热休克蛋白.ppt

* * 畜牧兽医学院 05生技3班 李超Ellis定义的分子伴侣： 帮助其他含多肽结构的物质在体内进行正确的组装，并且不是组装后的结构发挥其正常的生物功能的组分，它们是结构可以完全相同，也可以完全不同的蛋白质的总称。其中最大的一类分子伴侣是热休克蛋白（heat shock proteins,HSP）。 热休克蛋白的发现 1992年Horwitz提出HSP是一种分子伴侣的理论。目前HSP的作用和功能已经引起世界各国学者的广泛关注，尤其是对HSP70的研究最为深入。 HSP首先是在果蝇体内发现的。 1962年Ritossa发现，将果蝇的培养湿度从25℃提高到30℃ （热休克环境温度升高），30分钟后就可在多丝染色体上看到 蓬松现象（或称膨突puff），提示这些区带基因的转录加强并可能有某些蛋白质的合成增加。 1974年Tissieres研究证实该现象的产生是因为温度高增强了这一区域的基因转录，相应生成了一系列分子量为70kDa和26kDa的蛋白质这些蛋白质被命名为热休克蛋白质（HSP）。 休克蛋白生成的诱因 在正常生理条件下，如细胞的增生和分化、胚胎的生长和发育、激素的刺激等，热休克蛋白即呈基础表达。正常生长条件下，所有细胞中，热休克蛋白占总蛋白量的5%-10%。 在应激条件下，热休克蛋白表达明显增加，且可发生移 位。这些应激包括： 1 体外环境应激：热、冷、有机物、重金属（砷、镉等）、缺氧等。 2 体内病理生理应激：基因损伤、组织创伤、微生物感染等。 热休克蛋白的组成和结构 组成 邬堂春等于1995年从人体肿瘤细胞株，大鼠肝脏和心脏，家兔和小鼠肝组织纯化了主要的热休克蛋白HSP70并分析了它的氨基酸组成 在所测的5种来源的HSP70中，含量位于前三位的氨基酸除大鼠心脏为甘氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸外，其余的均为甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。所有来源的HSP70均富含苯丙氨酸、赖氨酸、缬氨酸、亮氨酸和脯氨酸。 热休克蛋白的组成和结构 结构 Flynn等的研究表明： HSP70的氨基酸的一级结构可分为3个功能域： 近N端为45kDa大小结构上高度保守的氨基酸序列，具有ATPase活性区，比羧基端部分具有更高的保守性，与不同生物的HSP70所共有的生化特性有关； 紧接着为18kDa大小相对保守的氨基酸序列，是多肽的结合部位； 近C端有约10kDa结构上多变的氨基酸序列，其结构尚不明，可能与特定的一组蛋白底物相互作用有关。 热休克蛋白的分类 HSP100家族 HSP90家族（分子量约83-90kDa） HSP70家族（分子量约66-78kDa） HSP60家族和小分子量smHSP家族（分子量 约12-43kDa） 泛素 细胞质 大肠杆菌 ClpX 细胞质和核及核仁 酵母 HSP104 HSP100家族 内质网 酵母 Kar2p 胞浆 动物细胞 prp73 内质网 哺乳动物 grp78 胞浆 动物细胞 Hsc70 内质网 哺乳动物 Bip 细胞质线粒体 酵母 Ssa1-4、SsB1、SsC1、SsD1 细胞质 大肠杆菌 DnaK(DnaJ、GrpE) 细胞质和细胞核骨架，热休克后移至细胞核及核仁质膜上；哺乳动物线粒体 所有生物 HSP70（HSP40、HSP24） HSP70家族 细胞内定位 种属 分类 内质网 哺乳动物 Grp94 内质网和胞液 肉瘤细胞 gp96 细胞质 酵母和果蝇 Hsp83、Hsp87 细胞质 哺乳动物 Hsp90 细胞质 大肠杆菌 HtpG HSP90家族 线粒体 酵母 Mif4p 叶绿体 植物 RBP 线粒体和叶绿体 真核细胞 Cpn60(cpn10) 内质网 大肠杆菌 GroEL(GroES) HSP60家族 细胞中的定位 种属 分类 概述 smHSP是热胁迫诱导蛋白，能防止热诱导的蛋白质聚集，促进变性蛋白质的复性和不可逆转的受伤蛋白质的降解。HSP27是smHSP亚家族中的重要的一员，主要参与微丝的稳定和细胞因子信号转导等，保护细胞免受各种应激因素的损伤。 HSP60家族成员包括分子量约60kDa的蛋白质。微生物HSP60是优势蛋白，感染微生物的人体中有40%T细胞应答是针对该蛋白质的，而且该蛋白质与人类HSP60相当，已经检出至少与人类19个已知自身抗原的氨基酸序列存在相似性，并与响应自身免疫的发生有关。 HSP90为组成型表达的蛋白，包括α和β2种分子，是HSP家族中为数不多的含有内含子的成员之一。 HSP90作为特异分子伴侣与类固醇激素受体（包括GR、PR、ER、RAR、VDR等）、信号传导途径