伴侣蛋白

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。

1. 基本定义

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和应激反应。

2. 分类与代表

根据结构和功能，主要伴侣蛋白家族包括：

（1）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。

（2）Hsp60家族（Chaperonins）
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）。

（3）Hsp90家族
在激素受体、激酶等信号蛋白成熟中作用显著，功能多样，调控复杂。

（4）小热休克蛋白（sHSPs）
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。

（5）核酶伴侣蛋白（RNA chaperones）
帮助RNA正确折叠，如NusA、CspA等。

3. 作用机制

• 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或溶酶体途径降解。

• 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。

4. 生物学意义

• 维持蛋白质稳态（proteostasis）

• 提高细胞应激抗性

• 参与信号转导与细胞周期调控

• 与神经退行性疾病等密切相关，如阿尔茨海默病中的蛋白聚集与伴侣蛋白失调有关

5. 医学与生物技术应用

• 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。

参考文献

¹ Hartl F.U., Hayer-Hartl M. (2002). Molecular chaperones in the cytosol: from nascent chain to folded protein. Science 295(5561):1852–1858.
² Bukau B., Weissman J., Horwich A. (2006). Molecular chaperones and protein quality control. Cell 125(3):443–451.
³ Taipale M., Jarosz D.F., Lindquist S. (2010). HSP90 at the hub of protein homeostasis: emerging mechanistic insights. Nature Reviews Molecular Cell Biology 11(7):515–528.