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随后Ellis等发现包括核质素在内的一些蛋白质可以协助其 它蛋白质折叠和组装，而且这类蛋白质广泛分布于原核和 真核细胞内[2]。
二、分子伴侣的概念
Ellis等提出了分子伴侣的基本概念：分子伴 侣是一类在蛋白质折叠和组装过程中，防止 多肽链内或链间因疏水等相互作用表面瞬间 暴露而形成错误结构的蛋白质，并且还可以 破坏已经形成的错误结构。分子伴侣本身不 是折叠或组装产物的一部分[2] 。
⑥肽链脯氨酸(顺反)异构酶(peptidil-prolilcis, trans-isomerases，PPI)；
⑦蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerases，PDI)；
⑧GroEL和HSP60家族；
⑨参与形成折叠体的HSP70家族（DnaK； Ssa1-4）
⑩HSP90及其同源体以及HSP100和HSP 110家族 。
分子伴侣在细胞内的分布[3]
五、分子伴侣的生理作用
1、分子伴侣参与生物机体的应激反应
分子伴侣中除少数成员外，大部分均可被高 温或低温以及乙醇、亚砷酸盐、重金属等诱导合 成，它们使生物体逆境耐受力大大增强。例如大 肠杆菌在42℃条件下预处理5min 将明显提高其 在50℃的存活率；而大肠杆菌中如果DnaK 基因 缺失严重，将会降低细胞在30℃下生长速度，在 40℃细胞生长则完全被抑制 [4] 。
5、分子伴侣参与生物信号转导
一些脂溶性信息分子在细胞质中的受体有三个 功能部位：激素结合位点、DNA 结合结构域及核 定位位点，受体本身就是核定位蛋白。当细胞未 受到激素刺激时，受体同分子伴侣结合在一起， 核定位信号和DNA 结合位点都被隐蔽起来。当细 胞受到信号分子的作用，脂溶性的激素进入细胞 质，同相应的受体上的激素结合位点结合，使受 体同分子伴侣脱离，露出核定位信号和DNA 结合 位点。然后核定位蛋白通过核孔进入细胞核， DNA 结合位点同染色体上的 DNA结合，启动基 因表达[ 7 ] 。
2、分子伴侣在蛋白折叠中的作用
非天然态的蛋白质会形成一些折叠中间体，而 折叠过程是一个通过折叠中间体的正确途径与错 误途径相互竞争的过程。分子伴侣的功能就是在 竞争中帮助正确折叠途径，从而提高蛋白质的合 成效率[4]。
3、分子伴侣参与生物大分子的转运和定位
Hsp70 家族能结合胞液中未折叠的蛋白，并帮 助其输入到线粒体和叶绿体中。如在线粒体一些 蛋白质的转运过程中，分子伴侣能解开细胞质内 前体蛋白折叠的结构域，并牵拉多肽链穿膜而过。 线粒体基质Hsp70(mHsp70) 可与已进入线粒体 腔的前导肽交联，一旦前体蛋白进入线粒体腔， 立即有一分子的mHsp70结合上去，这样就防止 导肽退回细胞质。随着肽链进一步伸入线粒体腔， 肽链会结合更多的mHsp70 分子，mHsp70 分子 可拖拽肽链，mHsp70 以一种高能构象结合前导 肽转变为低能构象，促使前导肽进入线粒体腔， 并迫使后面的肽链解链进入转运孔道[5] 。
线粒体蛋白跨膜转运过程图解[5]
4、分子伴侣参与遗传物质的复制转录
在体外试验中，核酸衣壳蛋白可与单链DNA、 RNA 以及双链DNA 结合[6]。这种分子伴侣是与 DNA相结合并帮助DNA折叠的。DNA与蛋白的这 种相互作用对DNA的转录、复制以及重组都十分 重要。DNA在溶液中的结构有相当的刚性，必须 克服一个能障才能转变成它在蛋白复合物中的结 构，分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠 和扭曲，从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结 构的特定构象中。
分子伴侣Hsp90在信号转导中的作用[8]
六、原核生物细胞质中的分子伴侣 （大肠杆菌）
1、TF途径 在大肠杆菌中，当多肽链从核糖体中被翻译出
来时，触发因子(TF)是第一个作用于新生多肽链 的分子伴侣。TF是一种分子量为48kDa的蛋白， 它能与核糖体以1：1的比例结合，并且能与短至 57kDa残基的多肽链相互作用。当肽链从核糖体 上释放后，新生链-TF复合体以一种ATP独立方式 分离。TF与许多原核细胞的Hsp70系统DnaK和 DnaJ在稳定天然链的折叠活性状态上有重叠的功 能。仅缺失TF或DnaK的大肠杆菌细胞在37℃下 并未表现出折叠缺陷，但二者都缺失会引起错误 折叠聚集蛋白的积累，对大肠杆菌是致死的[9]。
三、分子伴侣的作用机制
分子伴侣本身不包括控制正确折叠所需要的构象 信息，而只是阻止非天然态多肽链内部的或相互 间的非正确相互作用，因而它们能提高折叠反应 的产率而不一定能提高其速率。分子伴侣的作用 机制实际上就是它如何与靶蛋白识别、结合、又 解离的机制。由于在天然分子中，疏水残基多半 位于分子的内部而形成疏水核心，去折叠后就有 能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会 暂时形成疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能 是与疏水表面相结合。
微生物分子伴侣
微生物学（1பைடு நூலகம்级） 徐利楠
目录
一、分子伴侣的发现 二、分子伴侣的概念 三、分子伴侣的作用机制 四、分子伴侣的分类与分布 五、分子伴侣的生理作用 六、原核生物细胞质中的分子伴侣 七、真核生物细胞质中的分子伴侣
一、分子伴侣的发现
1978年，Laskey等首先使用术语分子伴侣来描述核质素 (nucleoplasmin)在核小体组装过程中的作用[1] 。他们发 现DNA和组蛋白在生理条件下迅速混合将导致沉淀，但 当反应体系中存在核内富含的核质素时，DNA和组蛋白 则形成核心颗粒。在反应中，核质素与组蛋白结合，一方 面屏蔽组蛋白正电荷引起的静电排斥，从而促进组蛋白单 体之间的相互作用；另一方面减弱DNA与组蛋自之间的 静电吸引，将沉淀降至最低程度。
四、分子伴侣的分类与分布
分子伴侣蛋白可根据分子大小、功能或分布进行 分类。最常应用相对分子质量进行分类，主要包 括以下几种[3] ：
①HSP8家族(包括泛素等)； ②GroES和相应的HSP10家族； ③小分子伴侣(small heat shock protein, sHSP,
包括HSP25、HSP27、HSP32等)； ④HSP40家族（DnaJ）； ⑤Hsp47或胶原伴侣蛋白(collagenin)；
二、分子伴侣的概念
Ellis等提出了分子伴侣的基本概念：分子伴 侣是一类在蛋白质折叠和组装过程中，防止 多肽链内或链间因疏水等相互作用表面瞬间 暴露而形成错误结构的蛋白质，并且还可以 破坏已经形成的错误结构。分子伴侣本身不 是折叠或组装产物的一部分[2] 。
⑥肽链脯氨酸(顺反)异构酶(peptidil-prolilcis, trans-isomerases，PPI)；
⑦蛋白质二硫键异构酶(protein disulfide isomerases，PDI)；
⑧GroEL和HSP60家族；
⑨参与形成折叠体的HSP70家族（DnaK； Ssa1-4）
⑩HSP90及其同源体以及HSP100和HSP 110家族 。
分子伴侣在细胞内的分布[3]
五、分子伴侣的生理作用
1、分子伴侣参与生物机体的应激反应
分子伴侣中除少数成员外，大部分均可被高 温或低温以及乙醇、亚砷酸盐、重金属等诱导合 成，它们使生物体逆境耐受力大大增强。例如大 肠杆菌在42℃条件下预处理5min 将明显提高其 在50℃的存活率；而大肠杆菌中如果DnaK 基因 缺失严重，将会降低细胞在30℃下生长速度，在 40℃细胞生长则完全被抑制 [4] 。
5、分子伴侣参与生物信号转导
一些脂溶性信息分子在细胞质中的受体有三个 功能部位：激素结合位点、DNA 结合结构域及核 定位位点，受体本身就是核定位蛋白。当细胞未 受到激素刺激时，受体同分子伴侣结合在一起， 核定位信号和DNA 结合位点都被隐蔽起来。当细 胞受到信号分子的作用，脂溶性的激素进入细胞 质，同相应的受体上的激素结合位点结合，使受 体同分子伴侣脱离，露出核定位信号和DNA 结合 位点。然后核定位蛋白通过核孔进入细胞核， DNA 结合位点同染色体上的 DNA结合，启动基 因表达[ 7 ] 。
2、分子伴侣在蛋白折叠中的作用
非天然态的蛋白质会形成一些折叠中间体，而 折叠过程是一个通过折叠中间体的正确途径与错 误途径相互竞争的过程。分子伴侣的功能就是在 竞争中帮助正确折叠途径，从而提高蛋白质的合 成效率[4]。
3、分子伴侣参与生物大分子的转运和定位
Hsp70 家族能结合胞液中未折叠的蛋白，并帮 助其输入到线粒体和叶绿体中。如在线粒体一些 蛋白质的转运过程中，分子伴侣能解开细胞质内 前体蛋白折叠的结构域，并牵拉多肽链穿膜而过。 线粒体基质Hsp70(mHsp70) 可与已进入线粒体 腔的前导肽交联，一旦前体蛋白进入线粒体腔， 立即有一分子的mHsp70结合上去，这样就防止 导肽退回细胞质。随着肽链进一步伸入线粒体腔， 肽链会结合更多的mHsp70 分子，mHsp70 分子 可拖拽肽链，mHsp70 以一种高能构象结合前导 肽转变为低能构象，促使前导肽进入线粒体腔， 并迫使后面的肽链解链进入转运孔道[5] 。
线粒体蛋白跨膜转运过程图解[5]
4、分子伴侣参与遗传物质的复制转录
在体外试验中，核酸衣壳蛋白可与单链DNA、 RNA 以及双链DNA 结合[6]。这种分子伴侣是与 DNA相结合并帮助DNA折叠的。DNA与蛋白的这 种相互作用对DNA的转录、复制以及重组都十分 重要。DNA在溶液中的结构有相当的刚性，必须 克服一个能障才能转变成它在蛋白复合物中的结 构，分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠 和扭曲，从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结 构的特定构象中。
分子伴侣Hsp90在信号转导中的作用[8]
六、原核生物细胞质中的分子伴侣 （大肠杆菌）
1、TF途径 在大肠杆菌中，当多肽链从核糖体中被翻译出
来时，触发因子(TF)是第一个作用于新生多肽链 的分子伴侣。TF是一种分子量为48kDa的蛋白， 它能与核糖体以1：1的比例结合，并且能与短至 57kDa残基的多肽链相互作用。当肽链从核糖体 上释放后，新生链-TF复合体以一种ATP独立方式 分离。TF与许多原核细胞的Hsp70系统DnaK和 DnaJ在稳定天然链的折叠活性状态上有重叠的功 能。仅缺失TF或DnaK的大肠杆菌细胞在37℃下 并未表现出折叠缺陷，但二者都缺失会引起错误 折叠聚集蛋白的积累，对大肠杆菌是致死的[9]。
三、分子伴侣的作用机制
分子伴侣本身不包括控制正确折叠所需要的构象 信息，而只是阻止非天然态多肽链内部的或相互 间的非正确相互作用，因而它们能提高折叠反应 的产率而不一定能提高其速率。分子伴侣的作用 机制实际上就是它如何与靶蛋白识别、结合、又 解离的机制。由于在天然分子中，疏水残基多半 位于分子的内部而形成疏水核心，去折叠后就有 能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会 暂时形成疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能 是与疏水表面相结合。
微生物分子伴侣
微生物学（1பைடு நூலகம்级） 徐利楠
目录
一、分子伴侣的发现 二、分子伴侣的概念 三、分子伴侣的作用机制 四、分子伴侣的分类与分布 五、分子伴侣的生理作用 六、原核生物细胞质中的分子伴侣 七、真核生物细胞质中的分子伴侣
一、分子伴侣的发现
1978年，Laskey等首先使用术语分子伴侣来描述核质素 (nucleoplasmin)在核小体组装过程中的作用[1] 。他们发 现DNA和组蛋白在生理条件下迅速混合将导致沉淀，但 当反应体系中存在核内富含的核质素时，DNA和组蛋白 则形成核心颗粒。在反应中，核质素与组蛋白结合，一方 面屏蔽组蛋白正电荷引起的静电排斥，从而促进组蛋白单 体之间的相互作用；另一方面减弱DNA与组蛋自之间的 静电吸引，将沉淀降至最低程度。
四、分子伴侣的分类与分布
分子伴侣蛋白可根据分子大小、功能或分布进行 分类。最常应用相对分子质量进行分类，主要包 括以下几种[3] ：
①HSP8家族(包括泛素等)； ②GroES和相应的HSP10家族； ③小分子伴侣(small heat shock protein, sHSP,
包括HSP25、HSP27、HSP32等)； ④HSP40家族（DnaJ）； ⑤Hsp47或胶原伴侣蛋白(collagenin)；