อ่าน 12 นาที
เอชเอสพี27
โปรตีนช็อกความร้อน 27 ( Hsp27 ) หรือที่รู้จักกันในชื่อโปรตีนช็อกความร้อนเบต้า-1 ( HSPB1 ) เป็นโปรตีนที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดยยีนHSPB1
เอชเอสพี27
| เอชเอสพีบี1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ตัวระบุ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ชื่อเรียกอื่น | HSPB1 , CMT2F, HEL-S-102, HMN2B, HS.76067, HSP27, HSP28, Hsp25, SRP27, สมาชิกที่ 1 ของตระกูลโปรตีนช็อกความร้อน B (ขนาดเล็ก) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| รหัสภายนอก | โอมิม : 602195 ; เอ็มจีไอ : 96240 ; โฮโมโลยีน : 1180 ; การ์ดยีน : HSPB1 ; OMA : HSPB1 - ออโธล็อก | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| วิกิดาต้า | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
โปรตีนช็อกความร้อน 27 ( Hsp27 ) หรือที่รู้จักกันในชื่อโปรตีนช็อกความร้อนเบต้า-1 ( HSPB1 ) เป็นโปรตีนที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดยยีนHSPB1 [ 5 ] [ 6 ]
Hsp27 เป็นชาเปอโรนใน กลุ่ม sHsp (small heat shock protein ) ร่วมกับ α- crystallin , Hsp20และอื่นๆ หน้าที่ทั่วไปของ sHsp ได้แก่ การเป็นชาเปอโรน การทนต่อความร้อน การยับยั้งอะพอพโทซิสการควบคุมการพัฒนาของเซลล์ และการแบ่งแยกเซลล์นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณด้วย
โครงสร้าง
sHsps มีลักษณะโครงสร้างบางอย่างที่เหมือนกัน: ลักษณะเด่นอย่างหนึ่งคือลำดับกรดอะมิโนที่คล้ายคลึงกันและได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างสูง ซึ่งเรียกว่าโดเมน α-crystallin ใกล้กับปลายC-terminusโดเมนเหล่านี้ประกอบด้วยเรซิเดิว 80 ถึง 100 ตัว โดยมีลำดับที่คล้ายคลึงกันระหว่าง 20% ถึง 60% และพับเป็นแผ่น βซึ่งมีความสำคัญต่อการสร้างไดเมอร์ที่เสถียร[ 7 ] [ 8 ] Hsp27 ค่อนข้างมีเอกลักษณ์ในบรรดา sHsps ตรงที่โดเมน α-crystallin ของมันมีเรซิเดิวซิสเทอีนอยู่ที่ส่วนต่อประสานไดเมอร์ ซึ่งสามารถถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้าง พันธะ ไดซัลไฟด์ที่เชื่อมโยงไดเมอร์เข้าด้วยกันแบบโค วาเลนต์ [ 9 ]ปลายN-terminusประกอบด้วยบริเวณที่ได้รับการอนุรักษ์น้อยกว่า ซึ่งเรียกว่าโดเมน WD/EPF ตามด้วยลำดับตัวแปรสั้นๆ ที่มีไซต์ที่ค่อนข้างอนุรักษ์ไว้ใกล้กับปลายของโดเมนนี้ บริเวณปลาย C ของ sHsps ประกอบด้วยโดเมน α-crystallin ที่กล่าวถึงข้างต้น ตามด้วยลำดับที่แปรผันได้ซึ่งมีความคล่องตัวและความยืดหยุ่นสูง[ 10 ]แม้ว่าจะมีการอนุรักษ์ลำดับโดยรวมในระดับค่อนข้างต่ำในบริเวณปลาย C แต่ sHsps จำนวนมากก็มีโมทีฟ Ile-Xxx-Ile/Val (IxI/V) ที่ได้รับการอนุรักษ์ในระดับท้องถิ่น ซึ่งมีบทบาทในการควบคุมการประกอบของโอลิโกเมอร์ [ 11 ] มันมีความยืดหยุ่นสูงและมีขั้วเนื่องจากมีประจุลบ[ 12 ]อาจทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการละลายสำหรับ sHsps ที่ไม่ชอบน้ำ และทำให้โปรตีนและโปรตีน/สารเชิงซ้อนของสารตั้งต้นมีความเสถียร สิ่งนี้แสดงให้เห็นได้จากการกำจัดหางปลาย C ใน Hsp27Δ182-205 [ 13 ]และใน Hsp25Δ18 [ 14 ]ในกรณีของ Hsp27 โมทีฟ IxI/V สอดคล้องกับ 181-Ile-Pro-Val-183 และบริเวณนี้ของโปรตีนมีบทบาทสำคัญ เนื่องจากการกลายพันธุ์ของกรดอะมิโน Pro ตรงกลางทำให้เกิดโรคCharcot-Marie-Tooth ซึ่งเป็น โรคทางระบบประสาทสั่งการที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรม [ 15 ]
การเกิดโอลิโกเมอร์
Hsp27 ก่อตัวเป็นโอลิโกเมอร์ขนาดใหญ่ที่มีพลวัต โดยมีมวลเฉลี่ยใกล้เคียง 500 kDa ในหลอดทดลอง [ 16 ] ปลาย N ของ Hsp27 พร้อมด้วยบริเวณ WD/EPF มีความสำคัญต่อการพัฒนาโอลิโกเมอร์ขนาด ใหญ่เหล่านี้ [ 17 ] [ 18 ] โอลิโกเมอร์ของ Hsp27 ประกอบด้วยไดเมอร์ ที่เสถียร ซึ่งเกิดจากโดเมน α-crystallin สองโดเมนของโมโนเมอร์ ที่อยู่ติดกัน [ 16 ] [ 11 ] ซึ่งแสดงให้เห็นเป็นครั้ง แรกในโครงสร้างผลึกของโปรตีน MjHSP16.5 จากMethanocaldococcus jannaschii [ 7 ]และ Hsp16.9 ของข้าวสาลี[ 8 ]ดังนั้นขั้นตอนแรกในกระบวนการโอลิโกเมอร์จึงเกี่ยวข้องกับการเกิดไดเมอร์ของโดเมน α-crystallin ในเมตาโซแอนการเกิดไดเมอร์โดยโดเมน α-คริสตัลลินดำเนินไปโดยการสร้างสายเบต้าที่ยาวที่ส่วนต่อประสาน อย่างไรก็ตาม ลำดับกรดอะมิโนในบริเวณนี้คาดว่าจะไม่มีระเบียบ[ 19 ]อันที่จริง โดเมน α-คริสตัลลินของ Hsp27 จะคลี่ออกบางส่วนในสถานะโมโนเมอร์และมีความเสถียรน้อยกว่าไดเมอร์[ 20 ]
การเกิดโอลิโกเมอร์ของ Hsp27 เป็นกระบวนการแบบไดนามิก: มีความสมดุลระหว่างไดเมอร์ที่เสถียรและโอลิโกเมอร์ (สูงสุด 800 kDa ) ซึ่งประกอบด้วยซับยูนิต 16 ถึง 32 ซับยูนิต และอัตราการแลกเปลี่ยนซับยูนิตที่สูง[ 18 ] [ 21 ] [ 22 ]การเกิดโอลิโกเมอร์ขึ้นอยู่กับสรีรวิทยาของเซลล์ สถานะ การฟอสโฟรีเลชันของ Hsp27 และการสัมผัสกับความเครียด ความเครียดกระตุ้นให้มีการเพิ่มขึ้นของการแสดงออก (หลังจากหลายชั่วโมง) และการฟอสโฟรีเลชัน (หลังจากหลายนาที) ของ Hsp27 การกระตุ้นแคสเคด p38 MAP kinaseโดยสารที่ทำให้เกิดความแตกต่างไมโทเจนไซโตไคน์ ที่ ทำให้เกิดการอักเสบ เช่นTNFαและIL-1βไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และสารออกซิแดนต์ อื่น ๆ[ 23 ]นำไปสู่การกระตุ้น MAPKAP kinases 2 และ 3 ซึ่งฟอสโฟรีเลต sHsps ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยตรง[ 22 ]การฟอสโฟรีเลชันมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของโอลิโกเมอร์ในเซลล์ที่เติบโตแบบทวีคูณในหลอดทดลองแต่การเกิดโอลิโกเมอร์ในเซลล์มะเร็ง ที่เติบโต ในร่างกายหรือเติบโตจนเต็มพื้นที่ในหลอดทดลองนั้นขึ้นอยู่กับการสัมผัสระหว่างเซลล์ แต่ไม่ขึ้นอยู่กับสถานะการฟอสโฟรีเลชัน[ 24 ]นอกจากนี้ ยังแสดงให้เห็นว่า HSP27 มีการดัดแปลงอาร์จิไพริมิดีน[ 25 ]
โดยส่วนใหญ่แล้ว สถานะการเกิดโอลิโกเมอร์จะเชื่อมโยงกับกิจกรรมชาเปอโรน: กลุ่มของโอลิโกเมอร์ขนาดใหญ่จะมีกิจกรรมชาเปอโรนสูง ในขณะที่ไดเมอร์และโมโนเมอร์จะมีกิจกรรมชาเปอโรนที่ค่อนข้างสูงกว่า[ 16 ] [ 20 ] [ 11 ]
ตำแหน่งภายในเซลล์
โปรตีน Hsp27 พบได้ในเซลล์หลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์ กล้ามเนื้อทุกชนิด ส่วนใหญ่จะอยู่ในไซโตพลาสซึมแต่ก็พบในบริเวณรอบนิวเคลียสเอนโดพลาสมิกเรติคูลัมและนิวเคลียสด้วย มีการแสดงออกของโปรตีน Hsp27 มากเกินไปในช่วงต่างๆ ของการเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาของเซลล์ ซึ่งบ่งชี้ว่า Hsp27 มีบทบาทสำคัญในการเปลี่ยนแปลงของเนื้อเยื่อ
มีการสังเกตความสัมพันธ์ระหว่างระดับการแสดงออกที่สูงของ Hsp27 ชนิดฟอสโฟรีเลตที่แตกต่างกันกับโรคกล้ามเนื้อ / ระบบประสาทเสื่อม และมะเร็ง ชนิดต่างๆ [ 26 ]ระดับการแสดงออกที่สูงอาจมีความสัมพันธ์แบบผกผันกับการแพร่กระจายของเซลล์การแพร่กระจายและความต้านทานต่อเคมีบำบัด [ 27 ] นอกจากนี้ยังพบระดับ Hsp27 ที่สูงในซีรั่มของผู้ป่วยมะเร็งเต้านม[ 28 ]ดังนั้น Hsp27 จึงอาจเป็นเครื่องหมายวินิจฉัยที่มีศักยภาพ
การทำงาน
หน้าที่หลักของ Hsp27 คือการให้ความทนทานต่อความร้อนในร่างกายการปกป้องเซลล์ และการสนับสนุนการอยู่รอดของเซลล์ภายใต้สภาวะความเครียด หน้าที่เฉพาะทางอื่นๆ ของ Hsp27 มีมากมายและซับซ้อนในหลอดทดลองมันทำหน้าที่เป็น ชาเปอโรนที่ไม่ขึ้นกับ ATPโดยการยับยั้งการรวมตัวของโปรตีนและทำให้โปรตีนที่เสียสภาพบางส่วนมีเสถียรภาพ ซึ่งช่วยให้เกิดการพับตัวใหม่โดย คอมเพล็กซ์ Hsp70 Hsp27 ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับ เส้นทางการส่งสัญญาณ อะพอพโท ซิส Hsp27 มีปฏิสัมพันธ์กับเยื่อหุ้ม ไมโทคอนเดรียชั้นนอกและรบกวนการทำงานของ คอมเพล็กซ์ไซโต โครม c / Apaf-1 /dATP ดังนั้นจึงยับยั้งการทำงานของ โปรแคสเป ส-9 [ 26 ]รูปแบบฟอสโฟรีเลตของ Hsp27 ยับยั้ง โปรตีนอะพอพโทซิส Daxxและป้องกันการเชื่อมโยงของ Daxx กับ Fas และ Ask1 [ 29 ]ยิ่งไปกว่านั้น การฟอสโฟรีเลชันของ Hsp27 นำไปสู่การกระตุ้น TAK1 และการส่งสัญญาณการอยู่รอดของ TAK1-p38/ERK ซึ่งต่อต้านการเกิดอะพอพโทซิสที่เกิดจาก TNF-α [ 30 ]
หน้าที่ที่ได้รับการบันทึกไว้อย่างดีของ Hsp27 คือการโต้ตอบกับแอคตินและเส้นใยระดับกลาง โดยจะป้องกันการก่อตัวของปฏิสัมพันธ์ระหว่างเส้นใยที่ไม่ใช่พันธะโควาเลนต์ของเส้นใยระดับกลาง และปกป้องเส้นใยแอคตินจากการแตกตัว นอกจากนี้ยังช่วยรักษาจุดสัมผัสโฟกัสที่ยึดติดอยู่กับ เยื่อ หุ้มเซลล์ อีกด้วย [ 26 ]
หน้าที่อีกอย่างหนึ่งของ Hsp27 คือการกระตุ้นโปรตีเอโซมโดยจะเร่งการย่อยสลายโปรตีนที่เสียสภาพอย่างถาวรและโปรตีนขยะโดยการจับกับ โปรตีน ที่ถูกยูบิควิตินและโปรตีเอโซม 26S Hsp27 ช่วยเพิ่มการกระตุ้นของ เส้นทาง NF-κBซึ่งควบคุมกระบวนการต่างๆ มากมาย เช่น การเจริญเติบโตของเซลล์ และการตอบสนองต่อการอักเสบและความเครียด[ 31 ]คุณสมบัติในการปกป้องเซลล์ของ Hsp27 เกิดจากความสามารถในการปรับเปลี่ยนอนุมูลอิสระออกซิเจนและเพิ่มระดับ กลูตาไธ โอน
Hsp27 อาจมีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการแบ่งเซลล์ ซึ่งรวมถึงชาเปอโรนอื่นๆ ด้วย[ 32 ] การเปลี่ยนแปลงระดับของ Hsp27 พบได้ในเซลล์Ehrlich ascite เซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนเซลล์ Bปกติ เซลล์ B- lymphomaเซลล์สร้างกระดูก เซลล์เคราติโนไซต์เซลล์ประสาทเป็นต้นการเพิ่มขึ้นของ Hsp27 สัมพันธ์กับอัตราการฟอสโฟรีเลชั่นและการเพิ่มขึ้นของโอลิโกเมอร์ขนาดใหญ่ เป็นไปได้ว่า Hsp27 มีบทบาทสำคัญในการยุติการเจริญเติบโต
ความสำคัญทางคลินิก
โรคเส้นประสาทสั่งการ
มีการค้นพบการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคอย่างน้อย 12 รายการในยีนนี้[ 33 ]การกลายพันธุ์ที่ถ่ายทอดได้ในHSPB1ทำให้เกิดโรคเส้นประสาทสั่งการส่วนปลายที่ถ่ายทอดทางพันธุกรรมและโรค เส้นประสาทสั่งการ Charcot-Marie-Tooth [ 34 ]มี การกลายพันธุ์ แบบ missenseตลอดลำดับกรดอะมิโนของ Hsp27 และการกลายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดโรคส่วนใหญ่แสดงอาการเมื่อเป็นผู้ใหญ่[ 34 ]หนึ่งในการกลายพันธุ์ของ Hsp27 ที่รุนแรงกว่าคือการกลายพันธุ์ Pro182Leu ซึ่งแสดงอาการในช่วงไม่กี่ปีแรกของชีวิตและได้รับการพิสูจน์เพิ่มเติมในแบบจำลองหนูแปลงพันธุกรรม[ 34 ] [ 35 ]พื้นฐานทางพันธุกรรมของโรคเหล่านี้โดยทั่วไปเป็นแบบ autosomal dominantซึ่งหมายความว่ามีเพียงอัลลีลเดียวเท่านั้นที่มีการกลายพันธุ์ เนื่องจากยีน HSPB1ชนิดปกติยังแสดงออกควบคู่ไปกับอัลลีลที่กลายพันธุ์ เซลล์ที่เป็นโรคจึงมีประชากรผสมของ Hsp27 ชนิดปกติและชนิดกลายพันธุ์ และ การทดลอง ในหลอดทดลองแสดงให้เห็นว่าโปรตีนทั้งสองชนิดสามารถสร้างเฮเทอโรโอลิโกเมอร์ ได้ [ 36 ]
บทบาทในกระบวนการอะพอพโทซิส
ที่น่าสังเกตคือ Hsp27 ที่ถูกฟอสโฟรีเลตจะเพิ่มการบุกรุกของเซลล์มะเร็งต่อมลูกหมาก (PCa) ในมนุษย์ เพิ่มการแพร่กระจายของเซลล์ และยับยั้งการเกิดอะพอพโทซิสที่เกิดจาก Fas ในเซลล์ PCa ของมนุษย์ Hsp27 ที่ไม่ถูกฟอสโฟรีเลตได้รับการแสดงให้เห็นว่าทำหน้าที่เป็นโปรตีนปิดปลายแอคติน ป้องกันการจัดเรียงตัวใหม่ของแอคติน และส่งผลให้การยึดเกาะและการเคลื่อนที่ของเซลล์ลดลง OGX-427 ซึ่งกำหนดเป้าหมาย HSP27 ผ่านกลไกแอนติเซนส์ กำลังอยู่ระหว่างการทดสอบในการทดลองทางคลินิก[ 37 ]
บทบาทในโรคมะเร็ง
การฟอสโฟรีเลชันของ HSPB1 ที่เกิดจากโปรตีนไคเนส C ช่วยป้องกันเฟอร์โรพโทซิส ซึ่งเป็นรูปแบบหนึ่งของการตายของเซลล์ที่ไม่ใช่อะพอพโทซิสที่ขึ้นอยู่กับธาตุเหล็ก โดยการลดการผลิตสารออกซิเจนที่ว่องไวต่อไขมันที่เกิดจากธาตุเหล็ก ข้อมูลใหม่เหล่านี้สนับสนุนการพัฒนากลยุทธ์การกำหนดเป้าหมาย Hsp และโดยเฉพาะอย่างยิ่งตัวแทนต่อต้าน HSP27 สำหรับการรักษาโรคมะเร็งที่เกิดจากเฟอร์โรพโทซิส[ 38 ]
ปฏิสัมพันธ์
มีการค้นพบว่า Hsp27 มีปฏิสัมพันธ์กับ:
ลิงก์ภายนอก
- ข้อมูลจาก GeneReviews/NCBI/NIH/UW เกี่ยวกับโรค Charcot-Marie-Tooth Neuropathy ประเภท 2
- HSPB1+โปรตีน+มนุษย์ ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เอชเอสพี27
โปรตีนช็อกความร้อน 27 ( Hsp27 ) หรือที่รู้จักกันในชื่อโปรตีนช็อกความร้อนเบต้า-1 ( HSPB1 ) เป็นโปรตีนที่ในมนุษย์ถูกเข้ารหัสโดยยีนHSPB1
โครงสร้าง
sHsps มีลักษณะโครงสร้างบางอย่างที่เหมือนกัน: ลักษณะเด่นอย่างหนึ่งคือลำดับกรดอะมิโนที่คล้ายคลึงกันและได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างสูง ซึ่งเรียกว่าโดเมน α-crystallin ใกล้กับปลาย C-terminus โดเมนเหล่านี้ประกอบด้วยเรซิเดิว 80 ถึง 100 ตัว...
การเกิดโอลิโกเมอร์
Hsp27 ก่อตัวเป็นโอลิโกเมอร์ขนาดใหญ่ที่มีพลวัต โดยมีมวลเฉลี่ยใกล้เคียง 500 kDa ในหลอดทดลอง [ 16 ] ปลาย N ของ Hsp27 พร้อมด้วยบริเวณ WD/EPF มีความสำคัญต่อการพัฒนาโอ ลิโกเมอร์ ขนาด ใหญ่เหล่านี้ [ 17 ] [ 18 ] โอลิโกเมอร์ของ Hsp27 ประกอบด้วย ไดเมอร์ ที่เสถียร...
ตำแหน่งภายในเซลล์
โปรตีน Hsp27 พบได้ใน เซลล์หลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเซลล์ กล้ามเนื้อ ทุกชนิด ส่วนใหญ่จะอยู่ใน ไซโตพลาสซึม แต่ก็พบในบริเวณรอบนิวเคลียส เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และ นิวเคลียส ด้วย มีการแสดงออกของโปรตีน Hsp27 มากเกินไปในช่วงต่างๆ...