《分子伴侣》PPT课件

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1、分子伴侣2009-3-14分子伴侣（Chaperone或molecularchaperone，可译为侣伴蛋白，英文单词原意是指一种年老妇女的职业，她们负责监管年轻未婚少女的行为)，是一类协助细胞内分子组装和协助蛋白质折叠的蛋白质。分子伴侣概述1978年Lasky首先在非洲爪蟾(Xenopuslaevis)卵的浸出液中发现的，并提出了分子伴侣的概念。他将细胞核内能与组蛋白结合并介导核小体有序组装的核质素(nucleoplasmin)称为分子伴侣。分子伴侣概述20世纪90年代，Ellis将这一概念延伸为“一类在序列上没有相关性但有共同

2、功能的蛋白质，它们在细胞内帮助其他含多肽的结构完成正确的组装，而且在组装完毕后与之分离，不构成这些蛋白质结构执行功能时的组份”。功能上的概念分子伴侣概述分子伴侣的作用机制实际上就是它如何识别靶蛋白，怎样与它结合，结合后会发生什么变化，在什么条件下又解离，解离后分子伴侣和靶蛋白又会如何等这样的问题。对此目前认识还很少，现在只知道分子伴侣识别折叠中间物的非天然构象，而不能识别天然的构象。分子伴侣概述到底非天然构象的什么特征能被分子伴侣识别还不清楚，只知道在天然构象中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，去折叠后就可能暴露出来，或者

3、在新生肽段的折叠过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合。分子伴侣的类型伴侣素家族（chaperonin,Cpn）Cpn家族是具有独特的双层7-9元环状结构的寡聚蛋白，以依赖ATP的方式促进体内正常和应急条件下的蛋白质折叠。Cpns又分为两组：GroEL(Hsp60)家族和TriC家族。GroEL（HSP60）型伴侣素存在于真细菌、线粒体和叶绿体中，由双层7个亚基组成的圆环组成，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

4、用以帮助蛋白折叠。除了叶绿体中的类似物外，这些蛋白是应急反应诱导的。大肠杆菌GroEL-GroES复合体TRiC型伴侣素TRiC型（TCP-1环状复合物）存在于古细菌和真核细胞质中，由双层8或9元环组成，亚基分子量约为55K，与小鼠中TCP-1尾复合蛋白（TCP-1tailcomplexprotein）有同源性。这种Cpn没有类似GroES的辅助因子，而且只有古细菌中的成员有应急诱导性应激蛋白70家族(Stress-70family)又称为热休克蛋白（HeatShockProteins）70家族（Hsp70family），是一类高

5、度保守的ATP酶，广泛存在于原核和真核细胞中，在蛋白质的折叠、跨膜运输、错误折叠多肽的降解及调控过程中有重要的作用。在体内，Hsp70家族成员的主要功能是以ATP依赖的方式结合未折叠多肽链的疏水区以稳定蛋白质的未折叠状态，再通过有控制的释放帮助其折叠。Hsp70复合体Hsp70作为一种重要的内源性保护因子，可提高肺组织对各种损伤的耐受性。肺组织中Hsp70表达的增加可减轻肺水肿及炎性反应，减少肺组织细胞凋亡，从而改善氧合功能，降低病死率。增加心脏组织中Hsp70基因的表达，可使心脏具有抵抗缺血或内毒素损伤的作用Hsp70的功能近几

6、年，有关Hsp70的研究已成为分子生物学的一大热点，并逐渐成为临床多种疾病治疗的新途径。由于Hsp能够对各种形式的组织细胞损伤提供保护作用，随着研究的深人，应用药物或基因工程等技术诱导Hsp作为肺损伤的治疗方法颇具前景。应激蛋白90家族（Stress-90family）即热休克蛋白90家族（Hsp90family），Hsp90是一种ATP依赖的伴侣蛋白，当ATP结合后，Hsp90构象改变，形成二聚体。Hsp90多以α-α和β-β同源二聚体存在。Hsp90是细胞内最活跃的分子伴侣之一，广泛参与细胞的信号转导、激素应答及转录调控过程，

7、对细胞在生理、病理及应激条件下的生存发挥了重要作用Hsp90还与某些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，介导了这些分子在非活性形式与活性形式间的转化。Hsp90的功能近年来Hsp90在肿瘤组织中的作用也受到广泛重视。Hsp90与相应的底物结合而在肿瘤的形成和发展中起一定作用，其底物有一定选择性，大多数底物为与细胞信号转导相关的蛋白激酶及某些转录因子。目前已经证实Hsp90的底物有100多种。Hsp90及其抑制剂已经成为抗肿瘤研究的新靶点。格尔德霉素是第1个Hsp90抑制剂，是一种分离自链霉素吸

8、水菌素的天然产物另外也是白血病治疗的分子靶点热休克蛋白(HeatShockProteins,Hsps)1962年意大利遗传学家Ritossa在果蝇(Drosophila)体内发现的，是机体在某些应激（高温、病毒感染、缺氧、重金属、饥饿、创伤及紫外线