HSP70

HSP70是用於協同免疫作用的一種蛋白質。

基本介紹

• 中文名：熱休克蛋白70
• 外文名：Heat Shock Protein 70
• 別名：HSP70
• 類別：蛋白質
• 用途：協同免疫作用
• 科研價值：單克隆抗體

簡介概述

是熱休克70kDa蛋白 Heat shock 70 kDa protein

HSP70是分子量約70kD的熱休克蛋白，是熱休克蛋白家族中組重要的一員，被稱為主要熱休克蛋白，包括分子量為68、72、73、75、78kDa等的20多種蛋白。

HSP70家族蛋白分子量相近，等電點PH5.2-6.3之間和相似的胰蛋白酶肽譜，在幾乎所有生物的應激細胞中常被高度誘導，具有保護機體和細胞的功能。

分子量70KD的熱休克蛋白（誘導型）在正常細胞中水平較低，在應激狀態下可明顯升高，是熱休克蛋白研究中最多的一種。尤其是對HSP70家族的結構、功能以及表達調控機理的研究較多，正常情況下HSP70位於胞漿內，受到熱休克刺激時，核內HSP70迅速增加，漿內只有少量存在，細胞處於恢復階段時，核內的HSP70消失，漿內仍有低水平HSP70表達。

組成結構

HSP-70由兩個結構域組成：一個結構域（蛋白質編號1dkg）是ATP的結合位點，並且控制ATP的結合過程，（分子結構如圖A所示）

另一個結構域（蛋白質編號1dkz）是富含碳的肽鏈的結合位點（分子結構如圖B所示）

圖中以粉色表示的小肽段是蛋白質結合的縫隙

圖底部的水母狀結構的前摺疊因子（蛋白質編號1fxk）也執行類似的功能，即包裹摺疊過程中的蛋白質鏈。

生物學特性

目前，HSP70被認為是哺乳動物細胞HSPs中最重要，也是研究最為深入的HSPs家族，這與它所具有的生物學特性密切相關：

生物界的普遍性，從原核生物到真核生物都有HSP70的表達，同一生物體內的不同組織內亦均有表達

高度的保守性，不同生物來源的HSP70胺基酸序列有50%-90%的相似性，而且HSP70胺基酸序列的N端2/3部分較C端1/3部分還要保守得多。

正常情況下HSP70在細胞內呈基礎表達，表達水平較低；而在高溫及各種有害應激狀態下，HSP70的合成速度顯著增加，一般數分鐘內即可達到最高水平，而原來的蛋白質合成則減少，以提高生物體的抗應激能力。

正常情況下HSP70位於細胞漿內，當細胞遭受應激作用時，HSP70迅速移入細胞核內並包圍核仁，細胞漿內只有少量存在；而應激消除後細胞處於恢復階段時，細胞核內HSP70又返回胞漿，在細胞漿6內呈低水平表達，再次應激又重新返回細胞核。

HSP70家族成員在細胞內的分布不同，但均具有與核苷酸特別是與ADP或ATP結合的特性。

熱休克蛋白

1962年Ritossa發現，將果蠅的培養溫度從25℃提高到30℃ （熱休克環境溫度升高），30分鐘後就可在多絲染色體上看到 蓬鬆現象（或稱膨突puff），提示這些區帶基因的轉錄加強並可能有某些蛋白質的合成增加。

1974年Tissieres研究證實該現象的產生是因為溫度高增強了這一區域的基因轉錄，相應生成了一系列分子量為70kDa和26kDa的蛋白質這些蛋白質被命名為熱休克蛋白質（HSP）。

1992年Horwitz提出HSP是一種分子伴侶的理論。HSP的作用和功能已經引起世界各國學者的廣泛關注，尤其是對HSP70的研究最為深入。

生成的誘因

在正常生理條件下，如細胞的增生和分化、胚胎的生長和發育、激素的刺激等，熱休克蛋白即呈基礎表達。正常生長條件下，所有細胞中，熱休克蛋白占總蛋白量的5%-10%。

在應激條件下，熱休克蛋白表達明顯增加，且可發生移 位。這些應激包括：

體外環境應激：熱、冷、有機物、重金屬（砷、鎘等）、缺氧等。

體內病理生理應激：基因損傷、組織創傷、微生物感染等。

組成和結構

組成

鄔堂春等於1995年從人體腫瘤細胞株，大鼠肝臟和心臟，家兔和小鼠肝組織純化了主要的熱休克蛋白HSP70並分析了它的胺基酸組成

在所測的5種來源的HSP70中，含量位於前三位的胺基酸除大鼠心臟為甘氨酸、苯丙氨酸、谷氨酸外，其餘的均為甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸。所有來源的HSP70均富含苯丙氨酸、賴氨酸、纈氨酸、亮氨酸和脯氨酸。

結構

Flynn等的研究表明，HSP70的胺基酸的一級結構可分為3個功能域：

近N端為45kDa大小結構上高度保守的胺基酸序列，具有ATPase活性區，比羧基端部分具有更高的保守性，與不同生物的HSP70所共有的生化特性有關；

緊接著為18kDa大小相對保守的胺基酸序列，是多肽的結合部位；

近C端有約10kDa結構上多變的胺基酸序列，其結構尚不明，可能與特定的一組蛋白底物相互作用有關。

分類

HSP100家族

HSP90家族（分子量約83-90kDa）

HSP70家族（分子量約66-78kDa）

HSP60家族和小分子量smHSP家族（分子量約12-43kDa）

泛素

功能

分子伴侶功能：

熱休克蛋白在細胞中執行最基本的生理功能，如蛋白質摺疊、伸展、轉運、寡聚體的形成和解聚等，維持細胞的生存和功能，在應激的不利條件下，提高細胞的抵抗力，起到應激保護作用。

協同免疫作用

科研價值

單克隆抗體

單克隆抗體問世以來，由於其獨有的特徵已迅速套用於醫學很多領域。

主要表現在以下幾個方面。
1．檢驗醫學診斷試劑
2．蛋白質的提純
單克隆抗體是親和層析中重要的配體。將單克隆抗體吸附在一個惰性的固相基質（如Speharose 2B、4B、6B等）上，並製備成層析柱。當樣品流經層析柱時，待分離的抗原可與固相的單克隆抗體發生特異性結合，其餘成分不能與之結合。將層析柱充分洗脫後，改變洗脫液的離子強度或pH，欲分離的抗原與抗體解離，收集洗脫液便可得到欲純化的抗原
3． 腫瘤的導向治療和放射免疫顯像技術
將針對某一腫瘤抗原的單克隆抗體與化療藥物或放療物質連線，利用單克隆抗體的導向作用，將藥物或放療物質攜帶至靶器官，直接殺傷靶細胞，稱為腫瘤導向治療。另外，將放射性標記物與單克隆抗體連線，注入患者體內可進行放射免疫顯像，協助腫瘤的診斷。

惡性腫瘤

熱休克蛋白(heatshockproteins，HSPs)又稱應激蛋白(stressprotein，sp)，是生物體細胞在熱誘導下合成的一組具有高度保守性的蛋白質。HSPs被發現與惡性腫瘤的發生、發展、復發及預後關係密切。