热休克蛋白-HSP90

热休克蛋白 Hsp90 主讲人 李治国李云萍李彩霞组员 李乐李慧娟李燕星刘超刘大志 热休克蛋白 热休克蛋白 HeatShockProtein Hsp 是1962年由遗传学家Ritossa发现的 这是一类在生物进化过程中高度保守并广泛存在于原核及真核生物中的蛋白质 定义 热休克蛋白是生物受到环境中物理 化学 生物 精神等刺激时发生应激反映而合成的蛋白质 热休克蛋白的分类 Hsp100家族 分子量约为100kDa Hsp90家族 分子量约为83 90kDa Hsp70家族 分子量约为66 78kDa Hsp60家族 分子量约为60kDa 小分子量Hsp家族 分子量约为12 43kDa Hsp90的生物学特性 维持信号传导蛋白功能 在细胞发生应激反应时 可以和那些由于环境刺激而使自身构象发生改变的蛋白相互作用 保证蛋白进行适当的折叠并防止蛋白非特异性聚集 调节作用 Hsp90在细胞突变过程中是一个重要的缓冲因子 推测它可能同样可以纠正突变蛋白所发生的错误折叠 目前所知它调控着40种左右蛋白的空间结构和突变 这些蛋白主要可以分为三类 甾体激素类受体 丝氨酸 苏氨酸或酪氨酸激酶 其它蛋白 比如突变型p53 端粒酶hTERT亚基等 所有这些蛋白都是细胞生理 生化变化过程中的重要调控蛋白 Hsp90的生物学特性 Hsp90的四种亚型 Hsp90 存在于胞浆中 Hsp90 存在于胞浆中 GRP94 存在于内质网中 Hsp75 肿瘤坏死因子受体相关蛋白TRAP1 主要存在于线粒体基质中 Hsp90的结构特征 保守的25kDa的N 末端55kDa的C 末端中间连接区 Hsp90的晶体结构 Hsp90与癌症 Hsp90是一类非常重要的热休克蛋白影响细胞凋亡 免疫作用及肿瘤发生在肿瘤细胞中 Hsp90呈现持续的高诱导表达 其表达比正常细胞高2 10倍 Hsp90的催化循环 DNA损伤时 磷酸化的p53激活p21基因转录 p21蛋白结合CDK后 阻止细胞分裂 p53抑癌基因之一 p53的突变使其对细胞周期的抑制功能丧失在大约50 的人类肿瘤中发现p53基因的突变 人类乳腺癌中p53的突变率为15 60 Hsp90与突变型p53结合突变的p53构象改变暴露出与Hsp90结合的高亲和位点Hsp90使p53突变体构象稳定 使p53突变体不受蛋白酶降解 延长其半衰期 从而p53突变体在胞内积聚并调控其功能总之 使p53突变体对细胞周期无抑制作用 Hsp90的抑制剂格尔德霉素 格尔德霉素 geldanamycin GA 属苯醌安莎霉素类抗生素 最初是从吸水链霉菌发酵液中分离得到的 它具有抗肿瘤 抗病毒 调节免疫及抗炎症等多种生物活性 GA对人乳腺癌MDA MB 435s细胞增殖的抑制作用 结果表明 GA抑制Hsp90功能后 乳腺MDA MB 435s细胞增殖抑制 细胞阻滞在G M期 端粒酶活性下降 突变型p53表达减少 GA对Hsp90的抑制机制 GA与Hsp90的亲和力远强于ATP和ADP 它能竞争性的结合于Hsp90的N 末端ATP ADP结合域 使超级陪伴装置循环 短路 GA作为药物的优缺点 优点 GA特异的作用靶点与其它抗肿瘤药物不同 除抗肿瘤活性外 低浓度的GA在体外就可以显著提高顺铂 丝裂霉素C 阿霉素和阿糖胞苷的细胞毒性缺点 水溶性极差 体内分布无特异性 肝毒性较强等 使其很难开发成制剂进入临床 GA及其衍生物目前的开发研究现状 17 AAGAAG具有毒性低的特点 但是在II期临床试验中发现它存在着稳定性差 溶解度有限 分子量大和生物利用率低等不足 17一DMAG具有更好的溶解度和口服生物利用率 现已进入I期临床试验阶段 至于其毒副作用还有待于进一步的验证 由GA的衍生物还原得到的水溶性衍生IPI 504 在体内外试验中表现出极高的活性 且无毒副作用 在II期临床试验中发现IPI 504与肿瘤细胞Hsp90的亲和力是正常组织亲和力的20一200倍 Hsp90应用前景及展望 Hsp90作为广泛存在于细胞内的一类高度保守的分子伴侣 通过维持其受体蛋白的稳定与活性而间接参与调控细胞内多条重要的信号转导通路 其独特的性质使其成为抗肿瘤治疗的良好分子靶点 对Hsp90及其受体蛋白的深入研究将有助于揭示病理生理过程中的细胞生命活动 并对肿瘤及增殖相关的疾病的防治提供新思路 Hsp90抑制剂具有抑制Hsp90活性 诱导其底物蛋白降解 阻断细胞生长 增殖和信号传递等作用 因此 Hsp90抑制剂在生物的生长发育 信号传递和生物进化研究及抗癌药物开发等方面具有重要的开发应用价值 目前针对Hsp90活性的抑制剂的研究取得了令人鼓舞的进展 其中一些药物表现出了良好的抗肿瘤特性并具备较少毒副作用的特性 已经在多家研究中心进入临床 期试验阶段 Hsp90抑制剂的应用前景 存在的问题 但是在Hsp90的研究领域还有许多尚待深入的问题 如Hsp90不同亚型的功能及其各自的受体蛋白与肿瘤发生 发展的关系 Hsp90的构象 分布 合成与细胞内肿瘤相关的信号通路之间的关系等 目前已发现的Hsp90抑制剂存在来源有限 毒副作用大 稳定性差等不足 因此寻找和开发新型Hsp90抑制剂成为新的研究热点 参考文献 1 TonyT WeilinS GabrielaC eta1 Discoveryanddevelopmentofheatshockprotein90inhibitora BioorgMedChem 2009 17 2225 2235 2 LIiY ZhangT SchwaxizSJ eta1 NewdevelopmentsinHsp90inhibitorsasanti cancertherapeutics Mechanisms clinicalperspectiveandmorepotential DrugResistUpdat 2009 12 1 2 17 27 3 ZuoDS DaiJ 13oAH a1 Significanceofexpressionofheatshockprotein90a1phainhumangastriccancer WorldJGastroenterol 2003 9 11 l2616 2618 4 李霞 邓华瑜 Hsp90功能抑制对乳腺癌细胞端粒酶和突变型P53的影响 四川大学学报 医学版 2oo8 39 2 181 183 5 刘明强 李良庆 傅冷西 热休克蛋白90与肿瘤关系的研究进展 医学综述 2008 5 682 684 6 OlivierAyrault MichaelD Godeny Chr