蛋白质质量控制系统在细胞生命活动中的作用(2)
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蛋白质质量控制系统在细胞生命活动中的作用 引言
不管是没有细胞结构的病毒，还是有细胞结构的原核和真核生物，它们的遗传物质最终发挥作用的执行者都是蛋白质。蛋白质通过它们高度多样化的酶和结构化的属性来决定细胞生活的每一个方面[1]。同时，在正常生理环境下，活细胞中的蛋白质是非常脆弱的生物大分子。例如：截断平移、多肽产物、错误折叠中间体、寡聚蛋白复合物未装配的子单元都常常会暴露易聚合的疏水区。因此，蛋白质的生物起源阶段便成了一个极容易发生错误的阶段。未正确聚合的蛋白质常常引起人类疾病，例如神经性疾病和糖尿病等。与错误地暴露疏水区相似，翻译后修饰和二硫桥也会影响蛋白质的折叠和稳定。即使是蛋白质自身也可通过高能辐射和化学反应（如氧化反应、羰基化反应、亚硝基化反应等）不断地改变自身结构，从而影响蛋白质的功能。而蛋白质在进一步折叠、组装成高级结构的过程中，常需要一些辅助因子的协助才能完成，这类因子本身并不是组成蛋白质的有效成分，也不能影响蛋白质的功能，只是协助蛋白质的线性肽链的非共价折叠、组装，我们将这类因子称为分子伴侣[2]。
在生物体细胞中，当这些不同类型的蛋白质损伤不断发生，他们便通过诸如不平和的蛋白质合成、代谢压力、氧化应激、重金属和热等方式加剧产生不良后果。因此，为了生存，细胞不得不面对这些蛋白质损伤，它们进化出了一种双重反应。作为反应的一部分，严重受损的蛋白质可以通过蛋白质质量控制系统被修复或者被消除从而减小损伤。在真核细胞中，这些蛋白质可以通过泛素蛋白酶体系统（UPS）或自噬等方式被消除。泛素化修饰是涉及泛素激活酶E1、泛素结合酶E2和泛素连接酶E3的一系列反应[3]。而在酿酒酵母细胞中，存在着另一种特殊的蛋白质质量控制系统，被称为热激系统，当酿酒酵母生存环境发生变化，如热胁迫时，酿酒酵母自身可启动热激系统，表达一些热激蛋白从而缓解高温对其造成的伤害[4]。
本文综述了蛋白质的分子伴侣系统、热激系统、泛素-蛋白酶体降解系统以及自噬在细胞生命活动中的作用的研究进展。