print close

ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ НАУКА – КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

Белки теплового шока: биологические функции и перспективы применения

К.Д. Никитин
«Клиническая онкогематология», апрель 2008

Как и многие другие открытия, белки теплового шока были обнаружены во многом благодаря случайности, когда однажды вечером в одной из итальянских лабораторий кто-то случайно установил слишком высокую температуру в инкубаторе с плодовыми мушками Drosophila. На следующий день при исследовании хромосом из слюнных желез мушек были выявлены интересные изменения, свидетельствующие о необычном характере экспрессии генов. Так было положено начало изучению группы белков, названных белками теплового шока (БТШ).

Название отражает некоторые свойства белков теплового шока, но далеко не все. Во-первых, БТШ синтезируются в некотором количестве постоянно в любых ядерных клетках, во множестве внутриклеточных структур (в цитоплазме, ядре, эндоплазматическом ретикулуме, митохондриях и хлоропластах) у всех многоклеточных организмов, начиная с самых примитивных, как у растений, так и у животных, вне зависимости от воздействия стрессовых факторов. Даже в покоящихся клетках до 2% всех белков могут составлять представители этого семейства.

Во-вторых, повышение внутриклеточного синтеза БТШ происходит отнюдь не только на тепловой шок, но и на любое стрессовое воздействие: внешнее (УФ, тепловой шок, тяжелые металлы, аминокислоты), патологическое (вирусные, бактериальные и паразитарные инфекции, лихорадка, воспаление, злокачественная трансформация, аутоиммунные реакции) или даже физиологическое (ростовые факторы, клеточная дифференциация, гормональная стимуляция, тканевый рост). Синтез БТШ является универсальным неспецифическим ответом клетки на стресс, и, по современным данным, нет такого вида клеточного стресса, при котором не происходило бы синтеза БТШ. В некоторых случаях содержание БТШ в клетках, подвергнутых шоку, может достигать 20% всех растворимых цитоплазматических белков.

Выделяют четыре основных семейства БТШ:

  1. БТШ90 (HSP90) – группа высокомолекулярных БТШ, имеющих у млекопитающих молекулярную массу 90 кДа (у дрожжей – 104 кДа, у дрозофил – 83 кДа), наиболее изученным представителем семейства является Grp94 (от англ. glucose-regulated protein – белок, регулируемый глюкозой), или gp96 (от англ. glycoprotein – гликопротеид);
  2. БТШ70 (HSP70) – семейство белков с молекулярной массой около 70 кДа, наиболее широко распространенные и лучше всего изученные БТШ млекопитающих;
  3. Малые БТШ, молекулярная масса которых варьирует от 15 до 30 кДа;
  4. Высокомолекулярные БТШ, представителем которых является gp110.

Несмотря на общую задачу всех этих белков (обеспечение выживания клетки в условиях стресса), функции и тканеспецифичность БТШ варьируют от группы к группе как в нормальных условиях, так и при стрессе.