熱休克蛋白與熱休克反應

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1、熱休克蛋白與熱休克反應(一)*王曉臨（綜述）青海大學附屬醫(yī)院徐存栓（審校）河南師范大學科技部重點實驗室張寶琛（審校）中國科學院西北高原生物研究所摘要熱休克蛋白是生物體在不良環(huán)境刺激后產(chǎn)生的一種特殊蛋白質(zhì)，稱為應激蛋白或分子伴侶，其中HSP70具有重要的細胞作用，如抗逆性，分子伴侶及抗氧化。各種應激因子引起的應激反應被稱為熱休克反應,是一種以基因表達和調(diào)控變化為主的細胞應激反應。本文重點介紹HSP70的分類、結(jié)構(gòu)、基因調(diào)控及功能。關(guān)鍵詞：熱休克蛋白、熱休克反應、應激、HSP70中圖分類號R33文獻碼：AHeatshockproteinandHeatshockResponse(一)WangXia

2、oLin（Summarize）:AffiliatedHospitalofMedicalCollegewithQingHaiUniversityXuCunshuan（Review）NationalKeyLaboratoryofMinistryofTechnologicalofChina,HenanNormalUniversityZhangBaochen（Review）NorthwestPlateauinstituteofBiology,theChineseAcademyofsciencesAbstractobjective:Theheatshockproteinisaspecialprotei

3、nthatproducesbyorganismfromstimulationinhardenvironment.Heatshockprotein70haveimportantfunctionwithcells,forexample,hardenvironmentresistance,chaperones.Andoxidation-proofKindsofstressfactorcausestressresponse,Heatshockresponseisastressresponsefromgeneexpressandregulationlevel.Thearticleintroducesc

4、lassification,structure,generegulationandfunctionwithHSP70.Keywords:HeatShockproteinHeatShockresponseStressHSP70.61.引言1962年Ritossa等把黑腹果蠅幼蟲暴露30~32oC的環(huán)境中，30min后發(fā)現(xiàn)巨大的唾液腺染色體上出現(xiàn)了新的膨突，當溫度恢復到正常時，其他部位才出現(xiàn)類似的膨突，這些獨立的膨突部位的基因具有活躍的轉(zhuǎn)錄活性1。1974年Tissieres和他的同事發(fā)現(xiàn)，經(jīng)多年研究發(fā)現(xiàn)，生物體細胞在環(huán)境溫度突然升高時，細胞內(nèi)某一蛋白質(zhì)的表達迅速增加,合成了一組特殊的蛋白質(zhì),會

5、產(chǎn)生一種非常相似的反應，這一現(xiàn)象及期間的產(chǎn)物分別被稱為熱休克反應（heatshockrespondHSR）和熱休克蛋白（heatshockproteinsHSPs）2,研究人員發(fā)現(xiàn)熱休克反應除能被熱損傷誘導外，還能被其他因素誘導，如氨基酸類似物、各種中金屬、代謝性毒物、缺氧、損傷等。目前將各種應激因子引起的熱休克反應稱為應激反應（stressresponse），是以基因表達和調(diào)控方面變化為主的細胞應激反應，熱休克蛋白被稱為應激蛋白（stressproteins）3熱休克反應的特點是在短暫的環(huán)境溫度升高（40-45oC）下觀察組織和細胞的變化得來的。1992年BurelmRNA被優(yōu)先翻譯，發(fā)現(xiàn)

6、不同分子量的熱休克蛋白在細胞內(nèi)的不同部位堆積。細胞對于抵抗強烈的熱損傷是必須的，但卻是短暫的4。熱休克反應有如下特點：①普遍性，所有的原核和真核生物都有熱休克反應；②保守性，不同物種有同源性很高的熱休克蛋白；③熱休克反應時熱休克蛋白的合成迅速增加而原有的蛋白合成減少；④除熱損傷以外的各種刺激如缺氧，缺血，各種物理化學損傷，腫瘤等均可誘導熱休克蛋白。2.熱休克蛋白的分類和結(jié)構(gòu)各種生物的HSPs及其編碼基因具有高度的保守性，人類與細胞的HSPs具有50%以上的同源性5。哺乳動物中5種不同種系的細胞熱休克后和HSPs的表達方式相似3。應激蛋白的調(diào)節(jié)模式,分為兩大類：HSPs和調(diào)節(jié)糖蛋白（gluco

7、se-regulatedproteins，GRPs）。按分子量大小和誘導進行分類，在哺乳動物細胞中，HSPs分為8（泛素）、10、28、32、47、60、70、90和110kPa（表1）。饑餓時GRPs誘導表達增加，主要為75、78、94和170kDa四大類。表1哺乳動物細胞中的熱休克蛋白3.10.14分號定位特性細菌類似物6HSP110HSP90HSP70HSP60HSP47HSP32HSP28HSP10細