人热休克因子1突变体的应用研究进展

热休克因子1是调节应激反应的主要转录因子,它在应激条件下可被活化。通过基因突变得到正显性和负显性热休克因子1,它们不需要外界条件刺激就分别具有启动热休克蛋白的表达或竞争抑制内源热休克因子1活性的能力。目前,已有多个热休克因子1的突变体应用于疾病研究。介绍了热休克因子1的结构和活化途径,以及热休克因子1突变体在肿瘤、神经系统及心血管系统等方面的应用进展。     

人热休克因子1突变体的应用研究进展

热休克因子1是调节应激反应的主要转录因子,它在应激条件下可被活化。通过基因突变得到正显性和负显性热休克因子1,它们不需要外界条件刺激就分别具有启动热休克蛋白的表达或竞争抑制内源热休克因子1活性的能力。目前,已有多个热休克因子1的突变体应用于疾病研究。介绍了热休克因子1的结构和活化途径,以及热休克因子1突变体在肿瘤、神经系统及心血管系统等方面的应用进展。     

热休克转录因子1与机体耐热性的相关研究

热休克转录因子1(HSF1)能够启动各种热休克蛋白基因的诱导表达,这对防止机体免受热应激损伤具有重要的意义。从HSF1的结构、功能及活化过程等几个方面阐述了HSF1的生理特征及其与机体耐热性能之间的关系。     

热休克转录因子1对高迁移率族蛋白B1的转录调控作用及机制

目的：探讨烧伤血清诱导下热休克转录因子1（HSF1）对高迁移率族蛋白B1（HMGB1）的转录调控作用及其机制.方法：构建热休克转录因子1真核表达载体pcDNA3.1-HSF1,HMGB1野生型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-Y,HMGB1突变型启动子荧光素酶报告基因pGL3-HMGB1-T.pcDNA3.1-HSF1转染巨噬细胞RAW264.7,烧伤血清诱导后,半定量RT-PCR检测HMGB1 mRNA的表达.pcDNA3.1-HSF1,HMGB1启动子荧光素酶报告基因共转染RAW264.7,烧伤血清诱导后,检测并比较pGL3-HMGB1-Y和 pGL3-HMGB1-T的相对萤光素酶活性.结果：烧伤血清诱导下,HSF1可以下调RAW264.7 HMGB1mRNA的表达.pGL3-HMGB1-T的相对荧光素酶值较pGL3-HMGB1-Y明显下降,P＜0.01,差异有显著统计学意义.结论：烧伤血清诱导下,HSF1可能通过与HMGB1启动子区HSE的结合下调小鼠巨噬细胞RAW264.7 HMGB1mRNA的表达.     

热休克蛋白27和热休克因子1在子痫前期胎盘表达及意义

目的:研究热休克蛋白27(heat shock protein 27,HSP27)与热休克因子l(heat shock factor 1,HSFl)在子痫前期孕妇胎盘中的表达情况.方法:选择2011年6月-2012年6月在南京医科大学第一附属医院产科住院分娩的子痫前期患者21例(子痫前期组),以同期分娩的正常孕妇21例(正常妊娠组)作为对照组,采用实时定量聚合酶链反应(RT-PCR)、免疫组化(Immunohistochemistry)、蛋白印迹法(Western Blotting)检测两组孕妇胎盘HSP27mRNA和蛋白的表达以及HSF1蛋白表达水平,分析其是否存在组间差异.结果:子痫前期组胎盘中HSP27mRNA表达(3.28±0.34)高于正常妊娠组(1.87±0.22)和蛋白的表达明显增高,HSF1蛋白表达增高,差异具有统计学意义;HSF1与HSP27呈正相关关系(r=0.73,P＜0.05).结论:胎盘中HSF1是HSP27表达的主要调控因子.     

热休克因子1活性的调控机制

热休克因子1(HSF1)是调控热休克蛋白(HSPs)表达的核心转录因子,可被热应激、氧化应激、缺氧/血、pH下降等刺激因素激活,与靶基因的热休克元件特异性结合,增强HSPs表达,发挥内源性保护作用.HSF1活性的调控发生在HSF1三聚化、转位入核、结合DNA和调节转录等多个环节,受到分子伴侣蛋白、磷酸化作用、氧化-还原等机制共同调控,其复杂而精确的调控对于应激应答、生长发育等过程有重要意义.     

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。     

氧化还原作用对热休克转录因子1结构和功能的调控

为了评价半胱氨酸巯基氧化还原介导剂对人热休克转录因子 1(hHSF1)的氧化还原、结构和功能的作用 ,在体外用浓度为 0 .3～ 0 .5mmol/L的巯基氧化型介导剂二酰胺 (diamideDM )处理hHSF1;在体内用浓度为0 .1mmol/L的γ 谷氨酰半胱氨酸合成酶抑制剂丁硫堇处理HeLa细胞 ,都可形成一种致密的、分子内二硫键交联的氧化型hHSF1(ox hHSF1) ,使hHSF1三体形成和活化被阻断。二酰胺的这种作用呈剂量依赖 ;在电泳前加入浓度为 0 .4～ 0 .5mmol/L的巯基还原剂二硫苏糖醇 (DTT)到DM处理过的标本中再培育 ,能迅速和完全逆转这种作用。HSF1单体和三体功能域α 螺旋卷曲结构的计算机模型显示 ,在hHSF1单体N端和C端的疏水重复区中 ,半胱氨酸C1(第 15 3位氨基酸 )与半胱氨酸C4(第 373位氨基酸 )、C5(第 378位氨基酸 )非常接近 ,在合适的氧化作用下很容易形成二硫键 ,使HSF1单体形式较为稳定 ,不能形成三体并活化。结果表明 ,hHSF1的结构和功能与半胱氨酸上巯基的氧化还原化学性能相关 ;氧化作用和转录因子分子内巯基二硫键交联形成ox HSF1单体 ,可能是衰老细胞热体克转录反应呈渐减性的原因。     

衰老细胞中热休克转录因子1的异常调节和定位

为评估人热休克转录因子1（HSF1）在衰老细胞中呈现年龄依赖功能失调机制, 通过凝胶电泳迁移率改变实验(EMSA)和RNA酶保护实验等了解低总体倍增水平（PDLs）的年轻和高PDLs的衰老IMR90双倍体人肺纤维母细胞的HSF1 DNA 结合活性、HSF1蛋白质及其编码转录子mRNA水平和亚细胞分布.使用H2O2诱导年轻IMR90细胞成为“应激诱导早熟性老化(SIPS)” 细胞,并与复制性衰老细胞比较HSF1 DNA 结合活性、HSF1亚细胞分布和细胞内过氧化物含量.在不同年龄的IMR90细胞中,无论体内或体外,HSF1激活能力与细胞年龄呈反相关,但细胞内HSF1蛋白质与其mRNA水平并无改变.HSF1的亚细胞定位分析显示,HSF1主要存在于年轻细胞胞质中,热刺激促使三体形成和核转移;而在衰老细胞中,37℃时HSF1大部分存在于细胞核内,热刺激后形成三体,与DNA结合能力明显比年轻细胞弱;用H2O2诱导的应激成熟前老化细胞内,HSF1功能和亚细胞分布都与复制性衰老细胞相似.结果显示,细胞年龄与HSF1的激活和定位相关,而与HSF1含量无关,这些变化可能是通过氧化修饰所致.     

Constitutive and heat-inducible heat shock element binding activities of heat shock factor in a group of filamentous fungi

This study represents the initial characterization of the heat shock factor (HSF) in filamentous fungi. We demonstrate that HSFs from Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Tolypocladium nivea, Paecilomyces farinosus, and Verticillium lecanii bind to the heat shock element (HSE) constitutively (non-shocked), and that heat shock resulted in increased quantities and decreased mobility of HSF-HSE complexes. The monomeric molecular mass of both heat-induced and constitutive HSFs was determined to be 85.8 kDa by UV-crosslinking and the apparent molecular masses of the native HSF-HSE complexes as determined by pore exclusion gradient gel electrophoresis was 260 and 300 kDa, respectively. Proteolytic band clipping assays using trypsin and chymotrypsin revealed an identical partial cleavage profile for constitutive and heat-induced HSF-HSE complexes. Thus, it appears that both constitutive and heat-inducible complexes are formed by trimers composed of the same HSF molecule which undergoes conformational changes during heat shock. The mobility difference between the complexes was not abolished by enzymatic dephosphorylation and deglycosylation, indicating that the reduced mobility of the heat-induced HSF is probably due to a post-translational modification other than phosphorylation or glycosylation.     

植物热激因子网络

在热或其他刺激条件下,热激因子(heat shock factor,HSF)与热激元件(heat shock element,HSE)结合从而启动表达热激蛋白.与其他生物相比,植物中HSF更具有多样性和复杂性.本文从植物HSF的结构域、多样性、相互作用及专一性等四个方面介绍了植物HSF网络的复杂性.     

CHIP interacts with heat shock factor 1 during heat stress

Heat shock factor 1 (HSF1) is a major transactivator of heat shock genes in response to stress and mediates cell protection against various harmful conditions. In this study, we identified the interaction of CHIP (carboxyl terminus of the heat shock cognate protein 70-interacting protein) with the N-terminus of HSF1. Using GST full-down assay, we found that CHIP directly interacts with C-terminal deleted HSF1 (a.a. 1-290) but not with full-length HSF1 under non-stressed conditions. Interestingly, interaction of CHIP with full-length HSF1 was induced by heat shock treatment. The structural change of HSF1 was observed under heat stressed conditions by CD spectra. These observations demonstrate the direct interaction between HSF1 and CHIP and this interaction requires conformational change of HSF1 by heat stress.