钙激活蛋白酶系统是畜牧学、医学、肉类科学领域的热门研究课题。 对于生物学、畜牧学、兽医学、食品科学、医学等领域的研究有一定的作用。本书就钙激活蛋白酶系统(calpains)的研究现状进行了一个概述，对该酶系统各个成员的分布、结构、功能和特性等进行了介绍。在本书的撰写过程中作者还将近年来钙激活蛋白酶系统的科研成果进行了融合和整理，是一本该方面研究的系统性图书。

钙激活蛋白酶系统包括钙激活蛋白酶(calpain)、钙激活蛋白酶抑制蛋白(calpastatin)和钙激活蛋白酶激活蛋白(calpain activator)。该系统是高度可调的、且依赖于Ca2+的蛋白质水解酶系统。钙激活蛋白酶的研究始于1964年，钙激活蛋白酶抑制蛋白的研究始于1976年，而钙激活蛋白酶激活蛋白的研究始于1982年。钙激活蛋白酶系统是畜牧学、医学、肉类科学领域的热门研究课题。

Calpain是一种钙激活中性半胱氨酸内肽酶(EC 3．4．22．17)，分布于所有脊椎动物细胞中，在果蝇属和寄生物细胞中也发现了此酶，但在植物细胞中却尚未提取到。虽然不同生物细胞中的钙激活蛋白酶的结构略有不同，但是，钙激活蛋白酶的结构都是由大小两个结构域组成。

Calpain-Ⅰ和calpain-Ⅱ、CANP、CDP I和CDPⅡ都是曾用于表示calpain系统的蛋白质名称。1976年和1981年先后纯化得到两种依赖于Ca2+的蛋白酶；1989年，Murachi推荐了这两种钙激活蛋白酶与它们的抑制蛋白的名称；1982年，DeMartino等首次纯化得到钙激活蛋白酶的激活蛋白。两种钙激活蛋白酶命名为mcalpain与μ-calpain，此命名法能反映出钙激活蛋白酶在体外激活时所需Ca2+浓度的不同，目前已得到广泛认可。抑制蛋白的名称是calpastatin，激活蛋白的名称是calpain activator。

Calpain-calpastatin-calpain activator系统的体外研究表明，calpain仅裂解蛋白质有限的专一位点，陈胜大的多肽片段，而不是分解成小肽或氨基酸。该系统在许多细胞骨架蛋白的结合和与分解中起一定作用，尤其对依附于质膜或亚细胞结构的细胞骨架纤维部位。Calpain降解作用较彻底，导致横纹肌的肌原纤维Z盘裂解，从而使肌节部位断裂。因此，Calpain系统在动物机体屠宰后，肌肉蛋白的水解在引起肉的嫩化中起相当重要的作用。它还参与居间纤维的分解、神经丝蛋白的水解、表皮作用因子受体的降解、成肌细胞融合、磷酸化酶b激酶和蛋白激酶C的活性、类固醇激素结合蛋白的转化、血小板的凝集等。Calpain系统不仅参与上述正常的细胞内级联信号转导，也与机体内发生的各种病理状态，如局部缺血、老年性痴呆症、白内障、肌肉萎缩、脓毒、切东二氏综合征、炎症、关节炎、疟疾等各种疾病相关联。

迄今为止，Calpain-calpastatin系统已成为最广泛和深入研究的蛋白酶系统之一，美国、日本、法国、以色列、英国、加拿大、意大利等国家的科学家都对它产生了浓厚的兴趣。我国关于钙激活蛋白酶系统的研究始于20世纪90年代，但是，至今国内还没有该类书籍出版。

本书对钙激活蛋白酶系统(calpains)的研究现状进行了概述，对该酶系统各个成员的分布、结构、功能和特性等进行了介绍，并就钙激活蛋白酶系统与肉品质的关系，对肉的嫩化作用及与各种疾病的关系进行了阐述和总结。在本书的撰写过程中作者还将近年来钙激活蛋白酶系统的科研成果进行了融合和整理，是一本该方面研究的系统性图书。

本书适合于生物学、畜牧学、兽医学、食品科学、医学领域的研究生、科研人员及肉类科学工作者和其他科学爱好者阅读。

第一章 导言

 第一节 钙激活蛋白酶的概述

 第二节 钙激活蛋白酶系统的研究现状

第二章 钙激活蛋白酶系统的组成及其结构与特性

 第一节 钙激活蛋白酶

一、钙激活蛋白酶的研究进展

二、钙激活蛋白酶的分布与结构

三、肌肉组织中的calpain-calpastatin系统

四、钙激活蛋白酶的特性

 第二节 钙激活蛋白酶抑制蛋白

一、钙激活蛋白酶抑制蛋白的研究进展

二、钙激活蛋白酶抑制蛋白的结构

三、钙激活蛋白酶抑制蛋白的特性

 第三节 钙激活蛋白酶的调节机理

一、钙离子对calpains的调节作用

二、Calpains的自溶

三、磷脂的作用

四、Calpains活性的负调节——calpastatin

五、钙激活蛋白酶是与膜结合、发生自溶而发挥蛋白酶活性的吗？

六、钙激活蛋白酶是受Ca2+和钙激活蛋白酶抑制蛋白调节的吗？

 第四节 钙激活蛋白酶激活因子

一、钙激活蛋白酶激活因子的研究进展

二、钙激活蛋白酶激活因子的结构

三、钙激活蛋白酶激活因子对钙激活蛋白酶的激活特性

第三章 钙激活蛋白酶系统与肉品质性状

 第一节 牛肉的品质性状

 第二节 影响畜禽肉品质的因素

一、肉本身的因素

二、屠宰前的影响因素

三、宰后的影响因素

 第三节 有关牛的肉用性状的基因

一、有关牛的肉用品质基因标记的概述

二、一些牛肉品质候选基因的概述

 第四节 钙激活蛋白酶家族基因的研究进展

一、概述

二、Calpain家族与Ca2+的关系

三、Calpain家族的结构

四、牛calpain家族基因的研究现状

五、Calpain家族的研究前景

 第五节 钙激活蛋白酶与肉的品质

一、概述

二、钙激活蛋白酶系统与肉品质的关系

第四章 钙激活蛋白酶与肉的嫩化

 第一节 提高肉的嫩度是肉类工业的重要课题

一、肉品在宰后过程中的变化

二、肉嫩化的方法及机理

 第二节 钙激活蛋白酶系统是动物宰后促进肌肉嫩化的重要酶系统

一、宰后肉嫩化的机制：酶假说与钙理论

二、内源蛋白酶在肉嫩化中的作用

三、钙激活蛋白酶系统是动物宰后促进肌肉嫩化的重要酶系统

 第三节 研究calpains系统要着眼于研究钙激活蛋白酶激活因子

一、研究calpains系统为什么要着眼于研究钙激活蛋白酶激活因子

二、研究calpain activator的意义

三、对calpain activator cDNA进行克隆和表达的意义

四、钙激活蛋白酶激活因子克隆和表达的研究进展

第五章 钙激活蛋白酶系统与相关疾病

 第一节 钙激活蛋白酶与肌肉营养不良

一、肌肉营养不良的发病机理

二、“Calpain病理”特征

 第二节 钙激活蛋白酶与眼部疾病

一、LEC凋亡是白内障形成的细胞学基础

二、钙激活蛋白酶的激活在白内障发生机制中的作用

 第三节 钙激活蛋白酶与老年性痴呆症

一、老年性痴呆症的发病机理

二、Ca2+的生理功能和[Ca2+]稳态的调节

三、老年性痴呆、神经细胞钙超载与谷氨酸的兴奋性神经毒性作用

四、细胞内超载激活calpain破坏细胞结构蛋白质

五、钙激活蛋白酶影响细胞内的神经纤维缠绕

 第四节 钙激活蛋白酶与Ⅱ型糖尿病

一、钙激活蛋白酶-10的结构和功能

二、钙激活蛋白酶-10与Ⅱ型糖尿病的作用

 第五节 钙激活蛋白酶与脑缺血疾病

 第六节 Calpain与脑外伤、脊髓损伤、脱髓鞘性疾病等的神经元退变

一、钙激活蛋白酶与脑神经元退变

二、钙激活蛋白酶的脑保护作用

 第七节 钙激活蛋白酶与其他疾病

一、钙激活蛋白酶对肌肉营养不良和伤口愈合的功能

二、钙激活蛋白酶对类风湿性关节炎的作用

参考文献