【醫學百科●分子伴侶】

楊籍富

【醫學百科●分子伴侶】

 

拼音

 

fēnzǐbànlǚ

 

英文參考

 

molecularchaperones分子伴侶是細胞中一大類蛋白質,是由不相關的蛋白質組成的一個家系，它們介導其它蛋白質的正確裝配，但自己不成為最后功能結構中的組分。

 

分子伴侶的概念有三個特點:①凡具有這種功能的蛋白,都稱為分子伴侶,盡管是完全不同的蛋白質;②作用機理是不清楚的,故用了“介導”二字,以含糊其辭,“幫助”二字可理解為:通過催化的或非催化的方式,加速或減緩組裝的過程,傳遞組裝所需要的空間信息,也可能抑制組裝過程中不正確的副反應。

 

③分子伴侶一定不是最終組裝完成的結構的組成部分,但不一定是一個分離的實體。

 

如一些蛋白水解酶的前序列,以及一些核糖核蛋白體的加工前的部分,若具分子伴侶的作用,也稱為分子伴侶。

 

組裝的涵意比較廣,主要指:幫助新生肽的折疊、幫助新生肽成熟為活性蛋白、幫助蛋白質跨膜定位、亞基組裝等。

 

1987年Lasky首先提出了分子伴侶的概念。

 

他將細胞核內能與組蛋白結合并能介導核小體有序組裝的核質素（nucleoplasmin）稱為分子伴侶。

 

根據Ellis的定義，這一概念延伸為“一類在序列上沒有相關性但有共同功能的蛋白質，它們在細胞內幫助其他含多肽的結構完成正確的組裝，而且在組裝完畢后與之分離，不構成這些蛋白質結構執行功能時的組份”。

 

熱休克蛋白就是一大類分子伴侶。

 

1987年，Ikemura發現枯草桿菌素（subtilisin）的折疊需要前肽（propeptide）的幫助。

 

這類前肽常位于信號肽與成熟多肽之間，在蛋白質合成過程中與其介導的蛋白質多肽鏈是一前一后合成出來的，并以共價鍵相連接，是成熟多肽正確折疊所必需的，成熟多肽完成折疊后即通過水解作用與前肽脫離。

 

Shinde和Inouye將這類前肽稱為分子內伴侶（intramolecularchaperones）。

 

分子伴侶主要分為：伴侶素家族（chaperonin,Cpn）Cpn家族是具有獨特的雙層7-9元環狀結構的寡聚蛋白，它們以依賴ATP的方式促進體內正常和應急條件下的蛋白質折疊。

 

Cpns又分為兩組：GroEL(Hsp60)家族和TriC家族。

 

GroEL型的Cpns存在于真細菌、線粒體和葉綠體中，由雙層7個亞基組成的圓環組成，每個亞基分子量約為60Ku。

 

它們在體內與一種輔助因子，如E.coli中的GroES，協同作用以幫助蛋白折疊。

 

除了葉綠體中的類似物外，這些蛋白是應急反應誘導的。

 

人們對GroEL和GroES的結構、功能及其作用機制做了十分詳盡的研究。

 

TRiC型（TCP-1環狀復合物）存在于古細菌和真核細胞質中，由雙層8或9元環組成，亞基分子量約為55K，與小鼠中TCP-1尾復合蛋白（TCP-1tailcomplexprotein）有同源性。

 

這種Cpn沒有類似GroES的輔助因子，而且只有古細菌中的成員有應急誘導性；

 

應激蛋白70家族(Stress-70family)又稱為熱休克蛋白70家族（Hsp70family），是一類分子量約70Ku的高度保守的ATP酶，廣泛地存在于原核和真核細胞中，包括大腸桿菌胞漿中的DnaK/DnaJ，高等生物內質網中的Bip、Hsc1、Hsc2、Hsc4或hsc70，胞漿中的Hsp70、Hsp68和Ssal4p，線粒體中的Ssclp、Hsp70等。

 

在細胞應急和非應急條件下的蛋白質代謝，如蛋白質的從頭折疊（denovoproteinfolding)、跨膜運輸、錯誤折疊多肽的降解及其調控過程中有重要的作用。

 

在體內，Hsp70家族成員的主要功能是以ATP依賴的方式結合未折疊多肽鏈的疏水區以穩定蛋白質的未折疊狀態，再通過有控制的釋放幫助其折疊；

 

應激蛋白90家族(Stress-90family)即熱休克蛋白90家族，分子量在90Ku左右，包括大腸桿菌胞漿中的HtpG，酵母胞漿中的Hsp83與Hsc83，果蠅胞漿中的Hsp83，以及哺乳類胞漿中的Hsp90與內質網中的Grp94（Erp90或內質網素endoplasmin）等。

 

Hsp90可以與胞漿中的類固醇激素受體結合，封閉受體的DNA結合域，阻礙其對基因轉錄調控區的激活作用，使之保持在天然的非活性狀態，但hsp90的結合也使受體保持著對激素配體的高親和力。

 

hsp90還與Ras信號途徑中許多信號分子的折疊與組裝密切相關，主要是hsp90的結合與解離，介導了這些分子在非活性形式與活性形式間的轉化。

 

如轉化型酪氨酸激酶pp60v-src或在一定條件下，從hsp90等與之形成的復合物中釋放，才能轉位至胞膜，行使激酶的活性功能。

 

Casein(CKII)和el/f-2a是兩種絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶，其中Casein(CKII)與細胞生長和細胞周期有關，el/f-2a激酶則調節蛋白質合成，兩者均可與hsp90及其他分子伴侶形成復合物。

 

除hsp90以外，其他分子伴侶如hsp70,PPIs等都影響了受體分子的激活過程；

 

此外，其他的分子伴侶還有核質素、T受體結合蛋白(TRAP)、大腸桿菌的SecB和觸發因子（triggerfactor）及PapD、噬菌體編碼的支架蛋白（scaffoldingproteins）等。

 

分子伴侶不僅與胞內蛋白的折疊與組裝密切相關，影響到蛋白質的轉運、定位或分泌；

 

而且與信號轉導中的信號分子的活性狀態與活性行為相關連，具有重要的生理意義。

 

引用：http://big5.wiki8.com/fenzibanlv_106783/