اسمولیتهای سلولی: از کمک به تاخوردگی پروتئین تا چشم اندازهای بالینی ۲۰۱۷
Cellular Osmolytes: From Chaperoning Protein Folding to Clinical Perspectives 2017

این کتاب اطلاعات ضروری در مورد بهبود تاخوردگی/پایداری پروتئین ها ارائه می دهد، که نتیجه تعادل بین اندرکنش های درون مولکولی گروه های عاملی پروتئین و اندرکنش های آن ها با محیط حلال است. محیط حلال در تاخوردگی پروتئین عمدتاً شامل نمک ها، ترکیبات مولکولی کوچک، متابولیت ها، شپرون های مولکولی و سایر گونه های شیمیایی است. بنابراین، تغییرات جزئی در ترکیب محیط می تواند فرآیند تاخوردگی پروتئین را تغییر دهد. اهمیت محیط حلال در تاخوردگی پروتئین دقیقاً به این دلیل است که بیماری زایی های مختلف ناشی از پروتئوپاتی را می توان با دستکاری محیط حلال پروتئین های بدتاخورده معکوس کرد. تنش های محیطی نامساعد یکی از دلایل اساسی این چالش ها در تاخوردگی یا بدتاخوردگی پروتئین ها هستند. از آنجا که سلول ها معمولاً با نوسانات شدید محیطی مواجه می شوند، بسیار مهم است که خود را به استراتژی هایی مجهز کنند تا شرایط محیطی نامساعد را دور بزنند. طبیعت استراتژی های بسیاری را توسعه داده است تا اطمینان حاصل شود که واکنش پیچیده و چالش برانگیز تاخوردگی پروتئین با کارایی و دقت کافی برای موفقیت ارگانیسم رخ می دهد. از جمله استراتژی های به کار رفته در طیف گسترده ای از گونه ها و انواع سلولی، گسترش مولکول های آلی کوچکی به نام اسمولیت ها است.

علاوه بر این، پیشرفت های اخیر همچنین نشان داده اند که اسمولیت های خاصی ممکن است بیومارکرهای کلیدی سرطان، بیماری های عفونی و لخته شدن واکسن باشند. در واقع، حجم زیادی از داده ها در مورد پتانسیل آن ها برای مداخله درمانی در بیماری های عصبی تخریب کننده و سایر اختلالات متابولیکی ناشی از تجمع پروتئین یا شکست هموستاز پروتئین تولید شده است.

این کتاب، با انعکاس کاربردهای متعدد این مولکول های کوچک در حوزه های بهداشتی و سایر صنایع، ترکیبی از مشارکت های رهبران محترم در این زمینه است و به دانشجویان دانشگاه، محققان پایه و پزشکان بالینی کمک می کند تا نقش های بیولوژیکی اسمولیت ها را به عمل بالینی تبدیل کنند. همچنین به برخی از چشم اندازهای مهم آینده اسمولیت ها مانند نقش آن ها به عنوان مواد جانبی دارویی روشنگری کرده و درک عمیق تری از مکانیسم عمل آن ها در پیشگیری از بیماری های عصبی تخریب کننده ارائه می دهد. 1919

This book provides essential information on improving protein folding/stability, which is a result of the balance between the intra-molecular interactions of protein functional groups and their interactions with the solvent environment. The protein folding solvent environment mainly consists of salts, small molecule compounds, metabolites, molecular chaperones and other chemical species. Therefore, subtle change in the composition of the environment will alter the protein folding process. The importance of the solvent environment in protein folding is precisely due to the fact that various disease-causing proteopathies can be reversed by manipulating the solvent environment of the malfolded proteins. Hostile environmental stresses represent one of the basic causes of such challenges in protein folding or misfolding. Since cells commonly encounter extreme environmental fluctuations, it is crucial that they equip themselves with strategies to circumvent the hostile environmental conditions. Nature has developed many strategies to ensure that the complex and challenging protein folding reaction occurs with adequate efficiency and fidelity for the success of the organism. Among the strategies employed in a wide range of species and cell types is the elaboration of small organic molecules called osmolytes.

Additionally, recent advances have also revealed that certain specific osmolytes might be key biomarkers of cancer, infectious diseases and vaccine flocculation. In fact, a large pool of data has been generated regarding their potential for the therapeutic intervention of neurodegenerative diseases and other metabolic disorders caused by protein aggregation or proteostasis failure.

Reflecting the multiple applications of these small molecules in the health and other industries, this book combines contributions by respected leaders in the field and will help to inspire college students, basic researchers, and clinicians to translate these biological roles of osmolytes into clinical practice. It will also shed light on some important future prospects of osmolytes like their role as drug excipients and provide a deeper understanding of their mechanism of action in the prevention of neuro-degenerative diseases.