同是Hsp70，真核和原核的工作状态大不同

　　

几十年来，分子生物学家一直以细菌的Hsp70为模型来研究热休克蛋白。然而，美国的研究人员近日发现，哺乳动物细胞中的Hsp70与细菌Hsp70的表现完全不同。这项成果于近日发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。

通讯作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校的Lila Gierasch指出：“我们依靠细菌版本的Hsp70开展了长时间的研究。我们认为，现在是时候看看真核生物中的Hsp70蛋白是否与细菌中的蛋白表现相似。如果它们有所不同也毫不出奇，毕竟细菌的功能复杂性要低于真核生物。”

“我想强调的是，我们从细菌中学到的东西对于理解更复杂的哺乳动物分子伴侣家族成员是很有必要的。我们剖析了细菌Hsp70的结构，并将其与其功能性结构变化联系起来。我们了解到功能结构域的重要性。我们还注意到哺乳动物Hsp70的这些结构域存在广泛的进化变异。我们假设这些变异将反映在功能多样化中，”她补充说。

Gierasch解释说，多功能的分子伴侣蛋白与许多不同类型的蛋白质相互作用，并参与许多细胞功能。Hsp70有助于蛋白折叠、跨膜移位、复合物组装、成为降解的目标，并避免有害的错误折叠和聚集。她指出，它们被认为是细胞中蛋白质质量控制网络的枢纽。

研究人员指出，Hsp70通过一种保守的机制完成这么多样化的功能，这种机制依赖于核苷酸调节的结合和释放周期，Gierasch称之为“结构域的停靠（docking）和离港（undocking）”。为了研究真核细胞和细菌中Hsp70结构域的停靠和离港周期，他们开展了结构域分析、生化检测和专门的核磁共振光谱分析。

他们报告称，细菌和真核生物分子伴侣的工作状态之间存在“显著差异”。相比之下，细菌的Hsp70有利于这两个结构域的紧密结合，而真核生物的分子伴侣更倾向于松散结合。据分子生物学家推测，真核细胞开发出更灵活的结合技术在进化上可能是有利的，这种结合技术可以促进其更快速、更顺利地完成下游过程。

研究人员认为，这些进展有望帮助研究人员了解Hsp70功能多样性的机制，并设计出特异性的小分子Hsp70调节剂。（生物通 薄荷）

原文检索

Allosteric landscapes of eukaryotic cytoplasmic Hsp70s are shaped by evolutionary tuning of key interfaces

PNAS | https://doi.org/10.1073/pnas.1811105115