分子伴侣 (molecular chaperone)

分子伴侣(molecular chaperone)是生物体内普遍存在的一类蛋白质，广泛存在于原核生物和真核生物中。主要负责协助蛋白质的正确折叠、组装、转运、降解错误折叠及抑制蛋白质聚集，维持正常的蛋白质稳态¹。

分子伴侣主要分为以下三大类:伴侣素家族(Charperonin，Cpn)， 热休克蛋白 70（HSP70）家族，热休克蛋白 90（HSP 90）家族。其他种类的分子伴侣包括核质数、T受体结合蛋白(TRAP）、大肠杆菌的SecB和触发因子(trigger factor)及PapD、噬菌体编码的支架蛋白(scaffolding proteins)等。

Cpns分为GroE1(HSP60)家族和Tris家族。GroE1在体内与一种辅助因子，如E.coli中的GroEs，发挥协同作用。Tris家族没有类似的辅助因子。大肠杆菌中的GroE伴侣蛋白系统能促进ATP依赖性蛋白折叠。精神受挫可影响自发蛋白和伴侣蛋白介导的折叠之间的体内分配，进而影响绿色荧光蛋白折叠对伴侣蛋白GroEL的依赖性²。

热休克蛋白（HSPs）其表达受包括热休克、营养缺乏、缺氧、中毒等的不同应激诱导，能够防止蛋白的错误折叠和聚集，维持细胞内稳态³。

HSP70表达和转录激活主要通过转录激活热休克因子1（HSF1）的作用而迅速调节。RNA聚合酶II启动子近端停顿的转录，受HSP70基因表达的调控⁴。HSP70是 蛋白质降解的主要调节剂。HSP70通过泛素 - 蛋白酶体系统以及不同的自噬途径在底物降解中起重要作用，有助于蛋白质降解⁵。

HSP90是维持众多致癌信号蛋白的稳定性和功能所需的分子伴侣，决定了肿瘤的特征。将HSP90作为靶标，抑制多种HSP90的受体蛋白，能抑制癌症侵袭和转移⁶。

分子伴侣参与协助抗原的呈递，遗传物质的复制、转录及构象的确立；参与微管形成与修复；参与细胞周期与凋亡的调控，介导细胞自噬；介导线粒体等质膜蛋白跨膜转运^{7, 8}。

分子伴侣可用于疾病的预防、诊断和治疗。研究表明，HSPs在乳腺癌，前列腺癌，结肠直肠癌，肺癌，卵巢癌，胃癌，口腔癌和食道癌等众多肿瘤中高表达。HSPs与癌症表型如细胞增殖，侵袭和转移有关。患者血清中的HSPs及其特异性抗体可作为肿瘤的临床诊断生物标志物和治疗靶标⁹。HSP60与ApoB / ApoA1比值和胆固醇/高密度脂蛋白胆固醇比值呈正相关。HSP60浓度在病态肥胖中升高，术后引起体重减轻。研究HSP60有助于防治病态肥胖和心血管疾病¹⁰。在Ph染色体阴性的骨髓增生性肿瘤（MPN）患者中，发现编码分子伴侣的CALR基因中的复发性体细胞突变，突变的分子伴侣激活了细胞因子受体，诱导细胞转化¹¹。

分子伴侣能用于生物产品的研发。研究分子克隆，结构模拟和可溶性三重突变白喉毒素（K51E / G52E / E148K）与重组大肠杆菌中的分子伴侣共表达，为结合疫苗提供功能性载体蛋白¹²。提取制备胃癌细胞高纯度的伴侣抗原肽复合物，其具有较强的免疫原性，可用于体外制备肿瘤疫苗，在胃癌靶向治疗中具有良好的应用价值¹³。

同时，环境中无机及有机污染物对HSP70，有诱导作用，可通过测定动植物体内的分子伴侣HSP70水平，来监测环境污染。分子伴侣也可应用于物种鉴定 。HSPs基因的保守性可以为生物进化、新物种的鉴定提供一定的科学依据。

分子伴侣参与蛋白质合成，折叠，组装，运输和降解，在维持细胞稳态中发挥重要作用。但某些作用机制仍未阐明，分子伴侣的潜在效用仍待进一步研究。

参考文献

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