休克基因

　　3.1　DNA结合区域（DNAbindingdomain）DNA结合区域靠HSF的N－末端，位于HSF最保守的区域中，其晶体结构与溶解状态的结构比较一致，都具有 DNA结合蛋白特征性的螺旋－转角－螺旋结构基元（ helix－turn－helixmotif），由3个螺旋（H1、H2和H3）和4个反向平行的β－片层（β－sheet）（β1、β2、β3和β4）组成，其排列顺序如下：
　　3　HSF的结构虽然从不同生物体内分离出来的HSF分子种类和大小各有不同，如从酵母菌、果蝇、人类体内分离出来 的HSF，其分子量分别为：150、110、80×103u；但其结构却极为相似，共同具有一个极为保守的核心区域—— DNA结合区域（DNAbindingdomain）和三聚区域（Trimerizationdomain）。
　　HSF在热应激反应中的主要功能，是在热休克基因的表达过程中与相应启动子结合，启动基因的转录过程，最终促进HSP的表达（详见后述）。但在高等真核生物体内，如脊椎动物及哺乳动物，不同种类的HSF，虽然结构上很相似，但功能上却出现了不同程度的差异。其中，只有HSF1是最有代表性、最具有完全意 义的HSF，而其它HSF则不然。如HSF2，有研究证明HSF2对热刺激信号耐受；通常认为它对代表生长、发育、分化的信号更为敏感，其组织含量及活性变化的时相也证实了这一点［8］。如cHSF3，虽然也对热刺激信号起反应，但其活化阈值却高于cHSF1，在较高温度时仍能保持活性。而最新发现的hHSF4［7］似乎是一个通过减少 hSE结合位点，而专门起抑制作用的HSF，其生物学意义在于控制热应激反应的动态平衡。
　　2　HSF的 类别与功能从HSF发现到现在，随研究的深入及新技术的采用，在不同生物体内，发现了越来越多的HSF及其基因，如：人体内有hHSF1、2、4［7］；鸡体内有cHSF1、2、3；小鼠体内有mHSF1、2；西红柿有3种HSF；只有一种HSF的生物也很 多。
　　早在70年代中期，研究人员就发现，用热休克细胞的提取物能诱导果蝇染色体的热休克位点出现所谓 的“染色体疏松”（Chromosome puff），说明真核生物体内 存在某种转录因子。但直到80年代中期，研究人员发现DNA上转录因子的特异结合位点—热休克元件（Heat shock element,HSE）［5］后，方才利用足迹法（Footprinting assay）和亲和层析法（HSE-affinity chromatography)找到并纯化了热休克转录因子（Heat shock transcription factor,HSF）［6］。HSF本质上是一种蛋白质，其结构和功能在进化中较少变异，因此具有广泛的同源性，在真菌、果蝇、鸡、人类等真核生物中都有存在。
　　休克基因HSF的发现鉴于热休克蛋白(HSP)在热应激反应中的关键作用，对热应激反应调节的研究主要集中在HSP及其基因（ Heat shock gene）表达的调节上。到八十年代中期，研究证明热休克基因表达的调节主要发生在转录水平［3］，此后研究工作重点便集中于寻找调节热休克基因转录的热休克依赖性转录因子。后来在E.coli体内，发现了 热休克σ因子（Heat shock σ factor）［4］。但是，与σ因子同源的调节因子在原核生物中并不普遍存在，其它细菌的调节另有机制。在枯草杆菌（Bacilluss ubtilis）体内，热休克基因的表达则受到一个重复DNA序列的可逆的顺式负调节（Negative cis-acting control）。所以原核生物的热应激反应调节机制中，迄今尚无一个共同的调节 因子。

　　休克基因之热应激反应（Heat shock response）最早由Ritossa（1962）在研究黑腹果蝇时发现［1］。随后，许多学者对其进行了深入研究，发现众多生物，包括动物、植物、细菌等，都具有这一特性。随生物化学及遗传学技术进步，热休克蛋白（Heat shock protein,HSP）及热休克基因被逐渐发现和探明。迄今，HSP的结构及在热应激反应中的功能已较为清楚，其“分子伴娘”（Molecular charperone）［2］的身份已广为人知。同时，热应激反应的调节也逐渐受到研究人员的重视。
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