分子伴侶的簡介課件

淺談分子伴侶molecularchaperones劉舒淺談分子伴侶劉舒1目錄分子伴侶的簡介和概念1分子伴侶的功能2分子伴侶的作用機制3分子伴侶的作用4目錄分子伴侶的簡介和概念1分子伴侶的功能2分子伴侶的作用機制2分子伴侶的簡介1987年Ikemura發(fā)現枯草桿菌素的折疊需要前肽的幫助。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分子伴侶的簡介1987年Ikemura發(fā)現枯草桿菌素的折疊需3分子伴侶的概念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稱為分子伴侶。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1987年Lasky首先提出了分子伴侶的概4分子伴侶的功能1、參與新生肽鏈在蛋白合成過程中，伴侶分子能識別與穩(wěn)定多肽鏈的部分折疊的構象，從而參與新生肽鏈的折疊與裝配。植物光合作用的關鍵酶—二磷酸核酮糖羧化酶加氧酶在合成時，新合成的亞基單體組裝成全酶（共8個大亞基、8個小亞基，大亞基基因組葉綠體編碼，小亞基基因組核編碼）之前，就有Rubisco結合蛋白（RBP）參與，實際上就是一種“分子伴侶”。大亞基先與RBP結合，然后與轉運進葉綠體的小亞基裝配成完整的全酶。抗RBP的抗體阻止新合成的亞基裝配成Rubisco。分子伴侶的功能1、參與新生肽鏈5二磷酸核酮糖羧化酶加氧酶二磷酸核酮糖羧化酶加氧酶6分子伴侶參與生物大分子的轉運和定位分子伴侶參與生物大分子的轉運和定位7

有一類分子伴侶屬于熱休克蛋白(HSP）。這種蛋白是1962年Ritossa在研究果蠅唾腺染色體時首先發(fā)現的。果蠅一般在25℃正常生長，當外界溫度升至30～40℃時，果蠅體內產生較多的HSP。后來又在酵母、玉米、大豆、大腸桿菌等中發(fā)現。當外界溫度高出正常生長溫度10～15℃，HSP大量誘生。近年來的研究表明在正常生長條件下，這類HSP仍少量存在。進一步研究才知正常生理條件下，HSP對蛋白跨膜運輸，結構折疊也有重要作用。修復熱變性蛋白有一類分子伴侶屬于熱休克蛋白(HSP）。這種蛋白是1968參與蛋白運送

在蛋白跨膜運送過程中，也有分子伴侶的參與。核糖體上新合成的多肽在定向跨膜運送到不同細胞器時，要維持非折疊狀態(tài)。分子伴侶Hsp70家族在蛋白移位中就能打開前體蛋白的折疊，這時跨膜蛋白疏水基團外露，分子伴侶能夠識別并與之結合，保護疏水面，防止相互作用而凝聚，直至跨膜運送開始?？缒み\送后，分子伴侶又參與重折疊與組裝過程。參與蛋白運送在蛋白跨膜運送過程中，也有分子伴侶的參與。核9分子伴侶的作用機理1、Bip是內質網管腔內的分子伴侶,用一種affinitypanning的方法檢查Bip與隨機序列的十二肽結合的特異性,結果發(fā)現Hy2(W?X)2Hy2X2Hy2X2Hymotif與Bipj結合最強,Hy最多的是,Trp、Leu、Phe,即較大的疏水殘基。一般來說,2-4個疏水殘基就足夠進行結合。2、分子伴侶常常以多聚體形式而形成中心空洞的結構,用電子顯微鏡已經觀察到由二層圓面包圈組成的十四體GroEL分子和一個一層圓面包圈的七體GroES分子協同作用形成中空的非對稱籠狀結構(cagemodel),該二層圓面包圈形組成的十四體GroEL分子只有一個或若干個部位能夠與疏水殘基結合,而其余部位起識別作用。分子伴侶的作用機理1、Bip是內質網管腔內的分子伴侶,10分子伴侶的作用免疫保護分子伴侶不僅是胞內蛋白折疊、組裝與轉運的幫助蛋白，更令人驚奇的是它還可以成為感染性疾病中的免疫優(yōu)勢抗原，激發(fā)宿主體內的體液免疫反應和T細胞介導的細胞免疫反應，證實在細菌或寄生蟲感染中具有免疫保護作用。生理情況下，誘導熱休克蛋白Hsp70等的過度表達，能使機體具有更高的缺血耐受能力，減少急性成人呼吸窘迫癥造成的器官損害（Currie1993）分子伴侶的作用免疫保護生理情況下，誘導熱休克蛋白Hsp70等11免疫原性病原體結合的分子伴侶免疫原性很強，在宿主體內能誘發(fā)產生某些免疫疾病，如結核，Ieprosy，Legionnaire's病，Iyme病，Q熱（Qfever）等（Schoel1994）。而分子伴侶本身的變化，如cpn10的表達水平下降，可能與全身性致命性線粒體疾?。ˋgsteribbe1993）有關。因而，對分子伴侶在各種病理現象中的作用的研究是非常必要的。免疫原性12分子伴侶的特征1、分子伴侶對靶蛋白沒有高度專一性，同一分子伴侶可以促進多種氨基酸序列完全不同的多肽鏈折疊成為空間結構、性質和功能都不相關的蛋白質。

2、它的催化效率很低。行使功能需要水解ATP，以改變其構象，釋放底物，進行再循環(huán)4、多能性（脅迫保護防止交聯聚沉，轉運，調節(jié)轉錄和復制，組裝細胞骨架）。5、進化保守性

3、它和肽鏈折疊的關系，是阻止錯誤折疊，而不是促進正確折疊分子伴侶的特征1、分子伴侶對靶蛋白沒有高度專一性，同一分子伴13分子伴侶的應用它可以成為腫瘤或感染性疾病中的免疫優(yōu)勢抗原激發(fā)宿主的免疫反應。腫瘤組織中提取的Grp94(Hsp90)peptide復合物可激活攜帶該腫瘤的個體的CD8+細胞毒性T細胞,而產生抑瘤作用。其具體作用機制尤其是抗原遞呈加工過程尚未明了。但應用前景廣泛,可作為腫瘤疫苗而進行免疫治療Hsp70的高表達可增強細胞有缺血耐受性,這提供了一預防和治療缺血性的心肌損傷和腦中風的新思路。還有研究者用亞致死量的熱休克來提高器官移植的存活率,也是基于Hsp保護細胞的特性。分子伴侶的應用它可以成為腫瘤或感染性疾病中的免疫優(yōu)勢抗原激14參考文獻1、分子伴侶及其作用機理的研究概況