热休克蛋白对细胞凋亡的调控作用

热休克蛋白属于细胞内分子伴侣蛋白,除涉及细胞内一些蛋白质分子构象和稳定性的调节之外,热休克蛋白对细胞应激、代谢、增殖以及凋亡等生理过程均具有重要的调控作用。研究表明热休克蛋白对细胞凋亡的调控机制是复杂的,可直接作用于与凋亡相关的蛋白质,也可以通过影响细胞信号传递而间接影响凋亡的发生。由于热休克蛋白对细胞凋亡的调控机制大多依赖于其分子伴侣功能,阻断热休克蛋白的伴侣功能已经成为研究药物诱导肿瘤细胞凋亡的重要靶点。     

热休克后表达受抑基因的分子克隆及其表达特性

以人成骨肉瘤细胞株ＨＯＳ－８６０３为热休克模型,在利用ＤＤｍＲＮＡ方法筛选和克隆了一个热休克后表达受抑基因的ｃＤＮＡ片段的基础上,以该片段为探针,筛选ＨＯＳ－８６０３细胞的ｃＤＮＡ文库,获得该基因的全长ｃＤＮＡ克隆（ＨＳＳＧ－１）;ＤＮＡ序列测定表明该ｃＤＮＡ全长１４５６ｂｐ,编码２７６个氨基酸,经计算机辅助分析,该ｃＤＮＡ序列尚未被报道。经ＲＮＡ斑点杂交证实,该基因的表达于多种组织细胞之中,并且     

几种热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控作用

热激蛋白(heat shock proteins, HSPs)作为进化保守的蛋白家族 之一,普遍存在于各种生物体中,并在生物体内发挥着重要的生理功能.大 量的实验证据表明,热激蛋白与细胞凋亡密切相关,参与细胞凋亡信号通 路的多个环节. 近年来有关该领域的研究已获得了重要的突破与进展.一方 面,热激蛋白主要起着抑制细胞凋亡、促进细胞存活的作用;另一方面, 某些热激蛋白又能够作为凋亡蛋白的分子伴侣,促进细胞凋亡,比如HSP70 能够激活DNase来促使细胞凋亡,线粒体内HSP60能够促进caspase依赖的细 胞凋亡途径.本文在阐明细胞凋亡信号通路的基础上,综述了近年来几种不 同热激蛋白家族（HSP90、 HSP70 、HSP60和小分子HSPs）在细胞凋亡调控 中作用的研究进展,重点阐述了几种主要热激蛋白与细胞凋亡信号通路上 相关因子的相互作用,并绘制了热激蛋白在细胞凋亡信号通路中的调控图 ,为进一步完善细胞凋亡调控网络研究提供一定的参考.     

Heat Shock Proteins: Functions and Role in Adaptation to Hyperthermia

The results are generalized of many-year studies into the adaptive role of heat shock proteins in different animals, including the representatives of cold- and warm-blooded species that inhabit regions with different thermal conditions. Adaptive evolution of the response to hyperthermia can lead to different results depending on the species. The thermal threshold of induction of the heat shock proteins in desert thermophylic species is, as a rule, higher than in the moderate climate species. In addition, thermoresistant species are often characterized by a certain level of heat shock proteins in cells even at a physiologically normal temperature. Although adaptation to hyperthermia is achieved in most cases without changes in the number of heat shock genes, they can be amplified in some cases in termophylic species. The role of mobile elements in evolution of the heat shock genes was shown and approach was developed for directional introduction of mutations in the promoter regions of these genes.__________Translated from Ontogenez, Vol. 36, No. 4, 2005, pp. 265–273.Original Russian Text Copyright © 2005 by Evgen’ev, Garbuz, Zatsepina.     

生物的热休克反应研究进展

介绍了生物应激反应的基本概念、基本知识、研究概况、热休克蛋白的作用及与细胞凋亡的关系。     

热激蛋白70研究进展

热激蛋白70（HSP70）是广泛存在且高度保守的蛋白,作为伴侣分子能够促进蛋白折叠;HSP70可以通过阻止细胞色素c从线粒体释放,与凋亡诱导因子结合使其不能入核,或者抑制JNK激酶活性调节细胞凋亡;HSP70可以调节细胞周期进程,促进细胞生长,阻止细胞衰老;免疫功能研究表明HSP70是有效的免疫佐剂,可激发抗原特异性的CTL反应,同时细胞外HSP70和膜结合HSP70可激发非特异性免疫反应。     

热休克蛋白的生物学作用和转录水平调控研究进展(英文)

热休克蛋白 (HSP)具有广泛的生物学功能 ,其表达方式有两种 :一种是诱导性表达 ,即当生物、细胞受到刺激时才进行表达 ;另一种是组成性表达 ,即在生物、细胞的正常生活、代谢过程中表达。HSP的这两种表达方式意味着HSP基因表达的调控方式和机理不同。本文简要介绍了热休克因子(HSF)的种类、结构及调控HSP基因表达的机理。HSF通过以下 4个步骤调节HSP基因表达 :( 1 )HSF由单体形式变成磷酸化的三聚体形式被激活 ;( 2 )三聚体形式的HSF与HSP基因的热休克元件(HSE)上相邻排列的 3个 5′ GAA 3′结合 ;( 3)与HSF结合后 ,HSE的活化域暴露 ,HSP基因转录 ;( 4 )HSP的mRNA 5′端前导区的特异结构适合于核糖体快速结合和高效翻译。不同生物体内的HSF作用有一定差异 ,功能较为明确的有 :( 1 )对应激信号敏感的HSF1 ;( 2 )对应激信号不敏感 ,对生长、发育、分化信号敏感的HSF2 ;( 3)起抑制HSP基因转录作用的HSF4。还有一些HSF(如HSF3)的作用机制较复杂 ,有待深入研究。此外 ,本文也简要介绍了HSP在衰老、免疫应答、细胞生存和凋亡平衡等中的作用 ,对了解和认识生物生长、发育、衰老、保护、免疫应答及细胞生存和凋亡平衡的分子机制有一定帮助。     

Response of Mutant Sunflower Lines to Heat Shock

The effects of heat shock (HS) (40°C for 1 h) on the level of malondialdehyde (MDA), the terminal product of lipid peroxidation, superoxide dismutase (SOD) activity, catalase activity, and total peroxidase activity (TPA) were studied in root meristems and chloroplasts of several sunflower (Helianthus annuusL.) lines that carried nuclear or plastome chlorophyll mutations. HS either lowered or did not affect the MDA level in the root meristem and in the chloroplasts from the first true leaf, as compared to the untreated plants. In both treatments, the root and leaf enzyme activities varied in the sunflower lines. In the root meristem, catalase was the most sensitive to HS, whereas, in the chloroplasts from HS-treated sunflower lines, HS activated either TPA or SOD.     

HSF1基因剔除对HSR抗内毒素血症的影响

利用内毒素(LPS)血症小鼠模型,观察HSF1基因剔除对热休克反应(HSR)保护作用的影响.采用腹腔注射LPS建立内毒素血症小鼠模型,HSR采用肛温42℃维持15 min,室温恢复24 h,利用RT-PCR、苏木素-伊红(HE)染色、丙二醛测定以及死亡率,计算和分析重要脏器组织中炎症介质基因的表达、脏器损伤程度及小鼠存活率.注射LPS 15mg/kg 72 h后HSR LPS(HSF1 / )组存活率(7/15)显著高于LPS(HSF1 / )组(0/15)、LPS(HSF1-/-)组(0/14)和HSR LPS(HSF1-/-)组(0/14),而注射LPS 14 mg/kg 72 h后,LPS(HSF1 / )组存活率(5/15)显著高于LPS(HSF1-/-)组(0/13)和HSR LPS(HSF1-/-)组(0/13).在注射LPS 12 h后LPS(HSF1 / )组、LPS(HSF1-/-)组和HSR LPS(HSF1-/-)组的心、肺组织丙二醛含量显著升高,但HSR LPS(HSF1 / )组不升高.肺组织炎症介质基因IL-IB、IL-6、TNF-α、CCL-2、SOCS3、MCSF、GCSF、IL-15在LPS(HSF1-/-)组和LPS(HSF1 / )组表达上调,HSR LPS(HSF1-/-)组除IL-15较低外其他上调更甚,HSR LPS(HSF1 / )组除IL-1β和TNF-α较高外其他显著下调.注射LPS后LPS(HSF1 / )组和LPS(HSF1-/-)组的肺、肝、肾病理形态改变明显,HSR LPS(HSF1 / )组改变较轻,HSR LPS(HSF1-/-)组改变更加严重.HSF1基因剔除能显著消减HSR对内毒素血症小鼠的保护作用.     

柞蚕热休克蛋白70基因的克隆和序列分析

HSP70蛋白是受热等因素刺激后而诱导产生的蛋白质,是热休克蛋白家族中最重要的一员。采用RT-PCR方法克隆了柞蚕(Antheraea pernyi)热休克蛋白70基因(HSP70)的ORF序列(GenBank登录号:GU945199),该片段的序列长度为1905bp。生物信息学分析表明,该序列共编码634个氨基酸,预测蛋白的等电点和分子量大小分别为5.62kD和69.5kD。具有HSP70的保守性结构特征,与天蚕(Antheraea yamamai)、家蚕(Bombyx mor)、甘蓝夜蛾(Mamestra brassicae)、棉铃虫(Heliothis viriplaca)、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)、烟草夜蛾(Manduca sexta1)、膜翅目寄生蜂(Cotesia rubecula)的同源性分别为95.7%、78.5%、76.1%、77.3%、76.6%、74.7%、65.9%。根据它们的一级结构构建了系统进化树,进一步确立了它们之间的亲缘关系。     

bcl-x基因及其对细胞凋亡的调节

bcl-x是bcl-2家族中的重要成员,由于不同的剪接产生Bcl-X_L、Bcl-X_S、Bcl-X_γ三种同源蛋白.Bcl-X_L、Bcl-X_γ抑制凋亡,Bcl-X_S促进凋亡.bcl-x在细胞发育、维持机体平衡、肿瘤发生和预后中起作用. Bcl-X通过与Bcl-2、Bax、Bad等相互作用而实现对凋亡的调控.     

雄性不育高粱四种酶在热激过程中的反应

热激时,雄性不育高梁中4种酶的同工酶的变化以细胞色素氧化酶最大,酸性磷酸酯酶次之,淀粉酶第三,酯酶最小,说明不同酶对热激的反应不同,故与育性的关系也有差异。苗期与穗期同工酶谱互不对应,表明酶随发育而改变。不育系的细胞色素氧化酶酶带C5,C8随温度上升而减弱,达40℃时与可育的保持系相似,此现象与不育系的雄蕊在40℃时呈现可育态同时发生,说明此酶带与育性相关。     

棉花HSP70基因的克隆与原核表达

以抗旱性较强的棉花品种‘KK1543’为材料,采用RT-PCR技术克隆了1个棉花HSP70基因,命名为GhHSP70。研究结果表明:GhHSP70基因开放阅读框长1 997bp,编码648个氨基酸,GhHSP70蛋白相对分子量为70.94kD,等电点为4.83。氨基酸序列比对和系统进化树分析发现,GhHSP70与欧洲大叶杨HSP70的亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达到96.4%。为进一步分析基因的功能,构建原核表达载体pGEX-4T-1-GhHSP70,并在大肠杆菌中异源表达。SDS-PAGE分析表明所表达蛋白与预期蛋白大小一致,重组蛋白在37℃,0.2mmol/L IPTG诱导2h时表达量最大。研究为进一步研究棉花HSP70基因功能奠定基础。     

甜椒细胞质小分子量热激蛋白基因(CaHSP18)的cDNA克隆与表达

用RT-PCR和RACE-PCR技术,从热激处理的甜椒叶片总RNA中扩增出了细胞质小分子量热激蛋白(sHSP)全长779 bp的cDNA基因序列,包含一个480 bp开放阅读框,编码159个氨基酸.Southern杂交结果表明在甜椒基因组中有该基因的小的多基因家族.Northern结果显示该基因在甜椒根、茎、叶中的表达受热激和低温的诱导.原核表达分析表明该基因在高温以及低温条件下可以提高大肠杆菌的生存能力.     

Response of Higher Plants to Heat Shock

When sorghum seedlings were rapidly shifted from the cultural temperature of 30℃ to 40℃ and 45℃, a set of abnormal proteins, generally referred to as heat shock proteins were induced. They are a group of high molecular weight proteins (about 66–117 kD), a few intermediate molecular weight proteins (33–66kD) and a low molecular weight protein of 18 kD. At the same time, the synthesis of normal proteins was relatively depressed. The res ponse of the shoot tissues of sorghum seedings to heat shock is similar to that of the root tissues, but there are some differences in more detail between the two tissues. The synthesis of heat shock proteins in sorghum seedlings was rapid. After one-hour exposure at 45℃ their synthesis in the roots was detectable. Maximum induction took place in the second hour of exposure, thereafter their synthesis began to decline markedly. Finally, there appear to be some proteins whose synthesis was not supressed during heat shock, It is not yet known why the synthesis of these proteins is so stable.     

Thermotolerance in Fungi: The Role of Heat Shock Proteins and Trehalose

The parallel synthesis of heat shock proteins and trehalose in response to heat shock did not allow the role of these compounds in the acquisition of thermotolerance by fungal cells to be established for a long time. This review analyses experimental data obtained with the use of mutant fungal strains and shows differences in the thermoprotective functions of trehalose and heat shock proteins in relation to cell membranes and macromolecules. The main emphasis has been placed on data demonstrating the thermoprotective role of trehalose in fungi, the present-day understanding of its biological functions, and mechanisms of trehalose interaction with subcellular structures and cell macromolecules.__________Translated from Mikrobiologiya, Vol. 74, No. 3, 2005, pp. 293–304. p ]Original Russian Text Copyright © 2005 by Tereshina.     

小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因mTSARG3的克隆

从在小鼠隐睾和正常睾丸对照中表达量有明显差异的EST片段 (BE6 4 4 5 37)出发 ,利用GeneScan软件分析该片段所在染色体基因组序列 ,获得一个包含该EST的新基因序列。设计该基因特异性引物从小鼠睾丸cDNA文库中进行PCR扩增 ,分离出小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因mTSARG3(GenBank登录号为AF4 192 92 )。该基因定位于小鼠 7号染色体 7E1 E2区带 ,全长为 11kb ,cDNA全长为 132 8bp ,包含 8个外显子 ,编码由 316个氨基酸组成的、分子量为 36kD的蛋白质。该蛋白质含有DnaJ区和DnaJ- c区 ,与热激蛋白 4 0家族多种蛋白质有较高相似性 ,其中与小鼠DJB4 - MOUSE在 336aa的范围内有 4 6 %的相似性 ,属热激蛋白 4 0家族新成员。多组织RT PCR和Northern印迹结果显示 ,该基因在小鼠睾丸组织高表达 ,转录本大小约为 1.35kb ;Southern杂交结果显示 ,该基因在小鼠正常睾丸和隐睾组织无缺失和重排。实验结果证明成功克隆到了一个小鼠睾丸生精细胞凋亡相关基因mT SARG3。     

人热休克蛋白转录因子1 DNA结合结构域的表达、纯化和晶体生长

目的:获得大量热休克转录因子1(HSF1)DNA结合结构域(DBD)蛋白,用于晶体生长的三维结构解析。方法:将DBD基因片段克隆至原核表达载体pGEX-6P-1中并获得高效表达,经过Glutathione SepharoseTM 4B亲和层析、ResourceQ纯化后,蛋白纯度达到95%以上。结果:圆二色谱仪分析蛋白质的二级结构结果显示α螺旋占33%,β折叠占15%;采用悬滴气相扩散法得到了针状DBD晶体。结论:纯化的蛋白质与同源性达68%的Kluyveromyceslactis的DBD有相似的空间构象。获得的蛋白质晶体为进一步的三维结构解析奠定了基础。