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分子伴侣的研究进展摘要：分子伴侣能结合和稳定另一种蛋白质的不稳定构象,促进新生多肽链的正确折叠, 因而在辅助蛋白质复性以及免疫保护等方面有很重要的作用。HSP70分子伴侣能够帮助细胞内新生蛋白的折叠和跨膜运输、蛋白质多聚体结构的装配和解装配,并能在胁迫下维持蛋白质的特殊构象, 防止未折叠的蛋白质变性和使聚集的蛋白质溶解复性。关键词：蛋白质折叠；分子伴侣；热休克蛋白1.蛋白质折叠一个有活性的蛋白质分子不但有特定的氨基酸序列，还处于特定的由氨基酸序列决定的三维空间结构。根据分子生物学的中心法则，生命的遗传信息在核内从DNA转录到RNA在细胞质的核糖体上翻译成蛋白质多肽链的氨基酸序列，实际上这只是合成出了新生肽链但还不是蛋白质，这种新生肽链必须经历一系列极其复杂的折叠过程，这里的“折叠”不仅指肽链在空间的盘旋卷曲，而是包括广义的新生肽链的整个成熟过程，包括化学修饰、跨膜转运、亚基组装、水解激活等等。2.蛋白质折叠研究的新概念20世纪60年代C.B.Anfinsen根据还原变性的牛胰核糖核酸酶在去除变性剂和还原剂后,不需要任何其他物质的帮助能够自发地形成正确的4对二硫键，重新折叠成天然的三维结构并恢复几乎全部生物活性的实验，提出“多肽链的氨基酸序列包含了形成其热力学上稳定的天然构象所必需的全部信息”或者说“一级结构决定高级结构”的著名论断。相对于体外蛋白质折叠研究，细胞内新生肽链的成熟实际上是在较高的温度、较高的蛋白浓度而又十分拥挤的环境中，以极快的速度和极高的保真度在进行着。一句话，以极高的效率在进行着。新的观点认为，细胞内新生肽折叠和成熟为功能蛋白，一般说来是需要帮助的，而不都是能自发进行而完成的。帮助新生肽折叠的生物大分子主要是蛋白质，它分为两大类:一类是分子伴侣；一类是催化与折叠直接有关的化学反应的酶，现在又称“折叠酶”，目前已确定为帮助蛋白质折叠的酶只有2个，一个是蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomease,PDI）;另一个是肽基脯氨酰顺反异构酶(peptidyprolylcis-trans isomerase,PPI)。它们都催化共价的异构反应[1]。3. 分子伴侣与蛋白质折叠1978年，英国的Laskey发现DNA和组蛋白在体外生理离子强度条件下重组时，必须有细胞核内一种酸性蛋白-核质素(nucleoplasmin)存在时才能成功组装成核小体，否则就会发生沉淀。Laskey把它叫做“分子伴侣（molecular chaprone）”。蛋白质必须经折叠形成精确的三维结构才具有生物活性。然而在热应激或其它应激条件下, 蛋白质折叠常常会受到损伤,表现为折叠中间体的疏水区暴露,发生异常反应(如集聚等) ,形成蛋白质聚合物。分子伴侣在蛋白质正确折叠中起着关键性作用。 首先, 它可调节性地阻碍多肽链集聚; 其次,分子伴侣还具有折叠互补功能,即可使已形成的蛋白质集聚体折叠和恢复其水溶性; 此外, 分子伴侣可以促进折叠错误的蛋白质降解。4.分子伴侣的分类[2]4. 1 伴侣素家族( Charperonin, Cpn)Cpn 家族具有独特的双层7- 9 元环状结构的寡聚蛋白(Hemminngwen; cheng 1998) , 它们以依赖ATP 方式促进体内正常和应急条件下蛋白质折叠。Cpns又可分为两组: GroEl( Hsp60)家族和Tric家族。GroEl 的Cpn 由双层7 个亚基形成圆环组成, 每个亚基分子量约为 60ku。它们在体内与一种辅助因子,如E.coli中的GroEs,协同作用帮助蛋白质。这些蛋白质一般是应急反应诱导的,人们对GroE 和GroEs的结构、 功能及作用机理作了详细研究。Tric型的Cpn 是由双层8 或9元组成,亚基分子量约为55k。 该种Cpn没有类似的辅助因子。4. 2 热休克蛋白70家族由于该家族是进化上最保守的蛋白质之一,在应用上具有广阔的前景, 因此是研究最多的家族。HSP70广泛分布于细胞核、细胞质、内质网、线粒体和叶绿素等细胞的各个部分, 它作为分子伴侣参与所有细胞内蛋白质的从头合成和定位、蛋白质的成熟和错误折叠蛋白质的降解及调节过程, 因而能够严重地影响生长在正常条件和胁迫条件下生存的细胞功能和代谢过程。4. 3 热休克蛋白90家族热休克蛋白90 家族(Hsp 90 family) ,分子量在90ku左右。 Hsp90可以与脑浆中的类固醇激素受体结合, 封闭受体的DNA 结合域,阻碍其对基因转录调控区的激活作用, 使之保持在天然的非活性状态。但Hsp90的结合也使受体保持着对激素配体的高亲和力。Hsp还与Ras信号途径中许多信号分子的折叠与组装密切相关, 主要是Hsp90的结合与解离导致了这些分子在活性与非活性之间的转化。4. 4 其它种类的分子伴侣包括核