出版社内容情報
本書は、タンパク質を「構造」「機能」「運動」「進化」という統一的な視点から理解するための理論的枠組みを提示した生物物理学・計算生物学の名著『Protein Actions: Principles and Modeling』（Ivet Bahar、Robert L. Jernigan、Ken A. Dill著）の翻訳本であり、タンパク質を“生きた分子機械”として捉える知的興奮に満ちた一冊である。本書の最大の魅力は、単なる実験的知識の羅列ではなく、折りたたみや結合、ダイナミクスといった現象を統計力学やエネルギー論、動力学など様々な角度から体系的に説明している点にあり、生物・化学・物理・統計学など幅広い分野の学生・研究者が学びやすい教科書となっている。基礎から応用までの構成も巧みで、安定構造や協同性、折り畳みキネティクス、進化、分子シミュレーション、薬物設計などを段階的に学ぶことができ、構造生物学・分子動力学・創薬分野の学生や研究者にとって極めて有用である。特に「なぜその構造がその機能を生むのか」「どのような運動が生命現象を支えるのか」を定量的に理解したい読者にとって、本書は最良の道標となるだろう。さらに、原著にはなかった「AlphaFold」「クライオ電子顕微鏡」の解説を付録章として追加しており、タンパク質の最新の研究分野についても知ることのできる一冊となっている。
［原著］Protein Actions: Principles and Modeling, Taylor & Francis（Garland Science）, 2017
【目次】
第1章タンパク質は特定の構造に折り畳まるポリマーである
1.1 タンパク質は細胞の機能を実現する機械である
1.2 タンパク質には配列構造機能という関係がある
1.3 アミノ酸はタンパク質の繰り返し単位である
1.4 天然状態のタンパク質はコンパクトで明確な3 次元構造をもつ
1.5 タンパク質には階層構造がある
1.6 膜環境内で安定して機能するタンパク質
1.7 線維状の構造をもつタンパク質
1.8 天然状態のタンパク質は構造のアンサンブル
1.9 まとめ
第2章タンパク質は細胞の機能を果たす
2.1 タンパク質は細胞内で多くの活動を担っている
2.2 タンパク質の機能は，その構造とダイナミクスにコードされている
2.3 タンパク質の誕生
2.4 生命のために働くタンパク質
2.5 健康なタンパク質，病気のタンパク質，死ぬタンパク質
2.6 まとめ
第3章タンパク質は安定な平衡配置をとる
3.1 天然状態と変性状態はともにタンパク質の安定状態である
3.2 統計力学はタンパク質の安定性を記述するための言語である
3.3 二状態の熱力学を用いたシンプルなタンパク質変性
3.4 タンパク質は酸性または塩基性の溶液中で変性しやすい
3.5 変性状態は構造の分布をなしている
3.6 まとめ
付録3A タンパク質における解離定数の典型的な値
第4章タンパク質への結合が生物学的な作用につながる
4.1 イントロダクション
4.2 結合は結合多項式によってモデル化できる
4.3 アロステリーでは，結合は構造変化と協同して起こる
4.4 阻害剤と活性化剤は他の結合作用を調整できる
4.5 協同的な結合は調節，シグナル伝達，およびエネルギー変換の鍵である
4.6 ブラウン運動ラチェットは協同の結合イベントによって指向性のある運動を生み出す
4.7 まとめ
付録4A タンパク質における解離定数の典型的な値
第5章タンパク質折り畳み（フォールディング）と凝集は協同的に起こる転移である
5.1 タンパク質は構造や性質において鋭い遷移を示す
5.2 タンパク質やペプチドは協同的なヘリックスコイル転移を示す
5.3 タンパク質の折り畳みにおける協同性は，二次構造および三次構造の相互作用から生じる
5.4 タンパク質は、協同的に作用し合って凝集していき、凝集体、線維、そして結晶を形成していく
5.5 まとめ
付録5A 進んだヘリックスコイルの理論
付録5B アミロイド凝集の理論
第6章タンパク質折り畳みの速度論についての原理
6.1 レヴィンタールのパラドックスによって，タンパク質折り畳みの機構に関する探索が始まった
6.2 折り畳み速度の実験は質量作用モデルによってモデル化できる
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