热激蛋白(heat-shock protein)
/ abbreviated Hsp /
把一块巧克力丢在闷热的车里,它会融化、走样;热对蛋白质也起着同样的作用,把它们摇晃得太猛,让它们精心折好的形状开始散开。细胞用一支应急队伍来反击——一群蛋白质冲进来抢救并保护其他蛋白质。这就是热激蛋白,得名于科学家最初注意到它们的情形:把果蝇细胞短暂加热后,看到突然爆发出一批新合成的蛋白质。
大多数热激蛋白都是分子伴侣——它们抓住那些形状开始散架的蛋白质,把它们握住以免结成团,等危险过去再帮它们重新折叠。它们按以千道尔顿计的大致大小来分类命名:Hsp70、Hsp90、Hsp60,还有小分子Hsp,各有专长。当细胞察觉到麻烦——高热、毒物、缺氧、错误折叠蛋白质泛滥——一个总开关(一种叫热激因子的转录因子)就会大幅调高这些蛋白质的产量。所以这个名字稍嫌狭窄:热只是最早被注意到的那种应激,但同样这些蛋白质会对多种应激作出反应,而且其中许多即便在风平浪静、再舒服不过的日子里也忙着做日常的折叠工作。
热激蛋白的意义远不止于熬过一个炎热的日子。比如Hsp90能让许多信号蛋白保持蓄势待发的状态,这使它成为抗癌药物的靶点,因为肿瘤对它依赖很重。由于它们能缓冲细胞免受错误折叠之害,热激蛋白在衰老研究和神经退行性疾病研究中都备受关注——人们正在探索能否通过增强它们来清除有毒的聚集物。要避免的常见过度简化是:它们并非只由真正的高热触发,而且它们不是单一一种蛋白质,而是由一整个由不同分子组成的家族。
当发烧病人的细胞升温时,Hsp70的水平会在几分钟内上升。多出来的Hsp70抓住那些形状开始摇晃的蛋白质,把它们稳妥地握住,直到烧退,从而使细胞免遭一波聚集之害。
发烧触发Hsp70的防御性激增。
热激蛋白由应激反应来界定,而非由某一种功能。它们中许多在任何时候都是日常持家的分子伴侣;只是它们在应激时的激增才让它们得了这个名字。