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1、αB晶状体蛋白在晶状体外的研究概况【关键词】αB晶状体蛋白;热休克蛋白;细胞保护作用;肿瘤抗药性;文献综述 αB晶状体蛋白是眼晶状体中的主要结构成分。近年来，αB晶状体蛋白相继在晶状体外的组织(如脑、心脏、胃、肺、肾脏、肌肉及视网膜等)中的发现使人们认识到，αB晶状体蛋白在晶状体中不仅是结构成分，可能还具有重要的功能意义。我们都比较熟悉αB晶状体蛋白在晶状体中的作用，但近几年发现αB晶状体蛋白在晶状体外也发挥着生物学作用。 1αB晶状体蛋白的编码基因、表达部位和结构 αB晶状体蛋白是脊椎动物眼晶状体中主要的蛋白成分之一，是α晶状体蛋白两条基因之一的αB基因的编码产物，含有175个
2、氨基酸序列。αB基因位于11号染色体，它和αA晶状体蛋白的基因源于一条古老的α晶状体蛋白基因,这条基因在软体鱼与高等脊椎动物分支进化前一直存在，它的转录产物发挥小分子热休克蛋白(heatshockprotein,HSP)的功能和当今脊椎动物体内的αB晶状体蛋白发挥的功能一样。 αB晶状体蛋白主要在哺乳动物的晶状体中表达，它与αA晶状体蛋白的摩尔浓度比为1∶3，约占晶状体蛋白总量的6.93%[1]。除了晶状体，在许多器官、组织、细胞内,αB晶状体蛋白也都有结构性表达,具有分子伴侣功能,发挥小分子HSP的作用,例如在心脏、骨骼肌、横隔膜、比目鱼肌、肾中可检测到大量的αB晶状体蛋白的存在
3、。在眼中,视网膜色素细胞、睫状体、虹膜、角膜、视神经也有αB晶状体蛋白的存在[2]。当机体遭受伤害性刺激如炎症、缺血、热损伤、渗透压改变[3]时，相应部位的αB晶状体蛋白就会表达增加，发挥抗损伤保护机体的作用。 对α晶状体蛋白一级结构的研究显示:α晶状体蛋白N末端域(外显子1)1～63位氨基酸残端(对于人,相当于1～87位氨基酸残端),在不同物种的小分子HSP之间并不具有保守性,只在同物种的小分子HSP之间才具有相对保守性。一个短而非保守的中间域(外显子2)64～105位氨基酸残端,将N末端与一个较大的α晶状体蛋白结构域相连。α晶状体蛋白结构域(外显子3)106～175位氨基酸残端
4、(包括C末端,或在人HSP27中,为88～167位氨基酸残端)在同物种的小分子HSP之间高度保守,甚至在不同物种之间也有很高的保守性。例如,人HSP27的122～143位氨基酸残端与果蝇相对应的小分子HSP序列有70%相同。C末端为一短而非保守的区域。对许多物种αA晶状体蛋白链的进化研究发现,在10×106α的进化过程中,只有3%的氨基酸残端发生了改变,而在相同的时间内,αB晶状体蛋白只有7%发生了改变[4]。对小分子HSP的二、三级结构知之甚少。Haley等[5]用冷冻电子显微镜研究αB晶状体蛋白时发现,它有可变的4级结构,中心有空洞的形状。之后用这个技术对HSP16.5、HSP2
5、7、人αB晶状体蛋白结构作了研究,发现HSP16.5为规则、对称的结构,但α晶状体蛋白和HSP27没有明显的对称结构。 2αB晶状体蛋白属于小分子HSP家族成员,具有分子伴侣活性 2.1HSP分类 HSP是所在原核细胞和真核细胞遭受高温或其他应激所产生的一组在结构上高度保守的蛋白质家族,它们在生物体的生长、发育及进化过程中,在维持机体的生理状态以及某些疾病的病理生理过程中均发挥重要作用。HSP依据其亚单位的大小分为HSP90(81～100kD)、HSP70(65～80kD)、HSP60及小分子HSP(sHSPs)家族(小于35kD)4个主要的家族。所有的小分子HSP有一个共同的
6、特征,就是存在一个大约80个氨基酸序列的“α晶状体结构域”。它位于蛋白质序列的C端。 2.2αB晶状体蛋白发挥细胞凋亡抑制作用主要机制 αB晶状体蛋白是一类普遍存在的小分子HSP，它的表达常由生理及环境因素引起，他们能增强细胞在恶劣环境中的存活能力，但是病理状态下的高表达却与某些肿瘤的发生发展有着密切的联系。主要机制有：(1)强大的分子伴侣作用[6]，阻止新生的及累积的错误折叠的蛋白聚集、沉淀。当蛋白质处于非正确的天然构象的时候，那些存在于球状蛋白质内部的非疏水性氨基酸将会暴露出来，将与一些肽、核酸分子和一些大分子发生不良的相互作用。作为分子伴侣，αB晶状体蛋白将会解决这一问题。
7、当新生的多肽一出现在核糖体中时，他们就结合到新生的多肽上，保护疏水的氨基酸残基不进行一些无效的相互作用。αB晶状体蛋白作为分子伴侣，不断地和蛋白质结合或释放，αB晶状体蛋白的构象在发生着不断的变化，这种变化是在ATP的水解和交换的驱动下进行的。(2)直接和各种细胞凋亡调控元件相互作用，抑制细胞凋亡途径的激活。刘双等[7]经ac，并经免疫沉淀证实H2O2诱导细胞凋亡时，αB晶状体蛋白与p53、细胞色素c和Smac等促凋亡蛋白相互结合增多而与抗凋亡蛋白核因子κ
