果蝇热激蛋白的研究进展

热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)是生物体受到应激刺激时诱导产生的一组保守性蛋白,普遍存在于各种生物体中。近年来,果蝇Drosophila作为生命科学与人类疾病研究的重要模式生物,其热激蛋白的研究取得了许多新的进展。文章对果蝇热激蛋白的类别、热激蛋白基因的表达调控机制、热激蛋白的分子伴侣功能、调节细胞存亡和影响发育及寿命等相关生物学功能进行综述,并对热激蛋白在神经退行性疾病治疗中的应用前景作展望。     

植物的应激反应和应激蛋白

植物的应激反应和应激蛋白王三根（西南农业大学植物生理生化教研室,重庆６３０７１６）关键词应激反应,应激蛋白,热休克蛋白自从１９６２年Ｒｉｔｏｓｓａ发现果蝇在热击下引起唾液腺染色体发生蓬松现象,并有转录活性以来,关于热休克蛋白（Ｈｅａｔｓｈｏｃｋｐｒｏ...     

热休克蛋白调控机制

热休克蛋白是生物体体应对温度、pH、渗透压等不利环境刺激时合成的一种保护蛋白。在环境应激时,调控因子可以在转录水平上调控热休克基因的表达,恢复或加速清除细胞内已经变性的蛋白质,使细胞处于稳态并产生耐受性。大量研究发现,热休克调控因子对微生物应激耐受性发挥重要作用,具有广阔的应用前景。综述了6类热休克调控因子的调控机制以及相互作用,对调控因子HrcA、σ^B和CtsR进行了重点阐述,旨在为进一步构建热休克调控网络提供有价值的参考。     

热休克蛋白的产生,分布及功能

生物体在各种应激条件下,诸如高温、缺氧、机体损伤、接触某些重金属离子和其它化学物质时,都可能引起的一种生理效应,称之为“热休克反应”(heat shock response)。在热休克反应过程中,细胞内正常蛋白质合成关闭,热休克基因(heat shock gene)的转录被激活,并诱导产生一组特殊蛋白质——热休克蛋白(heat shock proteins,HSP)。     

热休克蛋白——细胞的内源性保护蛋白

关于应激反应的最初报道是 1 962年Ｒｉ ｔｏｓｓａ等在果蝇唾液腺染色体中发现一种热诱导的“蓬松”现象 ,并具有基因转录活性[1] 。 1 974年Ｔｉｓｓｉｅｒｓ等从热休克果蝇唾液腺细胞中分离出一组特殊蛋白质即热休克蛋白 (ｈｅａｔｓｈｏｃｋｐｒｏｔｅｉｎ ,ＨＳＰ)。目前根据分子量ＨＳＰ可分为 6个家族 ,1 0 0～ 1 1 0ｋＤ大分子ＨＳＰ家族、ＨＳＰ90家族、ＨＳＰ70家族、ＨＳＰ60家族、ＨＳＰ40家族及 1 8～ 3 0ｋＤ的小分子ＨＳＰ家族。其中ＨＳＰ70是最保守和研究最为深入的一种[2 ] 。在正常情况下 ,ＨＳＰ70通过辅助新生肽的折叠…     

昆虫的热休克反应和热休克蛋白

热休克（热激heatshock）是指短暂、迅速地向高温转换所诱导出的一种固定的应激反应。诱导该反应的温度在种与种之间有所不同。热休克反应最明显的特征是：伴随着正常蛋白质合成的抑制,一部分特殊蛋白质的诱导和表达增加,即为热休克蛋白（heatshockproteins,HSPs）。尽管热休克蛋白的合成也能被其它形式的应激反应所诱导,将它们认为是应激蛋白可能更恰当,但人们习惯上仍将这类蛋白质称为热休克蛋白。由于热休克反应和热休克蛋白是在果蝇（Drosophiliamelanogaster）中最初发现的,故在昆虫中,特别是果蝇等双翅目昆虫中研究得较深入…     

异染色质相关蛋白1

异染色质相关蛋白1(HP1)是异染色质的特征性蛋白,最初从果蝇多线染色体异染色质中被分离出,包含chromo结构域(CD)与chromo阴影结构域(CSD)两个高度保守的结构区域。HP1与花斑位置效应(PEV)现象有关,可引起稳定的转录沉默,在基因调控、保护端粒、组装染色质上具有重要作用。此外,HP1与乳癌也有一定关系。本文综述了HPl的发现、结构特点、相互作用蛋白、HP1的活化、功能与展望。     

果蝇的热休克反应

热休克反应最早在果蝇中发现,其过程伴随着一系列特殊蛋白--热休克蛋白（HSPs）的增量表达.热休克蛋白包括多个家族,它们在热休克反应中表现出复杂的表达调控机制,并具有组织和发育阶段特异性.研究热休克反应具有重要的生物学意义,在医学、工业等的应用前景十分广阔.     

脑缺血后HSP70表达的研究进展

Ritosso ( 1 962 )首先发现环境温度高于正常生理温度 4℃～ 6℃时 ,染色体上会出现特殊的膨突( Puffs) ,称其为热休克现象。后来 Tissieres等发现染色体的这一膨突与细胞中的一类特殊蛋白质的合成有关 ,并将这一类特殊蛋白质称为热休克蛋白 ( Heatshock protein,HSP)或热应激蛋白。近年来研究发现缺血性细胞损伤可以出现 HSP的表达 [1] ,还发现 HSP对受损细胞有保护作用。1　 HSP的分类　　 70 k Da家族是 HSP中最保守和最主要的一类 ,包括 68、70、72及 78k Da的 HSP。其中 HSP70是在缺血性脑损伤中研究最广泛的一种。氨基酸顺…     

热休克反应与哺乳动物高海拔(缺氧)适应

利用免疫学和分子生物学手段研究哺乳动物的高海拔(缺氧)适应, 通过哺乳动物热休克反应, 了解热休克蛋白在生物体高海拔(缺氧)适应中的意义. 用Western blot和常规RT-PCR及实时荧光定量PCR(real-time PCR detection)测定不同海拔哺乳动物(牦牛)心肌组织热休克蛋白70(Hsp70)的表达差异和脑组织中Hsp70基因的自然表达. 将低海拔哺乳动物(家兔)直接送达不同高海拔地区(海拔2300, 3300, 5000 m)喂养3周后宰杀, 再用RT-PCR测定其脑组织中Hsp70基因的诱导表达. 结果显示: 不同海拔哺乳动物都具有热休克反应基因, 应激时高海拔哺乳动物Hsp70表达快速升高; Hsp70可被高海拔(缺氧)诱导产生. 热休克反应中Hsp70的快速合成有利于维持应激时细胞的正常生理功能, Hsp70的表达存在着阈值, 海拔5000 m是热休克反应最佳的条件, 超过海拔6000 m时热休克反应减弱; Hsp70生成量与细胞的耐缺氧能力成正比.     

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。     

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。     

昆虫滞育关联热休克蛋白的研究进展

滞育是昆虫逃避不利环境条件的基本方式之一, 益虫的合理利用和害虫的综合治理, 都离不开对滞育调控机理的研究。滞育可以诱导一些基因表达模式的改变, 如热休克蛋白基因的差异表达, 导致昆虫抗逆性增强。本文综述了与昆虫滞育关联的热休克蛋白的研究概况, 从热休克蛋白与滞育的关联、 不同虫态滞育期间热休克蛋白基因的差异表达和滞育相关的蛋白质组学研究几个方面进行了概述。与其他的胁迫反应均诱导热休克蛋白同步上调表达不同, 热休克蛋白在不同种类昆虫以及同种昆虫的不同滞育生理阶段的表达模式差别很大。热休克蛋白在滞育期间的表达是决定越冬抗逆性和存活的重要因子之一。本文可为昆虫滞育如何应答环境条件刺激的研究提供参考信息。     

生物适应气温与生物分子

生物体对气温的适应性都有其分子学基础,目前所知尚属点滴,略举几例。 (一)生物抗热性与热休克蛋白在进化过程中,生物形成了对热冲击的应答反应,以适应生存。例如,当环境温度升高时,果蝇体内会关闭大多数正常基因的表达,与此同时启动一组抗热蛋白基因的转录,从而合成7     

EGCG对热应激巴马香猪肠道热休克蛋白以及肠道屏障相关基因表达的影响

本研究旨在探究表没食子儿茶素没食子酸酯(epigallocatechin gallate, EGCG)对于热应激巴马香猪小肠中热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)、紧密连接蛋白(tight junction proteins,TJPs)和Toll样受体4(Toll-like receptor 4,TLR-4)等基因表达的影响。25头平均体重为(34.28±1.19)kg的8月龄雄性巴马香猪被随机分成5个处理组,包括TN组(22℃,自由采食)、 PF组(22℃,采食量配对)、 HS0组(35℃,自由采食)、 HS250组(35℃,自由采食+0.025%EGCG)和HS500组(35℃,自由采食+0.05%EGCG)。预实验7 d,正式实验28 d。实验结束后进行屠宰并采集小肠组织样品,检测各组小肠中HSPs、TJPs和TLR-4基因的表达。结果表明：(1)热应激显著增加了小肠中热休克蛋白70(heat shock protein 70,HSP70)和热休克蛋白90(heat shock protein 90,HSP90)基因的表达量,而添加EGCG均显著降低了它...     

热休克蛋白70:生物学功能与作用机制研究进展

热休克蛋白是一类广泛存在于原核生物和真核生物体内且结构上高度保守的蛋白质。有机体在应激条件下,为克服压力会诱导其表达,因此,热休克蛋白又被称为应激蛋白。作为进化上最保守的蛋白质之一,热休克蛋白70 (heat shock protein 70, Hsp70)是生物细胞中含量最高的一种热休克蛋白,可诱导性最强,具有多种生物学功能,因此,又被称为主要热休克蛋白。由于蛋白质是细胞重要成分之一,几乎涉及所有的生物学过程,Hsp70家族成员控制着细胞蛋白质稳态的所有方面,因此,Hsp70一直是科学研究的热点之一。该文概括了近年来Hsp70的生物学功能和作用机制研究进展,并对该领域的研究进行了展望。     

热休克蛋白的生物学作用和转录水平调控研究进展

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：（1）HSF由单体形式变成磷酸化的三聚体形式被激活;（2）三聚体形成式的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mRNA5′端前导芪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,本文也简单介绍了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。     

vasa基因研究进展

DEAD-box家族基因编码一类ATP依赖的RNA解旋酶。经系统进化分析可将该家族蛋白分为VASA、PL10和p68三个亚家族。其中,vasa基因最先在果蝇(Drosophila melanogaster)中被发现,在许多动物中都已经克隆得到其同源基因,研究显示,vasa基因在生殖细胞系中特异性表达,在许多生物中为生殖细胞形成和配子发生所需。有趣的是在果蝇中VASA蛋白是生殖质的组成部分,而在斑马鱼(Danio rerio)中vasa mRNA才是生殖质的组成部分。本文主要综述了vasa基因及其蛋白的结构、功能、表达和作为原生殖细胞分子标记物的应用等方面的内容,并展望了其研究前景。     

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。     

酵母双杂交筛选与果蝇C(2)M相互作用的蛋白

同源染色体联会时形成的联会复合体(Synaptonemal complex, SC)是由减数分裂前期Ⅰ多种蛋白质聚集而成的超级复合结构。生殖细胞特异性的核蛋白C(2)M(Crossover suppressor on 2 of Manheim)在染色体上高度聚集可以诱导SC的形成。本文采用酵母双杂交方法,利用C(2)M的诱饵表达载体筛选果蝇cDNA文库,共发现40个可能与C(2)M相互作用的蛋白,包括多种DNA及组蛋白结合蛋白、ATPase、转录调节因子。从筛选的结果中,选取wech和Psf1基因构建了转基因果蝇,并在生殖细胞中进行了基因沉默,结果显示联会复合体的消失受到延迟。上述结果表明Wech和Psf1蛋白可能与C(2)M形成复合物,共同参与联会复合体的形成或其稳定性的维持。