熱休克反應
/ heet shok ree-SPONS /
蛋白質只有折疊成精確的三維形狀才能工作，有點像摺紙。高溫對摺紙而言就像炎熱的天氣，會讓蛋白質散開、聚集成毫無用處的亂團。細胞預見到這種危險，並為此準備了一套應急程式：當溫度升高或蛋白質開始錯誤折疊時，細胞會啟動一項救援行動，稱為熱休克反應。這是細胞在壓力下保護和修復自身蛋白質的方式。
當細胞感知到過多未折疊或受損的蛋白質時，它會激活一個總開關，稱為熱休克因子（HSF），後者開啟一族保護性蛋白的基因，這族蛋白叫做熱休克蛋白，其中大多數是分子伴侶。分子伴侶是一類輔助蛋白，它們抓住部分散開的蛋白質上裸露的「黏性」區域，防止它們結團，並幫助把它們重新引導回正確的形狀——或者，如果一個蛋白已經無可挽回，就給它貼上待銷毀的標籤。儘管名字如此，熱休克反應並不只由高溫觸發，許多威脅蛋白質折疊的壓力都能觸發它：毒物、重金屬、感染和氧化壓力。它所生產的分子伴侶是如此基礎，以至於即使沒有壓力，細胞裡也時刻有低水平的它們在工作。
熱休克反應是一張古老而高度保守的安全網，從細菌到人類都存在，凸顯了蛋白質品質控制對生命何等重要。它在醫學上很重要，因為蛋白質折疊的失敗會促成神經退化性疾病，例如阿茲海默症和帕金森氏症，在這些病中，結團的錯誤折疊蛋白會不斷累積。處於持續壓力之下的癌細胞，往往嚴重依賴分子伴侶才能存活，這使得熱休克蛋白成為某些實驗性抗癌藥物的靶點。這一反應提醒我們：讓蛋白質保持正確折疊，不是一次性的事件，而是一項持續不斷、積極進行的維護工作。
高燒期間，一個肌肉細胞升溫到足以讓它的一些蛋白質開始散開並黏連在一起。察覺到麻煩後，細胞觸發了它的熱休克反應：熱休克因子被開啟，一股分子伴侶蛋白湧入，抓住那些鬆垮的蛋白、防止它們結團，並把它們重新折疊——為細胞爭取時間，熬過這場壓力。
在壓力下，分子伴侶蛋白湧入，保護並重新折疊細胞的蛋白質。
儘管名字裡有「熱」，熱休克反應並不只關乎高溫。許多威脅蛋白質的壓力——毒物、感染、氧化損傷——都會觸發同一套分子伴侶防禦，所以這個名字反映的是它被發現的方式，而不是觸發它的全部情形。