Белки теплового шока

Белки теплового шока (HSP, от heat shock proteins) составляют одну из молекулярных систем, направленных на защиту клетки от различных цитотоксических факторов.

Свое название эти белки получили из-за того, что тепловое воздействие индуцировало в клетках их массированный синтез. Позднее было установлено, что экспрессия белков теплового шока является реакцией на целый спектр неблагоприятных факторов, таких как гипоксия, соли тяжелых металлов, окислительный стресс, излучение, алкоголь, магнитное поле, воспаление, инфекции и др. Белки HSP обнаружены во всех исследованных организмах и клетках, что позволяет относить их к наиболее консервативной и универсальной системе стресс-индуцируемого клеточного ответа. В то же время большинство представителей семейств HSP представлены в клетках и в нормальных условиях.

Белки теплового шока млекопитающих берут свое происхождение от прокариотических форм, где они участвуют в процессе фолдинга и поддержания правильной структуры внутриклеточных белков, препятствуют образованию белковых агрегатов. В эукариотических организмах эти белки также выполняют шаперонные функции и способны связывать новосинтезированные или поврежденные гидрофобные участки пептидов и восстанавливать их структуру. Белки HSP участвуют в элиминации неправильно свернутых или денатурированных белков, а также влияют на развитие апоптоза, пролиферации, дифференцировки. После того, как было доказано существование внеклеточного пула HSP70, во множестве исследований была продемонстрирована способность этих белков участвовать в разнообразных иммунорегуляторных механизмах.

Выделяют следующие семейства белков HSP в соответствии с их средними молекулярными массами: высокомолекулярные HSP100 (100 кДа), HSP90 (90 кДа), HSP70 (70 кДа), HSP60 (60 кДа), HSP40 (40 кДа), и малые.

HSP27(27 кДа), HSP10 (10 кДа). Каждое семейство включает один или несколько белков. Поскольку каждое семейство HSP является продуктами родственных генов, то внутри каждой группы прослеживается высокая (до 99%) степень гомологии между белками. Несмотря на консервативность многих HSP, профиль экспрессии этих белков зависит от организма, где они синтезируются, и от индуцирующего фактора. Например, в ответ на тепловой шок (далее ТШ) значительно увеличивается экспрессия белков семейств HSP70, HSP90, HSP100, HSP27, однако тяжелыми металлами индукция экспрессии наблюдается только для HSP70. Как правило после ТШ сначала запускается синтез белков семейств HSP70, затем HSP90, и лишь позднее HSP27 [Маргулис и Гужова, 2000].