番茄线粒体和内质网小分子热激蛋白基因的分子克隆

以热激处理的番茄（Lycopersicon esculentum Mill．）花为实验材料,构建了cDNA库,运用ＲＴ－ＰＣＲ方法克隆番茄粒体和内质网小分子热激蛋白cDNA,利用这两个保守区片段为探针,筛选cDNA库,获得线粒体和内质网小分子热激蛋白全序列cDNA。;通过分析线粒体和内质网小分子热激蛋白基因对温度的反应,发现小分子热激蛋白基因在番茄花中的热激应答温度低于它们在叶片中的热激应答温度,并且番茄叶片中的线粒体小分子热激蛋白基因还具有低温应答特性。对线粒体和内质网小分子热激蛋白基因的分子结构特点,小分子热激蛋白基因在番茄花中的特别热激应答温度的调控机理以及线粒体小分子热激蛋白的基因在中片中的低温度应答成因进行了讨论。     

线虫中的小分子热休克蛋白HSP12.1具有类分子伴侣活性

很多种类的小分子热休克蛋白(small heat shock protein,sHSP)都能在胁迫条件下抑制蛋白质的聚集,显示出了类分子伴侣活性,这种活性是ATP非依赖型的.从已经进行的实验发现,线虫C.elegans中最小的小分子热休克蛋白家族成员HSP12.1具有类分子伴侣活性,以胰岛素、乙醇脱氢酶和溶菌酶做底物发现HSP12.1能够一定程度地抑制底物的热聚集,虽然这种活性较一些经典的分子伴侣蛋白(线虫中的HSP16.1)要低.与此不同,另外3种和其分子质量相近的sHSP12s(HSP12.2、HSP12.3和HSP12.6)却没有检测出这样的类分子伴侣活性,虽然它们在一级结构上有很高的相似性.另外,在大肠杆菌中表达HSP12.1蛋白能够提高细菌在高温环境下的生存率,45℃处理后的生存率比未表达HSP12.1的菌高4倍左右,不过在线虫中是否发挥同样的功能还不是很清楚.从研究结果来看,C端“尾巴”结构域对sHSP发挥类分子伴侣活性不是必要的,在HSP12.1中没有C端“尾巴”结构域也有类分子伴侣活性就证明了这一点.N端结构域可能在发挥类分子伴侣活性中发挥比较重要的作用,当然α-crystallin结构域也可能参与到发挥这样的功能当中.     

热休克蛋白对细胞凋亡信号转导途径的调节

细胞凋亡信号转导目前已迅速成为揭示细胞凋亡分子机制的前沿课题. 由于热休克蛋白(HSPs)在细胞生长调控和凋亡中发挥的重要作用, 人们进行了大量关于热休克蛋白与细胞凋亡信号转导途径调节机制的研究. 研究发现, 热休克蛋白家族的多个成员, 如HSP90, HSP70, HSP60, HSP27等能够在Fas死亡受体途径、JNK/SAPK途径、caspase途径等多个水平发挥调节作用, 并且部分依赖于热休克蛋白的“分子伴侣”作用, 控制着细胞生命进程.     

麻醉对大鼠应激反应的影响

用40、42、44℃分别处理清醒状态和麻醉状态大鼠30min,于正常饲养条件下恢复24h后,检测其肝脏热休克蛋白70（HSP70）的表达差异及酸性和中性蛋白水解酶活性变化。结果表明,当热休克温度为40-44℃时,清醒状态大鼠肝脏的HSP70合成能力逐渐下降,而麻醉大鼠肝脏HSP70合成能力逐渐增加,在42℃热休克条件下,麻醉状态大鼠肝脏的酸性蛋白水解酶活性最强,在44℃热休克条件下,清醒状态大鼠肝脏的酸性蛋白水解酶活性最强,在40-44℃热休克条件下,麻醉状态和清醒状态大鼠肝脏的45kD中性蛋白水解酶活性与对照相似,但40kD的中性蛋白水解酶活性随热休克温度升高而降低,另外,40℃热休克诱导麻醉状态大鼠肝脏出现一个高活性的35kD中性蛋白水解酶,根据实验结果推测,麻醉状态大鼠肝脏的热耐受性大于清醒大鼠,大鼠的热休克反应受整体水平和细胞水平的双重调控,并涉及除HSP70合成以外的其他生化活动。     

热休克与ConA激活对T淋巴细胞的双重作用

为模拟天然免疫条件下,病毒等抗原对T淋巴细胞激活同时伴有体温升高的环境,我们建立了人外周血T淋巴细胞体外激活和热休克的模型。热休克对ConA激活细胞中多肽的合成既有协同也有抑制作用。ConA激活细胞受热休克的影响较静止细胞小,而其热休克蛋白(HSP)的诱导合成则较强,为了解HSP在淋巴细胞中的作用提供了线索。     

Leu122对Hsp16.3组装过程中亚基相互作用的影响

小分子热休克蛋白是种类最多的热休克蛋白家族 ,它们均以寡聚体的形式存在 .研究表明 ,来自结核杆菌的小分子热休克蛋白Hsp16 3是以 3个三聚体的形式存在的九聚体 .为了探讨Hsp16 3体外组装过程中的亚基相互作用和识别 ,利用野生型Hsp16 3及其L12 2A突变体蛋白为模型 ,采用高效液相分子筛层析、非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳和脲梯度凝胶电泳等方法进行研究 .结果表明 ,Hsp16 3在体外能自发地再组装成九聚体 .12 2位的亮氨酸残基对Hsp16 3体外再组装过程中的亚基相互作用有重要的影响 ,并且在Hsp16 3的组装过程中 ,亚基之间的相互识别是高度灵敏和特异的 ,野生型蛋白的亚基和L12 2A突变体蛋白的亚基并不能形成杂合体 ,只有完全相同的亚基才能组装成九聚体     

小菜蛾热休克蛋白基因的鉴定及其表达模式分析

热休克蛋白(heat shock protein, HSP)在昆虫应对外界胁迫刺激时起着重要作用。为了系统研究小菜蛾Plutella xylostella HSP基因家族, 根据家蚕的HSP蛋白序列, 采用本地Blast程序对小菜蛾全基因组数据库进行同源序列检索, 从小菜蛾基因组数据库中鉴定了25个HSP基因, 包括2个HSP90、 8个HSP70和15个sHSP（small heat shock protein, sHSP）基因。小菜蛾、 家蚕Bombyx mori、 黑腹果蝇Drosophila melanogaster和赤拟谷盗Tribolium castaneum的HSP系统进化分析显示, 昆虫的小分子量热休克蛋白sHSP具有很强的种属特异性, HSP70家族的保守性比sHSP强。小菜蛾HSP基因表达模式分析显示, 与敏感品系对比, 抗性品系（抗毒死蜱和抗氟虫氰品系）中HSP基因具有不同的表达模式。小菜蛾1, 2和3龄幼虫HSP基因表达模式较为接近, 而与4龄幼虫中的表达模式相差较大; 4龄幼虫和蛹中的表达模式相近; 雌成虫和雄成虫中的表达模式显著不同, 与果蝇精子形成有关的两个热休克蛋白HSP23和HSP27基因［分别为CCG003980.1 (Px23.5)和CCG005412.2 (Px27.5)］, 在小菜蛾雄成虫中的表达量显著高于雌成虫。研究结果表明小菜蛾HSP基因不仅在杀虫剂抗性、 发育分化, 甚至在生殖上均可能起着重要的作用。本研究为深入研究小菜蛾HSP与生长发育、 抗逆行为的相互关系奠定了基础。     

极端嗜热古菌的热休克蛋白

随着生物工程产业对于耐高温酶和菌体的需求, 极端嗜热古菌热休克蛋白(heat shock proteins, HSPs)的研究更受重视, 其热休克蛋白体系非常简洁, 不含HSP100s和HSP90s, 就是HSP70(DnaK)、HSP40、(DnaJ)和GrpE等嗜温古菌可能含有的在极端嗜热古菌中几乎不含有, 即仅包括HSP60, sHSP, prefoldin和AAA+蛋白四大类, 因此对其结构、功能和作用机制的研究在理论和实践上都特别有意义。系统地介绍了这四大类组分的结构、功能和作用机制和协同作用的研究进展, 论述了极端嗜热古菌热休克蛋白的系列研究难点和困惑, 展望了进一步的研究方向和重点。     

影响C6大鼠神经胶质瘤细胞表达HSP68的因素分析

为了解各种因素对细胞热休克反应的影响,本文用Western印迹、蛋白水解酶活性电泳(renatured electrophoresis)、密度测定等方法分析了营养、血清、细胞密度等对C_6细胞合成热休克蛋白68(HSP68)量和时间的作用。结果表明,在一定血清浓度范围内(≤30％),培养基含的血清浓度越高,细胞启动HSP68合成的时间越长;营养条件的差异影响HSP68合成的量和时间;不同生长阶段的细胞热休克反应有差异,生长到稳定期的细胞是研究细胞应激反应的较合适材料。     

热休克蛋白-多肽复合物在肿瘤和传染性疾病免疫中的作用

热休克蛋白家族中的许多成员如gp96\,HSP90\,HSP70等具有排斥和治疗肿瘤及传染性疾病的免疫原性,进一步研究发现热休克蛋白作为分子伴侣可结合细胞中的肽库,它本身没有抗原性,抗原性由结合的短肽所决定。热休克蛋白将结合的短肽呈递给I类MHC分子,进而激活特异性CTL和记忆性T细胞,引发机体细胞免疫反应。据最新发现gp96还可能有与MHC一样的功能,可直接将结合的多肽抗原呈递给T细胞。近年来对哺乳动物的二种主要热休克蛋白gp96和HSP70的免疫机制和作为治疗性疫苗的优越性进行了详细研究,这为乙型肝炎和乙肝继发性肝癌的免疫治疗提供了新思路。     

植物热激蛋白90的分子作用机理及其利用研究进展

热激蛋白90(HSP90,heat shock protein 90)广泛介导了胁迫信号的传递,在控制人体细胞正常生长和促进肿瘤细胞发育中起着重要作用。目前,HSP90已成为细胞免疫、信号转导以及抗肿瘤研究的前沿课题。但植物HSP90的生理功能研究起步较晚,最近的研究发现HSP90在植物发育、胁迫环境的应答以及抗病性中起着重要作用。本文从分子生物学角度,系统综述了植物HSP90分子作用机理研究的最新进展,以及在改良植物抗性上的应用,以期为通过基因工程方法改良作物抗性提供参考。     

二化螟热休克蛋白70基因的克隆及热胁迫下的表达分析

热休克蛋白70是已知热休克蛋白家族中最重要的一种, 它在细胞内的大量表达可以明显改善细胞的生存能力, 提高对环境胁迫的耐受性。为探讨热胁迫对二化螟Chilo suppressalis幼虫热休克蛋白70表达的影响, 采用RT-PCR及RACE技术从二化螟血淋巴细胞中克隆了热休克蛋白70基因全长cDNA序列。该基因全长2 102 bp, 开放阅读框 (open reading frame, ORF)为1 959 bp, 编码652个氨基酸; 5′非编码区（untranslated region, UTR)为81 bp, 3′UTR为62 bp。从该基因推导的氨基酸序列与其他昆虫的同源序列比较有很高的相似性（73%~97%)。实时定量PCR显示二化螟HSP70基因能被热胁迫诱导表达, 幼虫血淋巴细胞的HSP70基因在36℃时表达量最高。流式细胞术研究发现HSP70在蛋白质水平上的表达变化与在mRNA水平上高度一致, 说明二化螟HSP70基因在转录及翻译水平上受到热应激的调节。     

Heat stress protection against mesenteric I/R-induced alterations in intestinal mucosa in rats.

Prior induction of heat shock protein 70 (HSP70) protects against ischemia-reperfusion (I/R) mucosal injury, but the ability of HSP70 to affect I/R-induced alterations in epithelial cell function is unknown. Rats subjected to whole body hyperthermia (41.5-42 degrees C for 6 min) increased HSP70 and heat shock factor 1 mRNA expression, reaching a maximum 2 h after heat stress and declining thereafter. HSP70 production was maximally elevated at 4 h after heat stress and remained elevated until after 12 h. Heat stress alone had no effect on mucosal function except to enhance secretion in response to ACh. Heat stress provided complete morphological protection against I/R-induced mucosal injury but did not confer a similar protection against I/R-induced decreases in mucosal resistance, sodium-linked glucose absorption, or tachykinin-mediated chloride secretion. Heat stress, however, attenuated the I/R-induced suppression of ACh response, and this effect was dependent on enteric nerves. Thus induction of heat shock protein 70 is associated with the preservation of mucosal architecture and attenuation of some specific functional alterations induced by I/R.     

Invited review: Interplay between molecular chaperones and signaling pathways in survival of heat shock.

Heat shock of mammalian cells causes protein damage and activates a number of signaling pathways. Some of these pathways enhance the ability of cells to survive heat shock, e.g., induction of molecular chaperones [heat shock protein (HSP) HSP72 and HSP27], activation of the protein kinases extracellular signal-regulated kinase and Akt, and phosphorylation of HSP27. On the other hand, heat shock can activate a stress kinase, c-Jun NH2-terminal kinase, thus triggering both apoptotic and nonapoptotic cell death programs. Recent data indicate that kinases activated by heat shock can regulate synthesis and functioning of the molecular chaperones, and these chaperones modulate activity of the cell death and survival pathways. Therefore, the overall balance of the pathways and their interplay determine whether a cell exposed to heat shock will die or survive and become stress tolerant.     

Intracellular delivery of HSP70 using HIV-1 Tat protein transduction domain

Heat shock protein 70 (HSP70) is an intracellular stress protein that confers cytoprotection to a variety of cellular stressors. Several lines of evidence have suggested that augmentation of the heat shock response by increasing the expression of HSP70 represents a potential therapeutic strategy for the treatment of critically ill patients. The Tat protein of human immunodeficiency virus 1 (HIV-1) has been used previously to deliver functional cargo proteins intracellularly when added exogenously to cultured cells. We generated a Tat-HSP70 fusion protein using recombinant methods and treated HSF -/- cells with either Tat-HSP70 or recombinant HSP70 prior to exposure to hyperoxia or lethal heat shock. We showed that biologically active, exogenous HSP70 can be delivered into cells using the HIV-1 Tat protein, and that the Tat-mediated delivery of HSP70 confers cytoprotection against thermal stress and hyperoxia and may represent a novel approach to augmenting intracellular HSP70 levels.     

植物热激蛋白70的分子作用机理及其利用研究进展

热激蛋白70（heat shock protein 70,HSP70）广泛参与胁迫环境的响应,在诱发人体肿瘤细胞凋亡,增强肿瘤的免疫原性中起着重要作用。然而,植物HSP70的生理功能研究起步较晚,最近的研究发现植物HSP70在细胞内主要参与新生肽的折叠与成熟、损伤蛋白的降解和蛋白运输;植物HSP70在非生物胁迫环境的应答、抗病性及植物发育中起着重要作用。本文从分子生物学角度,系统综述了植物HSP70分子作用机理研究的进展,以及在提高植物抗逆性方面的作用,以期为基因工程方法改良作物抗性提供参考。     

Heat stress facilitates stretch-induced hypertrophy of cultured muscle cells

Increased mechanical stress induced by stretch is an important growth stimulus in skeletal muscle. Heat shock proteins (HSPs) are an important family of endogenous, protective proteins. HSP90 and HSP70 families show elevated levels under beat stress. Mechanical stress, such as physical exercise, is known to induce not only muscular hypertrophy but also the elevation of HSPs expression in skeletal muscle. The purpose of this study was to determine whether heat stress facilitates the stretch-induced hypertrophy of skeletal muscle cells. Cultured rat myotubes (L6) were plated on collagenized Silastic membranes and incubated at 41 degrees C for 60 and 75 minutes (heat shock). Following the incubation, the cells were subjected two-second stretching and four-second releasing for 4 days at 37 degrees C. Protein concentrations in the homogenates and pellets of the cultured skeletal muscle cells increased under heat shock and/or mechanical stretching. The protein concentration of cells following mechanical stretching following heat shock was significantly higher than that following either heat shock or mechanical stretching alone. HSP72 in supernatants and HSP90 in pellets increased under heat shock and/or mechanical stretching. HSP90 in supernatants decreased following heat shock and/or mechanical stretching. Changes in HSPs and cellular protein concentrations in stressed cells suggest that the expression of HSPs may be closely related with muscular hypertrophy.