熱休克蛋白又稱(chēng)應(yīng)激蛋白，是機(jī)體細(xì)胞在一些理化因素刺激后快效表達(dá)的一組蛋白質(zhì)，因*先發(fā)現(xiàn)于果蠅唾液腺的熱應(yīng)激反應(yīng)中而得名，此后的研究表明，熱休克蛋白廣泛存在于人、動(dòng)物、微生物和植物的細(xì)胞中，是一類(lèi)在遺傳上高度保守的分子，能保護(hù)細(xì)胞并促進(jìn)細(xì)胞對(duì)各種刺激所造成的損傷進(jìn)行自身修復(fù)，具有重要的生物學(xué)功能。

熱休克蛋白依據(jù)其分子質(zhì)量而命名。例如Hsp60、Hsp70與Hsp90(被研究*多的熱休克蛋白)指的是熱休克蛋白家族的質(zhì)量分別大約為60、70與90千道爾頓。

產(chǎn)生

20世紀(jì)70年代，科學(xué)家進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞在遭受高于正常溫度的刺激時(shí)，都會(huì)大量合成這種蛋白。當(dāng)遭遇高溫或外在的不良刺激時(shí)，其他很多蛋白合成都會(huì)受到抑制，而讓開(kāi)道路優(yōu)先合成熱休克蛋白。

特性

熱休克蛋白能對(duì)抗嚴(yán)重的應(yīng)激損傷，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱休克反應(yīng) (heatshock response,HSP)，熱休克反應(yīng)廣泛存在于從原核到真核生物的生物界有機(jī)體內(nèi)。

熱休克反應(yīng)是存在于生物系統(tǒng)不同層次結(jié)構(gòu)中的普遍現(xiàn)象，產(chǎn)生的熱休克蛋白從結(jié)構(gòu)到功能都具有*端的保守性，其核酸序列在不同物種之間具有高度的同源性，如大腸桿菌的DnaK基因與真核生物HSP70基因有40%-60%的同源性，真核生物間HSPs的同源性可達(dá)60%-80%。

隨著年齡地增加，熱休克蛋白的數(shù)量和質(zhì)量都明顯地減少。結(jié)果導(dǎo)致形成不活動(dòng)的、不成形的蛋白質(zhì)，它們不能支援皮膚。這樣慢慢老化，當(dāng)皮膚的結(jié)構(gòu)紊亂時(shí)，皮膚就會(huì)不再健壯。

許多小分子熱休克蛋白基因一般并不表達(dá)，顯著表達(dá)小分子熱休克蛋白一般是細(xì)胞受到外部刺激的時(shí)候，比如高溫刺激。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，除了熱刺激之外還有許多物理、化學(xué)刺激可以激活小分子熱休克蛋白的表達(dá)，例如紫外線(xiàn)、射線(xiàn)、機(jī)械損傷、酸、氧化劑等等?？梢?jiàn)，小分子熱休克蛋白是抵御外界不良刺激的重要物質(zhì)。當(dāng)將生物的整體、組織、細(xì)胞等從其生活的溫度范圍內(nèi)急劇地從低溫移向高溫時(shí)，可顯著地降低一些蛋白質(zhì)的合成。

功能作用

預(yù)先給生物以非致死性的熱剌激，可以加強(qiáng)生物對(duì)第2次熱剌激的抵抗力，提高生物對(duì)致死性熱剌激的存活率，這種現(xiàn)象稱(chēng)為熱耐受。目前對(duì)此現(xiàn)象的分子機(jī)制仍不太清楚，但許多研究均發(fā)現(xiàn)了熱休克蛋白的生成量與熱耐受呈正相關(guān)。

某些細(xì)胞經(jīng)熱休克喪失的Na -K -ATP酶活性可在3℃培養(yǎng)中隨著熱休克蛋白的產(chǎn)生而得到部分恢復(fù)。熱休克蛋白的誘導(dǎo)劑亞砷酸鈉亦可使Na -K -ATP酶的活性升高。這種現(xiàn)象可被放線(xiàn)菌素D和環(huán)己酰亞胺抑制，提示Na -K -ATP酶活性升高是一種基因表達(dá)的結(jié)果，而不是亞砷酸鈉直接作用的結(jié)果。

有人通過(guò)四膜蟲(chóng)屬細(xì)胞熱休克的研究，發(fā)現(xiàn)有些熱休克蛋白具有促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)糖原異生和糖原生成的作用，使細(xì)胞內(nèi)糖原貯量增多，從而提高應(yīng)能力。

熱、乙醇、亞砷酸鈉的預(yù)處理不僅能使某些細(xì)胞產(chǎn)生熱耐受，還能使細(xì)胞對(duì)阿霉素(adriamycin)的耐受性增強(qiáng)，提示熱休克蛋白可以增強(qiáng)對(duì)各種損傷的抵抗力。

調(diào)節(jié)機(jī)制

應(yīng)激原誘導(dǎo)HSP生成的速度很快。將果蠅從25℃移至37℃環(huán)境，只要20分鐘，就可以檢出HSP，因而有人推想高溫是通過(guò)某種已經(jīng)存在的調(diào)節(jié)因子作用于基因并從而使轉(zhuǎn)錄加強(qiáng)的。實(shí)驗(yàn)證明，用熱休克細(xì)胞的胞漿提取物可以誘導(dǎo)果蠅幼蟲(chóng)唾液腺細(xì)胞核內(nèi)染色體的蓬松現(xiàn)象，而未經(jīng)熱休克的對(duì)照細(xì)胞胞漿無(wú)此種誘導(dǎo)作用。提示胞漿內(nèi)存在的某種物質(zhì)，在應(yīng)激時(shí)可被活化而轉(zhuǎn)位到核內(nèi)，進(jìn)而啟動(dòng)基因?qū)Sp mRNA的轉(zhuǎn)錄。

應(yīng)用

<p font-size:16px;letter-spacing:0.5px;background-color:#ffffff;box-sizing:border-box="" !important;"="" style="margin-top: 0px; margin-bottom: 16px; color: rgb(102, 102, 102); font-family: Tahoma, Tahoma; font-size: 14px; white-space: normal; background-color: rgb(255, 255, 255); padding: 0px; max-width: 1; clear: both; min-height: 1em; transition: margin 0.1s linear 0s, padding 0.1s linear 0s, width 0.1s linear 0s, height 0.1s linear 0s;">在不利的環(huán)境中，各種有機(jī)體都有其共同對(duì)應(yīng)的分子反應(yīng)，即正?；虻谋磉_(dá)抑制和一組特殊基因，熱休克基因的激活和表達(dá)，導(dǎo)致熱休克蛋白的大量產(chǎn)生，熱休克蛋白主要作為分子伴侶而參與蛋白質(zhì)的折疊、轉(zhuǎn)運(yùn)及組裝等過(guò)程，能恢復(fù)或加速清除細(xì)胞內(nèi)已變性的蛋白質(zhì)而穩(wěn)定細(xì)胞結(jié)構(gòu)，細(xì)胞產(chǎn)生熱耐受。隨著對(duì)熱休克蛋白研究的不斷深入，該蛋白質(zhì)在生物工程和醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用前景十分廣闊。