漸深入，反映了功能蛋白質研究在過去百年間始終是一個重要的科研熱點。
―、早期蛋白質研究（19世紀至1940年代）
蛋白質作為生物體內的重要分子之一，其結構和功能的研究起步較早。1838年，荷蘭化學家米德爾（Mulder）認為蛋白質的基本成分是C、H、O和N元素，並發現所有蛋白質幾乎都存在類似的化學式。瑞典化學家約恩斯？貝爾塞柳斯（J6ns Berzelius），*終以希臘詞語”proteios”[意為”*要的（primary），，]命名了”蛋白質（protein）”一詞，並隨後鑒定出蛋白質的降解產物之一一亮氨酸。後來研究人員發現，蛋白質是由20多種氨基酸通過脫水縮合形成多肽鏈，並進一步折疊成具有一定空間結構的物質。
1873年，海因裡希？奧托？威蘭（Heinrich Otto Wieland）和約瑟夫？哈伯曼（JosefHabermann）分析了蛋白質的組成和結構，發現蛋白質是由被稱為氨基酸的更小單位組成的，他們用強酸或強鹼水解酪蛋白，得到了谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、酪氨酸和氨等。1883年，丹麥化學家凱耶達爾（Kjedahl）發明了凱氏定氮法，能準確測定含氮量，進而得到蛋白質的含量。1902年，德國化學家埃米爾？費歇爾（Emil Fischer）準確測定了氨基酸的化學結構和肽鍵的性質。隨後，科學家進一步發現，蛋白質不僅是細胞結構的重要組成部分，也是細胞內進行生物化學反應的關鍵物質。20世紀初，隨著生物化學技術的不斷進步，蛋白質的研究逐步展開。1910年代，阿爾佈雷希特？科塞爾（Albrecht Kossel）提出了”蛋白質是生命的主要組成物質”的理論，為蛋白質作為生命活動的核心角色提供了理論基礎。儘管那個時期的技術無法揭示蛋白質的複雜性，但己有的化學實驗方法為後來的研究奠定了基礎。
1921年，加拿大科學家弗雷德裡克？班廷（Frederick Banting）發現了胰島素（一種蛋白質），能夠穩定治療糖尿病，1923年獲得諾貝爾獎。1926年，詹姆斯？薩姆納（James Sumner）從刀豆中提純了脲酶，通過結晶和活性測定揭示了具有生物催化功能的酶分子的化學本質是蛋白質，這是一次對蛋白質功能認識的飛躍。
二、蛋白質功能的初步揭示（1940年代至1957年代）
1940年代至1960年代，隨著生物化學和分子生物學的興起，科學家們逐漸認識到蛋白質不僅是細胞的重要構成部分，還具備了複雜的生物學功能。在這一時期，科學家證明蛋白質是生命活動的催化劑。酶促反應的發現證明了蛋白質在代謝和免疫等重要生命活動中的關鍵作用。多位科學家共同提出酶如何降低化學反應的活化能，並且通過酶的作用，使得細胞內反應能夠在常溫和常壓下進行，從而使生命活動得以高效進行。酶催化反應的發現奠定了蛋白質在代謝中的核心作用，這一理論推動了整個生物化學領域的研究。
同時，科學家也開始研究蛋白質在免疫系統中的作用。20世紀40年代，科學家發現，抗體的化學本質就是蛋白質，它們能夠識別並中和外來病原體（如細菌和病毒）。免疫球蛋白的發現和結構解析表明，蛋白質不僅可以直接與病原體結合，還能通過複雜的免疫反應機制保護機體免受感染。蛋白質在免疫系統中的作用為後來的疫苗研發、免疫治療等生物醫學應用提供了基礎。
1953年，沃森（Watson）和克裡克（Crick）提出DNA雙螺旋結構的模型後，分子生物學迎來了革命性的突破。科學家逐漸認識到，蛋白質在基因表達的調控中發揮著至關重要的作用，並開始深入研究蛋白質如何從基因信息中”解碼”功能。研究表明，蛋白質不僅僅是DNA信息的產物，它們還通過複雜的網絡機制調節 基因的功能，實現生命體內各種生理過程的協調。
蛋白質不僅僅是參與酶催化或免疫反應的一種結構物質，它們在細胞內的作用是多種多樣的，並且在許多重要的生物學過程中都扮演著不可或缺的角色。例如，某些蛋白質具有結構功能，如細胞骨架蛋白；有些蛋白質則參與細胞間的信號傳遞，調節 細胞的生長和分裂過程。1955年，科學家通過對肌動蛋白和肌球蛋白的研究，進一步揭示了蛋白質在細胞運動和肌肉收縮過程中的關鍵作用。蛋白質在細胞週期的調控中也起到至關重要的作用，它們通過調節 細胞分裂和增殖過程確保生物體的正常發育。蛋白質的突變或表達異常往往與癌症、遺傳病等疾病密切相關，因此研究蛋白質功能對於理解疾病機制具有重要意義。
三、分子生物學革命（1958年代至1980年代）
1958年代至1980年代，隨著分子生物學和基因組學的飛速發展，科學家們逐步揭示了基因、RNA和蛋白質之間的關係，為理解生命活動的分子機制提供了全新的視角。在這一時期，蛋白質的結構、功能及其與基因之間的相互作用得到了深刻的闡明，標誌著蛋白質功能研究進入了一個新的階段。
1958年，法國科學家弗朗西斯？克裡克（Francis Crick）提出了遺傳學的中心法則（central dogma）。這一法則闡明了遺傳信息的流動方式：DNA轉錄生成RNA，RNA翻譯生成蛋白質。這一發現為分子生物學奠定了理論基礎，揭示了基因表達的基本過程，表明蛋白質不僅僅是細胞內的結構分子，它們在基因信息的傳遞中扮演了關鍵角色。遺傳學中心法則的提出極大地推動了後續對蛋白質功能和調控機制的深入研究。隨後，科學家揭示了RNA轉錄過程的基本原理：
