The Ubiquitin-Proteasome System and Disease pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Mayer, R. John (EDT)/ Ciechanover, Aaron J. (EDT)/ Rechsteiner, Martin (EDT)

出品人:

页数:258

译者:

出版时间:

价格:1919.00元

装帧:

isbn号码:9783527314362

丛书系列:

图书标签:

蛋白质酶体系统
泛素
蛋白质降解
疾病机制
细胞生物学
分子生物学
生物化学
信号转导
药物靶点
癌症

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具体描述

泛素-蛋白酶体系统与疾病引言：生命的调控核心——蛋白质降解在生命体的复杂运作中，蛋白质合成与降解的动态平衡是维持细胞稳态的基石。当蛋白质功能失常、错误折叠或不再需要时，必须高效、精确地将其清除，以防止细胞毒性积累并确保细胞周期的顺利推进。在这个精密的清除机制中，泛素-蛋白酶体系统（Ubiquitin-Proteasome System, UPS）扮演着无可替代的核心角色。UPS 是一种高度选择性、可调控的蛋白质降解通路，它不仅是细胞“垃圾处理站”，更是生命活动中诸多关键调控过程的“总开关”。本书将深入探讨泛素-蛋白酶体系统这一复杂而迷人的生物学机器。我们将从其基本组成、分子机制入手，逐步揭示其在细胞生命活动中的多维调控作用，并详细阐述当这一系统发生功能障碍时，如何直接或间接地导致一系列严重的人类疾病。第一部分：UPS的分子基石与运作机制第一章：泛素——生命的“死亡标签” 本章将聚焦于UPS的启动分子——泛素（Ubiquitin）。我们将追溯泛素的发现历史，阐述其独特的分子结构，特别是C端甘氨酸残基的活性，以及泛素分子如何通过共价键连接到靶蛋白的赖氨酸残基上。我们将详细区分单泛素化、寡聚泛素化和多聚泛素化（特别是K48和K63连接）在细胞信号传导中的不同功能意义。第二章：泛素连接酶的层级串联 UPS的特异性主要由一个三级酶促反应系统决定：泛素激活酶（E1）、泛素结合酶（E2）和泛素连接酶（E3）。 E1激活酶：能量的“启动器”：描述E1酶如何利用ATP激活泛素，形成高能硫酯键，为后续连接做准备。 E2结合酶：泛素的“转运体”：讲解E2酶在中介过程中的作用，以及不同E2亚型如何影响连接的效率和泛素链的形成模式。 E3连接酶：特异性的“指挥官”：E3酶是UPS系统的“特异性识别器”，决定了哪些蛋白质会被标记降解。本章将详细分类和解析两大类E3酶家族——含真泛素连接酶（如RING Finger、HECT结构域）和非典型E3酶（如RBR家族），并阐述它们如何通过识别特定的底物信号（如磷酸化位点、特定序列）来实现对蛋白质降解的精确调控。第三章：26S蛋白酶体——降解的“执行机构” 被泛素标记的蛋白质最终会被26S蛋白酶体识别并降解。本章将对蛋白酶体进行全面解剖。我们将介绍其核心结构：20S核心颗粒（CP）和19S调节颗粒（RP）。 20S核心颗粒：深入探讨20S内部的催化机制，包括β亚基上三种关键的蛋白酶活性（胰凝乳蛋白酶样、胰蛋白酶样和类木瓜蛋白酶样活性），以及这些活性如何被精确调控。 19S调节颗粒：重点分析19S帽子（或称ATP酶环）的作用，解释其如何结合泛素化底物，利用ATP水解驱动蛋白质的解折叠和线性伸入20S核心内部的过程。此外，还将讨论泛素肽的释放与回收机制。第二部分：UPS在生理过程中的核心调控 UPS不仅仅是一个简单的降解系统，它更是生命活动中诸多关键路径的“计时器”和“开关”。第四章：细胞周期调控与UPS 细胞周期的精确推进依赖于关键周期蛋白（如Cyclins和CDK抑制剂）的定时降解。本章将聚焦于CDK（细胞周期蛋白依赖性激酶）的负性调控，详细阐述SCF复合体（一种主要的E3连接酶复合物）和APC/C（后期促进复合体）如何精确地靶向和降解周期蛋白，确保细胞从一个阶段顺利过渡到下一个阶段。第五章：免疫应答与炎症调控在适应性免疫和固有免疫中，UPS对信号转导通路（如NF-$kappa$B通路）的控制至关重要。我们将探讨UPS如何通过靶向I$kappa$B（NF-$kappa$B抑制剂）的泛素化来激活关键转录因子，以及它在T细胞受体信号传导和MHC分子处理与呈递中的作用。第六章：神经可塑性与分子清除在神经系统中，蛋白质质量控制对于突触的长期增强（LTP）和长期抑制（LTD）至关重要。本章将分析UPS如何调控突触后受体的内吞和降解，以及在神经元分化和轴突再生过程中，UPS对关键调控蛋白的清除作用。第三部分：UPS功能障碍与人类疾病当泛素化标记或蛋白酶体的功能发生失衡——无论是降解效率过高、过低，还是底物识别错误——都会直接引发或促进多种病理过程的发生。第七章：神经退行性疾病：错误蛋白的堆积帕金森病（PD）、阿尔茨海默病（AD）和亨廷顿病（HD）等神经退行性疾病的共同病理特征是细胞内出现异常的蛋白质聚集体。本章将详细阐述UPS在清除错误折叠或损伤的蛋白质（如$alpha$-突触核蛋白、Tau蛋白和Huntingtin蛋白）中失能的机制。我们将探讨蛋白酶体的活性下降如何导致毒性蛋白的积累，以及泛素化修饰本身的缺陷（如某些E3酶的突变）如何加速神经元的死亡。第八章：癌症：失控的增殖与凋亡逃逸 UPS在肿瘤发生中具有双重作用：一方面，它通过降解肿瘤抑制因子来促进癌变；另一方面，癌细胞又高度依赖UPS来应对快速增殖带来的代谢压力和蛋白质过载。本章将重点分析：关键肿瘤抑制蛋白（如p53、p21）的异常泛素化降解机制，涉及MDM2等E3连接酶。细胞周期调控蛋白在癌症中降解受阻导致的失控增殖。蛋白酶体抑制剂作为有效的抗癌药物（如硼替佐米）的作用靶点和临床应用原理。第九章：免疫系统与炎症性疾病 UPS的失调与自身免疫性疾病和慢性炎症密切相关。本章将讨论UPS如何影响T细胞的活化和调节性T细胞（Tregs）的功能，以及在类风湿性关节炎和系统性红斑狼疮等疾病中，异常的NF-$kappa$B信号激活或细胞凋亡缺陷如何加剧病理过程。第十章：代谢性疾病与UPS 胰岛素信号传导通路对葡萄糖稳态至关重要，而UPS在其中也发挥着精细的调控作用。本章将探讨UPS如何影响胰岛素受体底物（IRS）的降解，以及在肥胖和2型糖尿病中，UPS系统如何响应营养过剩信号，并导致胰岛素抵抗的发生。此外，还将涉及UPS在脂肪酸代谢和脂滴形成中的作用。结论：靶向UPS的未来治疗策略本书的最后将展望针对UPS系统进行干预的治疗潜力。从蛋白酶体抑制剂到泛素化酶调节剂，再到模拟或阻断特定泛素链形成的新型小分子，我们将梳理当前研发的热点和挑战，旨在为理解和治疗涉及蛋白质稳态失衡的复杂疾病提供新的视角和工具。