The Comprehensive Sourcebook of Bacterial Protein Toxins pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Academic Pr

作者:Alouf, Joseph E. (EDT)/ Popoff, Michel R. (EDT)

出品人:

页数:1072

译者:

出版时间:2006-1

价格:$ 327.70

装帧:HRD

isbn号码:9780120884452

丛书系列:

图书标签:

Bacterial Toxins
Protein Toxins
Microbiology
Immunology
Bacteriology
Toxins
Pathology
Infectious Diseases
Medical Microbiology
Biochemistry

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具体描述

Bacterial toxins play an important role in infectious diseases. Several are amongst the most potent biological agents known to man. Cholera, pertussis, botulinum, clostridium and tetanus toxins are all produced by bacteria. In many cases, it is the toxin produced and not the infectious agent itself that causes pathology. Botulinum toxin has now of course found clinical application as botox, and anthrax, and other toxins, have potentially devastating effects if misused as an agent of biological terror. This book describes the major achievements and discoveries relevant to bacterial protein toxins since the turn of the new century, illustrated by the discovery of more than fifty novel toxins (many of them identified through genome screening). The establishment of the three-dimensional crystal structure of more than 20 toxins during the same period offers deeper knowledge of structure-activity relationships and provides a framework to understand how toxins recognize receptors, penetrate membranes and interact with and modify intracellular substrates. Edited by two of the most highly regarded experts in the field from the Institut Pasteur, France, this book contains 14 brand new chapters dedicated to the coverage of historical and general aspects of toxinology. It includes the major toxins of both basic and clinical interest, described in depth; and details applied aspects of toxins such as therapy, vaccinology, and toolkits in cell biology. The evolutionary and functional aspects of bacterial toxins are evaluated and summarized. The book presents toxin applications in cell biology, discusses therapy (cancer therapy, dystonias), and features vaccines (native and genetically engineered vaccines). The toxins are discussed as biological weapons, comprising chapters on anthrax, diphtheria, ricin etc.

《微生物毒素的分子机制与生物医学应用：前沿进展与展望》导言：解析生命体内的微观战争生命世界充满了精妙的相互作用，其中微生物与宿主之间的“军备竞赛”尤为引人注目。细菌、真菌、病毒等微生物为了在宿主体内生存、繁殖和传播，进化出了一系列高度特异性、破坏力极强的分子武器——毒素。这些毒素是生物学、医学和生物技术领域的核心研究对象。本书《微生物毒素的分子机制与生物医学应用：前沿进展与展望》旨在全面、深入地梳理当前关于非细菌性微生物毒素（特别是真菌毒素、藻类毒素和病毒毒素）的结构、生物学功能、信号转导通路以及其在人类健康和农业领域中的新兴应用和挑战。本书的叙事结构旨在构建一个从基础分子生物学到前沿临床转化的完整知识体系，专注于超越细菌蛋白毒素的领域，为毒理学、微生物学、免疫学、药物开发等交叉学科的研究人员和高级学生提供一份详尽的参考资料。 --- 第一部分：真菌毒素（Mycotoxins）：隐蔽的粮食威胁与宿主病理真菌毒素是由霉菌产生的一类次级代谢产物，它们对人类和动物健康构成长期且慢性的威胁，尤其与食品污染和职业暴露密切相关。本部分将深入探讨几种关键真菌毒素的分子特性及其毒理学效应。第一章：黄曲霉毒素（Aflatoxins, AFs）的结构、生物合成与致癌机制黄曲霉毒素是全球关注度最高的真菌毒素之一。本章将详细剖析黄曲霉毒素（如AFB1, AFG1）的化学结构特征及其在曲霉属真菌基因簇中的生物合成路径。重点内容包括： 1. 代谢激活与DNA加合物形成：重点阐述细胞色素P450酶（特别是CYP1A2和CYP3A4）如何将AFB1代谢为环氧化物，以及这种活性代谢物如何通过共价键与宿主DNA的鸟嘌呤残基结合，形成关键的DNA损伤位点（如AFB1-N7-Gua）。 2. p53 抑癌基因的失活：深入讨论AFB1诱导的基因突变谱，特别是对TP53基因的特征性G:C $ ightarrow$ T:A颠换突变如何导致抑癌功能丧失，进而引发肝细胞癌（HCC）。 3. 毒性逆转策略：探讨利用生物工程手段或化学修饰技术，如何降低AFB1在食物链中的生物利用度和毒性潜力的新兴研究。第二章：赭曲霉毒素A（Ochratoxin A, OTA）的肾毒性与免疫调节赭曲霉毒素A主要污染谷物和咖啡豆，其主要靶器官是肾脏，并表现出显著的免疫毒性和潜在的致癌性。 1. 肾小管损伤的分子机制：分析OTA如何干扰线粒体功能，诱导氧化应激，以及影响特定转运蛋白（如OATs）的活性，导致肾小管上皮细胞的凋亡和坏死。 2. 免疫系统的干扰：阐述OTA对淋巴细胞增殖、细胞因子分泌（如IL-2, IFN-$gamma$）的抑制作用，及其对宿主抵抗感染能力的负面影响。 3. 神经毒性学探讨：鉴于OTA在动物模型中表现出的神经毒性，本章将回顾其穿过血脑屏障的潜在途径以及对神经元存活率的影响。第三章：单端孢霉烯类毒素（Trichothecenes）：核糖体抑制与炎症级联反应这类毒素（如T-2毒素，DON）因其强大的蛋白质合成抑制活性而著称。 1. 核糖体A位点的特异性结合：详细描述T-2毒素如何通过与真核生物80S核糖体的28S rRNA的特定区域结合，阻断肽基转移酶的活性，从而造成蛋白质合成的广泛停滞。 2. MAPK信号通路激活：阐述毒素诱导的细胞应激反应，特别是如何通过JNK和p38丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，激活炎症和凋亡信号。 3. 胃肠道病理学：集中分析DON对肠道上皮屏障的破坏作用，包括紧密连接蛋白（如Occludin, ZO-1）的表达下调及其对细菌易位的影响。 --- 第二部分：藻类毒素（Algal Toxins）：海洋与淡水生态系统中的神经毒素与肝脏毒素藻类毒素，特别是来自甲藻和蓝藻的毒素，是水生生态系统健康和公共水资源安全的重要威胁。本部分聚焦于作用于离子通道和信号转导系统的复杂大分子毒素。第四章：麻痹性贝类毒素（PSP）的神经生理学基础该类毒素（如石房蛤毒素Saxitoxin, STX）是致命的神经毒素，作用靶点清晰而直接。 1. 电压门控钠通道的封闭：深入分析STX如何以极高的亲和力结合于神经元和肌肉细胞的电压依赖性钠离子通道的特定位点（Site 1），从而不可逆转地阻断动作电位的产生和传导，导致麻痹。 2. 构象变化与毒性剂量学：比较不同STX类似物（如dcSTX, NEOTX）对通道选择性的细微差异，并结合结构活性关系（SAR）解释其毒性强弱的分子基础。 3. 临床干预的挑战：讨论目前在中毒事件中缺乏特效解毒剂的根本原因——即毒素与靶标的高稳定结合特性。第五章：肝脏毒素：蓝藻毒素（Cyanotoxins）如微囊藻毒素（Microcystins, MCs）微囊藻毒素是淡水生态中最常见的肝脏毒素。 1. 蛋白磷酸酶抑制剂：详细阐述MCs如何特异性且强力地抑制细胞内I型和II型蛋白磷酸酶（PP1和PP2A）。这种抑制作用如何导致细胞内蛋白超磷酸化，破坏细胞骨架（特别是微丝蛋白Vimentin和Keratin）的结构完整性，引发细胞形态的改变和肝细胞坏死。 2. 转运与生物富集：分析MCs进入肝细胞的转运机制，重点讨论有机阴离子转运多肽（OATPs）在MCs摄取中的关键作用。 3. 基因表达与致癌潜能：探讨MCs诱导的氧化应激和炎症反应如何促进肿瘤的发生，尽管它们通常被认为不是直接的DNA反应性致癌物。 --- 第三部分：病毒毒素（Viral Toxins）：宿主免疫逃逸与病理损害病毒在感染过程中产生或诱导产生的分子，它们往往不是传统意义上的细胞毒性外毒素，而是通过精细调控宿主细胞通路来实现感染和免疫逃逸。本部分将探讨这一新兴领域。第六章：病毒表面蛋白与细胞粘附与侵染许多病毒的表面蛋白（如流感病毒的血凝素、HIV的gp120）在功能上具有“毒素”的特性，即介导对宿主细胞的特定损害或功能干扰。 1. 酶活性与宿主蛋白裂解：以流感病毒神经氨酸酶（NA）为例，分析其酶切作用如何促进子代病毒从宿主细胞表面释放，以及对粘膜免疫屏障的破坏。 2. 受体竞争与信号阻断：探讨某些病毒蛋白如何模拟或拮抗宿主信号分子，例如通过与细胞表面受体（如TLRs或免疫检查点分子）结合，直接干扰天然免疫或适应性免疫反应。第七章：病毒诱导的细胞因子风暴与系统性炎症病毒毒素效应的最高体现是全身性的免疫失调。 1. PRR激活与NLRP3炎症小体：阐述病毒核酸或结构蛋白如何通过Toll样受体（TLRs）或RIG-I样受体（RLRs）激活下游信号通路，导致IL-1$eta$和IL-18等促炎细胞因子的过度释放。 2. 内皮细胞损伤与凝血级联：分析严重病毒感染中，毒素效应如何通过炎症级联反应，间接导致血管内皮功能障碍和弥散性血管内凝血（DIC）的发生机制。 --- 第四部分：抗毒素策略与前沿生物医学应用理解了毒素的分子靶点，我们才能设计出有效的防护和治疗手段。本部分将聚焦于基于分子机制的逆向工程和创新疗法。第八章：靶向真菌毒素的解毒剂与生物控制 1. 吸附剂与结合剂的优化：比较传统粘土类吸附剂与新型高分子聚合物在结合OTA和AFs时的亲和力差异，以及如何设计能够选择性结合特定毒素的仿生受体。 2. 生物转化与解毒酶系统：探讨利用微生物（如某些细菌或酵母）产生的特定酶系（如酯酶、环氧化物水解酶）对毒素进行生物降解或无毒化转化的潜力研究。第九章：藻类毒素与神经系统靶向药物开发 1. 钠通道阻滞剂的结构修饰：探讨如何利用结构生物学信息，开发出能与STX竞争性结合钠通道、但具有更高安全性或更易清除性的新一代拮抗剂。 2. PP2A激活剂的筛选：针对MCs的肝毒性，介绍通过高通量筛选技术寻找能够激活或保护PP2A酶活性的化合物库，以期在早期暴露时中和毒素的超磷酸化效应。第十章：病毒毒素效应的免疫调控疗法 1. 中和单克隆抗体与疫苗设计：讨论针对关键病毒表面蛋白的保护性抗体反应，以及如何设计基于结构模拟的疫苗，诱导针对毒素效应区域的免疫保护。 2. 炎症通路抑制剂的临床转化：评估在严重病毒感染中，使用特异性JAK/STAT抑制剂或IL-6R拮抗剂来调控“细胞因子风暴”的临床证据和未来方向。 --- 结论：跨界研究的未来展望本书最后将总结非细菌性微生物毒素研究的共同主题——即这些分子如何通过靶向少数高度保守的细胞通路（如离子通道、核糖体、蛋白磷酸酶）来实现对宿主的系统性破坏。展望未来，微生物毒素研究将越来越依赖于高分辨率冷冻电镜（Cryo-EM）来解析毒素-靶点复合物的精确结构，并结合合成生物学工具来设计针对性的解毒策略。对这些复杂分子武器的深入理解，不仅是保障食品安全和公共卫生的基石，也是神经药理学和抗感染药物开发的重要灵感来源。