Hősokk fehérjék

A hősokkfehérjék ( HSP, heat shock proteins )  a funkcionálisan hasonló fehérjék egy osztálya, amelyek expressziója a hőmérséklet emelkedésével vagy más, a sejtet megterhelő körülmények között fokozódik . [egy]

A hősokkfehérjéket kódoló gének expressziójának növekedését a transzkripciós lépésben szabályozzák . Az expresszió extrém felszabályozása a hősokkra adott sejtválasz része, és főként a hősokk-faktor ( HSF ) okozza .  [2] Ezek a fehérjék szinte minden élő szervezet sejtjében megtalálhatók, a baktériumoktól az emberekig . A hősokkfehérjéket molekulatömegük alapján nevezik el . Például a legtöbbet vizsgált hősokk-fehérjék, a Hsp60, Hsp70 és Hsp90 60, 70 és 90 kDa molekulatömegű fehérjecsaládokba tartoznak. [3] Ubiquitin egy viszonylag kisméretű fehérje (8 kDa), amely a hősokk fehérjék funkcióit látja el. A sejtben lévő ubiquitin megjelöli a lebomlásra szánt fehérjéket. [négy]

Felfedezési előzmények

Kimutatták, hogy a szubletális hőmérsékletre történő gyors felmelegedés érzéketlenné teszi az élőlényeket a magasabb hőmérsékletekkel szemben. 1962-ben Ritossa kimutatta, hogy a hő és a metabolikus inhibitor dinitrofenol hasonló változásokat idéz elő a Drosophila politén kromoszóma puffadásainak szerkezetében . Ez a felfedezés tovább vezetett a hősokkfehérjék izolálásához .  hősokk-fehérjék (HSP) vagy stresszfehérjék. 1974 -ben kimutatták az ezeket a fehérjéket kódoló gének expressziójának növekedését Drosophilában . Az expresszió nőtt a legyek stressztényezőknek, például hősokknak való kitettsége után. [5]

Az 1980-as évek közepe óta számos hősokkfehérjéről kimutatták, hogy chaperonként működnek, és fontos szerepet játszanak a fehérje feltekeredésében , az intracelluláris fehérjetranszportban és a hősokk után megváltozott konformációjú fehérjék renaturációjában .

Funkciók

Aktiválási mechanizmus

A pontos mechanizmus, amellyel a hősokk aktiválja a hősokkfehérje gének expresszióját, még nem tisztázott. Egyes tanulmányok azonban azt sugallják, hogy a hősokk-fehérjék aktiválása rosszul hajtogatott vagy sérült fehérjék miatt következik be.

Fokozott szintézis stressz alatt

A sejtben a hősokkfehérjék magas szintje figyelhető meg különböző stressztényezőknek való kitettség után - fertőzések , gyulladásos folyamatok , toxinok külső hatásai ( etanol , arzén , nehézfémek ), ultraibolya sugárzás, éhezés , hipoxia , nitrogénhiány (növényekben). ) vagy vízhiány. A hősokk-fehérjéket stresszfehérjéknek nevezik, mivel gyakran a megfelelő gének expressziójának növekedését figyelik meg a stressz hatására. [6]

Kísérők

A hősokkfehérjék intracelluláris chaperonként működnek más fehérjék számára. A hősokk-fehérjék fontos szerepet játszanak a fehérje-fehérje kölcsönhatásokban, például a komplex fehérjék feltekeredésében és összeállításában, és megakadályozzák a nem kívánt fehérje aggregációt. A hősokkfehérjék stabilizálják a részlegesen feltekeredő fehérjéket, és megkönnyítik a sejten belüli membránokon keresztül történő szállításukat. [7] [8]

Egyes hősokkfehérjék kis vagy mérsékelt mennyiségben expresszálódnak minden élő szervezet minden sejttípusában, mivel kulcsszerepet játszanak a fehérjék létezésében.

Intracelluláris funkciók

A hősokkfehérjék jelen vannak a sejtekben, és nem stresszes körülmények között úgy tűnik, hogy figyelik a sejtben lévő fehérjéket. A hősokk-fehérjék a proteaszómában lévő régi fehérjéket hasznosítják, és segítik az újonnan szintetizált fehérjék megfelelő hajtogatását.

Szív- és érrendszer

Úgy tűnik, a hősokk-fehérjék fontos szerepet játszanak a szív- és érrendszerben. A hsp90, hsp84, hsp70, hsp27, hsp20 és az alfa-B-kristallin hősokkfehérjékről kimutatták, hogy szerepet játszanak a kardiovaszkuláris aktivitásban. [9]

A Hsp90 megköti az endoteliális nitrogén-monoxid- szintetázt és a guanilát-ciklázt , amelyek viszont részt vesznek a vaszkuláris relaxációban . [tíz]

A nitrogén-monoxid jelátviteli rendszerben a protein-kináz G tovább foszforilál egy kis hősokk-fehérjét, a hsp20 -at, amely részt vesz a simaizom relaxációban. [11] Úgy tűnik, hogy a Hsp20 fontos szerepet játszik a simaizomzat fejlődésében, és megakadályozza a vérlemezke - aggregációt , megakadályozza az ischaemiás stroke utáni apoptózist , valamint fontos a vázizomzat működésében és az izmok inzulinra adott válaszában . [12]

A Hsp27 a fő foszfoprotein az izomösszehúzódásban. [13]

Immunity

Az extracelluláris és a plazmamembránhoz kötött hősokkfehérjék, és különösen a Hsp70 , részt vesznek az antigénkötésben és -prezentációban . [tizennégy]

Klinikai jelentősége

A hősokk-faktor 1 ( HSF1 ) egy transzkripciós  faktor , amely szabályozza a Hsp70 gén expresszióját. [15] A HSF1-ről kimutatták, hogy a karcinogenezis multifaktoriális tényezője . A 7,12 - dimetil - benzanthracén mutagén alkalmazása után a HSF1 gén kiütött egereknél csökkent a rákos daganatok aránya . [16]

Alkalmazás

Mivel egyes hősokkfehérjék szerepet játszanak az antigénprezentációban [14] , vakcina adjuvánsként használják őket . [17] Ezen túlmenően egyes kutatók úgy vélik, hogy a hősokk-fehérjék részt vehetnek az elpusztult tumorsejtek fehérjefragmenseinek megkötésében, és antigénprezentációt hajtanak végre az immunrendszer számára. [18] Egyes hősokk-fehérjék növelhetik a rák elleni védőoltások hatékonyságát. [14] [19]

Rákellenes szerek

Az intracelluláris hősokk fehérjék a rákos sejtekben expresszálódnak , és nélkülözhetetlenek e sejtek túléléséhez. Bemutatjuk a hősokk-fehérjéket gátló kis molekulák rákellenes szerek szerepét . [20] Egy hatékony Hsp90 inhibitort, a 17-N-allilamino-17-demetoxigeldanamicint klinikai vizsgálatokban tesztelik bizonyos ráktípusok kimutatására. [21]

Alkalmazás a mezőgazdaságban

Vizsgálták a hősokkfehérjék szerepét a növényhibridek stressztűrésében , ami tovább vezethet a szárazságtűrő , rossz talajon termő fajták kialakulásához . [22]

Osztályozás

A chaperon funkcióval rendelkező hősokk-fehérjéket öt osztályba sorolják: HSP33 , HSP60 , HSP70 , HSP90 , HSP100 és kis hősokk-fehérjék ( sHSP-k ). [5]

A táblázatban bemutatott fehérjék közül sok rendelkezik alternatív splicingből származó variánsokkal, mint például a Hsp90α és a Hsp90β.

Jegyzetek

1. ↑ De Maio A. Hősokk -fehérjék: tények, gondolatok és álmok  (neopr.)  // Sokk (Augusta, Ga.). - 1999. - január ( 11. évf. 1. szám ). - S. 1-12 . — PMID 9921710 .
2. ↑ Wu C. Hősokk-transzkripciós faktorok: szerkezet és szabályozás  //  A sejt- és fejlődésbiológia éves áttekintése : folyóirat. - 1995. - 1. évf. 11 . - P. 441-469 . - doi : 10.1146/annurev.cb.11.110195.002301 . — PMID 8689565 .
3. ↑ Li Z., Srivastava P. Heat-shock proteins  (neopr.)  // Current protocols in immunology / szerkesztette: John E. Coligan ... [et al.]. - 2004. - február ( 1. melléklet ). — C. 1T. függelék . - doi : 10.1002/0471142735.ima01ts58 . — PMID 18432918 .
4. ↑ Raboy B., Sharon G., Parag HA, Shochat Y., Kulka RG Effect of stress on protein degradation: role of the ubiquitin system  //  Acta biologica Hungarica : Journal. - 1991. - 1. évf. 42 , sz. 1-3 . - P. 3-20 . — PMID 1668897 .
5. ↑ 1 2 Schlesinger, MJ Heat shock proteins  (Eng.)  // The Journal of Biological Chemistry  : folyóirat. - 1990. - július 25. ( 265. évf . , 21. sz.). - P. 12111-12114 . — PMID 2197269 .
6. ↑ Santoro MG [h Hősokk-faktorok és a stresszreakció szabályozása]  //  Biokémiai farmakológia : folyóirat. - 2000. - január ( 59. évf. , 1. sz.). - P. 55-63 . - doi : 10.1016/S0006-2952(99)00299-3 . — PMID 10605935 .
7. ↑ Walter S., Buchner J. Molecular chaperones--cellular machines for protein folding  (neopr.)  // Angewandte Chemie (International ed. In English). - 2002. - április ( 41. köt. , 7. szám ). - S. 1098-1113 . - doi : 10.1002/1521-3773(20020402)41:7<1098::AID-ANIE1098>3.0.CO;2-9 . — PMID 12491239 .
8. ↑ Borges JC, Ramos CH Fehérjehajtogatás chaperonokkal  (neopr.)  // Protein and peptid letters. - 2005. - április ( 12. évf. 3. szám ). - S. 257-261 . - doi : 10.2174/0929866053587165 . — PMID 15777275 .
9. ↑ Benjamin IJ, McMillan DR Stressz (hősokk) fehérjék: molekuláris chaperonok a kardiovaszkuláris biológiában és  betegségekben //  Keringéskutatás : folyóirat. - 1998. - július ( 83. évf. , 2. sz.). - 117-132 . o . — PMID 9686751 . Az eredetiből archiválva : 2013. február 23.
10. ↑ Antonova G., Lichtenbeld H., Xia T., Chatterjee A., Dimitropoulou C., Catravas JD Functional significance of hsp90 complexes with NOS and sGC in endothelial cells  (angol)  // Clinical hemorheology and microcirculation : Journal. - 2007. - Vol. 37 , sz. 1-2 . - P. 19-35 . — PMID 17641392 . Archiválva az eredetiből 2013. január 28-án.
11. ↑ McLemore EC, Tessier DJ, Thresher J., Komalavilas P., Brophy CM A kis hősokkfehérjék szerepe a vaszkuláris simaizomtónus szabályozásában  //  Journal of the American College of Surgeons: folyóirat. - 2005. - július ( 201. évf. , 1. sz.). - P. 30-6 . - doi : 10.1016/j.jamcollsurg.2005.03.017 . — PMID 15978441 .
12. ↑ Fan GC, Ren X., Qian J., Yuan Q., Nicolaou P., Wang Y., Jones WK, Chu G., Kranias EG Egy kis hősokk-fehérje, a Hsp20 új kardioprotektív szerepe ischaemia/reperfúzió ellen sérülés   // Keringés _ : folyóirat. Lippincott Williams & Wilkins, 2005. - április ( 111. évf. , 14. sz.). - P. 1792-1799 . - doi : 10.1161/01.CIR.0000160851.41872.C6 . — PMID 15809372 .
13. ↑ Salinthone S., Tyagi M., Gerthoffer WT Kis hősokkfehérjék a simaizomban  // Farmakológia és terápia  : folyóirat  . - 2008. - július ( 119. évf. , 1. sz.). - P. 44-54 . - doi : 10.1016/j.pharmthera.2008.04.005 . — PMID 18579210 .
14. ↑ 1 2 3 Nishikawa M., Takemoto S., Takakura Y. Hősokk- fehérje-származékok antigének antigénprezentáló sejtekhez való szállításához  //  Int J Pharm : folyóirat. - 2008. - április ( 354. évf . , 1-2. sz. ). - P. 23-7 . - doi : 10.1016/j.ijpharm.2007.09.030 . — PMID 17980980 .
15. ↑ Xu D., Zalmas LP, La Thangue NB A hősokk-válaszhoz szükséges transzkripciós kofaktor  // EMBO Rep  . : folyóirat. - 2008. - július ( 9. köt. , 7. sz.). - P. 662-669 . - doi : 10.1038/embor.2008.70 . — PMID 18451878 .
16. ↑ Dai C., Whitesell L., Rogers AB, Lindquist S. Az 1-es hősokkfaktor a karcinogenezis erőteljes, sokoldalú módosítója  // Cell  :  Journal. - Cell Press , 2007. - szeptember ( 130. évf. , 6. szám ). - P. 1005-1018 . - doi : 10.1016/j.cell.2007.07.020 . — PMID 17889646 .
17. ↑ Bendz H., Ruhland SC, Pandya MJ, Hainzl O., Riegelsberger S., Braüchle C., Mayer MP, Buchner J., Issels RD, Noessner E. A humán hősokk-fehérje 70 fokozza a tumor antigén prezentációját komplexképzésen és intracellulárisan keresztül antigén szállítás veleszületett immunjelátvitel nélkül  //  J. Biol. Chem.  : folyóirat. - 2007. - október ( 282. évf . , 43. sz.). - P. 31688-31702 . - doi : 10.1074/jbc.M704129200 . — PMID 17684010 .
18. ↑ A Wall Street Journal cikke a vállalatról és az FDA-ról . Letöltve: 2009. július 5. Az eredetiből archiválva : 2009. szeptember 3.. (határozatlan)
19. ↑ Binder RJ Heat-sokk fehérje alapú vakcinák rák és fertőző betegségek  ellen // Expert  Rev Vaccines : folyóirat. - 2008. - április ( 7. köt . 3. sz .). - P. 383-393 . - doi : 10.1586/14760584.7.3.383 . — PMID 18393608 .
20. ↑ Didelot C., Lanneau D., Brunet M. et al. Intracelluláris és extracelluláris hősokkfehérjéken alapuló rákellenes terápiás megközelítések  (angol)  // Curr. Med. Chem. : folyóirat. - 2007. - Vol. 14 , sz. 27 . - P. 2839-2847 . - doi : 10.2174/092986707782360079 . — PMID 18045130 .
21. ↑ Solit DB, Rosen N. Hsp90: a rákterápia új célpontja  //  Curr Top Med Chem : folyóirat. - 2006. - Vol. 6 , sz. 11 . - P. 1205-1214 . - doi : 10.2174/156802606777812068 . — PMID 16842157 .
22. ↑ Vinocur B., Altman A. Az abiotikus stresszel szembeni mérnöki üzemek toleranciájának legújabb eredményei: eredmények és korlátok  //  Current reviews in biotechnology : Journal. - 2005. - április ( 16. évf. , 2. sz.). - 123-132 . o . - doi : 10.1016/j.copbio.2005.02.001 . — PMID 15831376 .

Lásd még

• Kísérők

Szótárak és enciklopédiák	Nagy orosz Britannica (online)
Bibliográfiai katalógusokban	NDL : 00576024