热休克蛋白
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05生技3班 81050639
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）。
细胞质 细胞质 细胞质 内质网和胞液 内质网
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。
➢ 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。
分类
HSP60家族
GroEL(GroES) Cpn60(cpn10) RBP Mif4p
HSP90家族
HtpG Hsp90 Hsp83、Hsp87 gp96 Grp94
种属
大肠杆菌 真核细胞 植物 酵母
大肠杆菌 哺乳动物 酵母和果蝇 肉瘤细胞 哺乳动物
细胞中的定位
内质网 线粒体和叶绿体 叶绿体 线粒体
Hsc70
grp78 prp73
Kar2p
HSP100家族
HSP104 ClpX
大肠杆菌 酵母
哺乳动物 动物细胞 哺乳动物 动物细胞 酵母
酵母 大肠杆菌
细胞内定位
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 细胞质 细胞质线粒体
内质网 胞浆 内质网 胞浆 内质网
细胞质和核及核仁 细胞质
概述
HSP70是分子量约70kD的热休克蛋白，是热休克蛋白家族中 组重要的一员，被称为主要热休克蛋白，包括分子量为68、 72、73、75、78kDa等的20多种蛋白。此外，在哺乳动物 细胞中还发现了一类广泛存在的HSP70家族的一个亚族—— HSP110。 HSP70家族蛋白具有相同的等电点和相似的胰蛋白酶肽谱， 在几乎所有生物的应激细胞中常被高度诱导，具有保护机体和 细胞的功能。
概述
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）、信号传导途径中的酷氨酸蛋白激酶、 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶等分子结合，调节它们的生物活性， 防止蛋白质的变性和聚集。
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
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
HSP70
HSP-70由两个结构域组成： 一个结构域（蛋白质编号
HSP70
一些较小的分子伴侣从蛋白质离开核糖体那一刻 起就开始保护它们。在这个阶段，蛋白质还没有 形成折叠结构，伸展的肽链上暴露出许多富含碳 的基团，很容易造成聚集沉淀。
HSP-70能够识别并结合于这些疏水基团，从 而避免其与周围基团的聚合。 当多肽链开始折叠时，HSP-70由ATP供能， 从肽链上释放出来。
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 约泛12素-43kDa）
分类
种属
HSP70家族
HSP70（HSP40、HSP24） 所有生物
DnaK(DnaJ、GrpE) Ssa1-4、SsB1、SsC1、 SsD1 Bip
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：
热休克蛋白的发现
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）。
泛素(ubiquitin)是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白。 它的主要功能是标记需要分解掉的蛋白质，使其被水解。
当附有泛素的蛋白质移动到桶状的蛋白酶的时候，蛋白酶就 会将该蛋白质水解。泛素也可以标记跨膜蛋白，如受体，将 其从细胞膜上除去。
泛素76个氨基酸组成，分子量大约8500道尔顿。它在真核生 物中具有高度保留性，人类和酵母的泛素有96%的相似性。
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）。
细胞质 细胞质 细胞质 内质网和胞液 内质网
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。
➢ 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。
分类
HSP60家族
GroEL(GroES) Cpn60(cpn10) RBP Mif4p
HSP90家族
HtpG Hsp90 Hsp83、Hsp87 gp96 Grp94
种属
大肠杆菌 真核细胞 植物 酵母
大肠杆菌 哺乳动物 酵母和果蝇 肉瘤细胞 哺乳动物
细胞中的定位
内质网 线粒体和叶绿体 叶绿体 线粒体
Hsc70
grp78 prp73
Kar2p
HSP100家族
HSP104 ClpX
大肠杆菌 酵母
哺乳动物 动物细胞 哺乳动物 动物细胞 酵母
酵母 大肠杆菌
细胞内定位
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 细胞质 细胞质线粒体
内质网 胞浆 内质网 胞浆 内质网
细胞质和核及核仁 细胞质
概述
HSP70是分子量约70kD的热休克蛋白，是热休克蛋白家族中 组重要的一员，被称为主要热休克蛋白，包括分子量为68、 72、73、75、78kDa等的20多种蛋白。此外，在哺乳动物 细胞中还发现了一类广泛存在的HSP70家族的一个亚族—— HSP110。 HSP70家族蛋白具有相同的等电点和相似的胰蛋白酶肽谱， 在几乎所有生物的应激细胞中常被高度诱导，具有保护机体和 细胞的功能。
概述
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）、信号传导途径中的酷氨酸蛋白激酶、 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶等分子结合，调节它们的生物活性， 防止蛋白质的变性和聚集。
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。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
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
HSP70
HSP-70由两个结构域组成： 一个结构域（蛋白质编号
HSP70
一些较小的分子伴侣从蛋白质离开核糖体那一刻 起就开始保护它们。在这个阶段，蛋白质还没有 形成折叠结构，伸展的肽链上暴露出许多富含碳 的基团，很容易造成聚集沉淀。
HSP-70能够识别并结合于这些疏水基团，从 而避免其与周围基团的聚合。 当多肽链开始折叠时，HSP-70由ATP供能， 从肽链上释放出来。
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 约泛12素-43kDa）
分类
种属
HSP70家族
HSP70（HSP40、HSP24） 所有生物
DnaK(DnaJ、GrpE) Ssa1-4、SsB1、SsC1、 SsD1 Bip
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：
热休克蛋白的发现
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）。
泛素(ubiquitin)是一种存在于大多数真核细胞中的小蛋白。 它的主要功能是标记需要分解掉的蛋白质，使其被水解。
当附有泛素的蛋白质移动到桶状的蛋白酶的时候，蛋白酶就 会将该蛋白质水解。泛素也可以标记跨膜蛋白，如受体，将 其从细胞膜上除去。
泛素76个氨基酸组成，分子量大约8500道尔顿。它在真核生 物中具有高度保留性，人类和酵母的泛素有96%的相似性。