伴娘蛋白

伴娘蛋白（chaperone）一词源自法语"chaperon"，意为"陪伴者"或"保护者"，由Ronald John Ellis于1978年首次提出，用于描述核质蛋白（nucleoplasmin）在核小体组装中的辅助作用。定义上，伴娘蛋白是一类与新生多肽链或非天然构象蛋白质结合，协助其正确折叠成具有生物功能构象，但不构成最终功能结构的蛋白质。它们区别于酶类，因不催化特定反应，而是通过结合和释放来调控折叠路径。

通用结构特征

伴娘蛋白通常具有一个或多个底物结合结构域，通过疏水表面识别暴露的疏水残基，同时利用ATP水解或共伴侣蛋白调节其结合与释放。典型例子如Hsp70家族，包含N端ATPase结构域和C端底物结合结构域，以及协助其折叠的DnaJ/Hsp40和GrpE/NEF共伴侣蛋白。

主要家族分类

防止错误折叠与聚集

伴娘蛋白通过疏水作用与暴露的疏水斑块结合，防止多肽链形成有害聚集体。例如，在热激条件下，Hsp70迅速结合变性蛋白，维持其可溶性。助折叠机制包括：

• 结合新生链，为正确折叠争取时间；
• 通过ATP循环的构象变化，促进底物释放；
• 将底物传递至其他伴侣系统（如Hsp90或GroEL）。

参与多亚基组装与解体

伴娘蛋白协助大型复合物的正确组装，如核糖体亚基、蛋白聚集体和病毒衣壳。例如，GroEL/GroES系统为底物提供纳米笼，防止其相互干扰。同时，它们也参与解体过程，如Hsp70协助Cliathrin包被解聚。

跨膜转运

在蛋白质跨膜转运中，伴娘蛋白维持转运前蛋白的去折叠状态，并驱动其穿过膜孔。例如，线粒体基质中的Hsp70（mtHsp70）与Tim44作用，将前体蛋白拉入基质。

伴娘蛋白广泛存在于所有生命域：

• 原核生物：大肠杆菌中GroEL/GroES和DnaK/DnaJ/GrpE系统最为典型；
• 真核生物：Hsp70家族在酵母中有Ssa/Ssb亚型，人类细胞中Hsp90、Hsp70、Calnexin等；
• 古菌：存在类似Hsp60的嗜热古菌伴侣素（Thermosome）。

疾病关联：伴娘蛋白功能失调导致蛋白质构象疾病，如阿尔茨海默病（Aβ聚积）、帕金森病（α-突触核蛋白）、亨廷顿病（polyQ扩展）和囊性纤维化（CFTR错误折叠）。癌症中Hsp90过表达维持肿瘤蛋白稳定性。应用：

• 药物开发：Hsp90抑制剂如格尔德霉素用于抗癌；
• 生物技术：利用GroEL系统体外蛋白折叠；
• 干细胞：Hsp70调控胚胎发育和分化。

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