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伴侣蛋白

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基本定义编辑本段

伴侣蛋白(chaperone protein,或 molecular chaperone)是一类辅助其他蛋白质正确折叠、稳定其结构或协助其运输定位的功能蛋白质。它们在蛋白质的合成、重折叠、装配与降解过程中发挥重要作用,广泛存在于真核和原核细胞中。

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伴侣蛋白并不参与目标蛋白的最终结构构成,它们通过暂时结合新生或部分变性蛋白质,防止其错误折叠或聚集,并促进其正确折叠成活性构象。一些伴侣蛋白还参与蛋白质跨膜转运应激反应

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分类与代表编辑本段

根据结构和功能,主要伴侣蛋白家族包括:

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  • Hsp70家族(Heat shock protein 70s)
    最早发现于热休克应答中的蛋白质,能结合新生肽链或展开蛋白,防止其聚集。例如:BiP/GRP78(位于内质网)、DnaK(原核)等。
  • Hsp60家族(Chaperonins) ADSFAEQWER353423413434
    形成双环桶状结构,包裹底物蛋白折叠,如GroEL/GroES复合体(大肠杆菌),TRiC/CCT复合体(真核)。
  • Hsp90家族

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    激素受体、激酶等信号蛋白成熟中作用显著,功能多样,调控复杂。
  • 热休克蛋白(sHSPs) ADFASDFAF23RQ23R
    如Hsp27,结构小,能结合变性蛋白并稳定其不聚集,在应激中发挥保护功能。
  • RNA伴侣蛋白(RNA chaperones) ADSFAEQWER353423413434
    帮助RNA正确折叠,如NusA、CspA等。

作用机制编辑本段

  • 辅助折叠:在新生肽合成过程中即与其结合,防止错误折叠或形成非功能性聚集。
  • 复性:对部分变性蛋白质重新折叠为活性状态。
  • 协助跨膜转运:蛋白在转运过程中维持非折叠状态,如SecB在大肠杆菌中。
  • 参与降解识别无法正确折叠的蛋白质,引导其进入蛋白酶体溶酶体途径降解。
  • 细胞应激保护:如热休克、氧化应激中表达量升高,保护细胞内蛋白稳态

生物学意义编辑本段

医学与生物技术应用编辑本段

  • 疾病治疗靶点:如抗癌药物靶向Hsp90,抑制其对癌细胞蛋白的稳定作用;
  • 蛋白重组生产:工业中利用伴侣蛋白提高外源蛋白正确折叠效率;
  • 神经保护:通过调节伴侣蛋白表达缓解蛋白质错误折叠病。

参考资料编辑本段

  • Hartl F.U., Hayer-Hartl M. (2002). Molecular chaperones in the cytosol: from nascent chain to folded protein. Science 295(5561):1852–1858.
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  • Hartl F.U., Bracher A., Hayer-Hartl M. (2011). Molecular chaperones in protein folding and proteostasis. Nature 475(7356):324–332.
  • Kampinga H.H., Craig E.A. (2010). The HSP70 chaperone machinery: J proteins as drivers of functional specificity. Nature Reviews Molecular Cell Biology 11(8):579–592.
  • 张玉军, 李霞, 张小燕. (2018). 分子伴侣神经退行性疾病中的作用研究进展. 生命科学, 30(5):1101–1108.
  • 王瑾, 刘苏, 陈文波. (2020). 伴侣蛋白在肿瘤发生发展中的作用研究进展. 中国科学: 生命科学, 50(10):1466–1476.

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