Hsp70

Heat shock 70 kDa protein 1A
Vorhandene Strukturdaten:1hjo,1s3x,1xqa,2e88,2e8a
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/LängePrimärstruktur	641 Aminosäuren; 70kDa
Kofaktor	ATP
Isoformen	SNPs, Deletion
Bezeichner
Gen-Name	HSPA1A
Externe IDs	OMIM:140550 MGI:96244
Vorkommen
ÜbergeordnetesTaxon	Lebewesen
Orthologe
	Mensch	Maus
Entrez	3303	193740
Ensembl	ENSG00000204389	ENSMUSG00000067283
UniProt	P08107	Q61696
Refseq(mRNA)	NM_005345	NM_010479
Refseq(Protein)	NP_005337	NP_034609
Genlocus	Chr 6: 3.03 – 3.03 Mb	Chr 17: 35.11 – 35.11 Mb
PubMed-Suche	3303	193740

Hsp70(Hsp steht fürHitzeschockprotein) sind eine Gruppe vonProteinenundEnzymen,die manchen anderen Proteinen bei derProteinfaltungoder bei der Entfaltung eines Proteins vor einemMembrantransporthelfen. Dabei stellen Hsp70 mit einer Masse von 70kDaeine wichtige Komponente desChaperonsystemsdar, das in eukaryontischenZellen,inEubakterienund in vielenArchaeenvorkommt.

Eigenschaften

InE. coliexistieren mindestens dreicytosolischeIsoformender Hsp70-Familie, von denenDnaKder bekannteste Vertreter ist. InEukaryotenwurden Hsp70 Proteine im Cytosol, inChloroplasten,Mitochondrienund im Lumen desEndoplasmatischen Retikulums(ER) gefunden. In Archaeen kommt Hsp70 inHalophilenund in einigen, aber nicht allen,Methanogenenvor. So fehlt es z. B. dem extrem thermophilenMethanococcos jannaschii. In Säugetieren existieren zweiIsoformenimCytoplasma,eine 73 kDa-Form, die konstitutiv exprimiert wird (Hsc70), und eine stress-induzierbare, 72 kDa große Form (Hsp70). Dies verdeutlicht das generelle Prinzip, dass unter physiologischen Bedingungen konstitutiv exprimierte Isoformen einige wichtige Funktionen ausüben, wohingegen induzierbare Isoformen von Hsp70 wichtige Funktionen unter Stressbedingungen ausüben. Neuere Studien postulieren auch extrazellulär lokalisiertes Hsp70, das eine Schlüsselrolle bei der Induktion der zellulärenImmunantwortspielen könnte.

Strukturelle Eigenschaften von Hsp70

Hsp70-Proteine bestehen generell aus einer 44 kDa-aminoterminalenATPase-Domäne und einer 28 kDa-carboxyterminalen Domäne, die in eine 18 kDa-Peptidbindedomäne und eine 10 kDa-carboxyterminale variable Domäne mit unbekannter Funktion unterteilt werden kann.

Die Hsp70-ATPase-Aktivität

Hsp70-Proteine arbeitenATP-abhängig an der Faltung von Polypeptidketten. Zyklen von Substratbindung und -freisetzung sind mit ATP-Bindung, Hydrolyse und Nukleotidaustausch gekoppelt. In der ATP-gebundenen Form besitzt eukaryontisches Hsp70 eine niedrige Affinität zu Substratproteinen, während es in der ADP-gebundenen Form eine hohe Affinität zum Substrat aufweist. Somit führt also ATP-Hydrolysezu einer stabileren Interaktion von Hsp70 mit dem jeweiligen Substrat.

Funktion von Hsp70

Die molekularenChaperone,wie Hsp70 undHsp90,sind verantwortlich für die korrekteFaltungund Aktivierung vieler Proteine. Hsp70 assistiert bei der Faltung eines bedeutenden Anteils aller neusynthetisierten Proteine. Ein Mechanismus dieser Aktivität besteht darin, dass Hsp70 zusammen mit seinem Cochaperon Hsp40 (in Bakterien genannt DnaK und DnaJ) an Aminosäureketten bindet und verhindert, dass diese aggregieren, bevor sie ihre korrekte Struktur angenommen haben. Hsp70 kann auch mit Hsp90 einen Multichaperonkomplex bilden, in dem beide durch ein drittes Protein (Hop) verbunden sind. Das Zusammenspiel und die Interaktion dieser zwei Chaperonmaschinen ist von hoher Wichtigkeit für das Überleben von Zellen und Organismen (Autophagozytose). An der Involvierung von Hsp70-Proteine in wichtige zelluläre Prozesse, wie den Transport von Proteinen überMembranen,die Disassemblierung vonClathrin-umhülltenVesikelnund die Regulation derHitzeschockantwort,wird die große Bedeutung dieser Proteine deutlich.

Medizinische Bedeutung von Hsp70

Die niedermolekulare Komponente 15-Deoxyspergualin (DSG) wurde als ein Hsc70-Bindereagenz entdeckt. DSG bindet Hsc70 mit mäßiger Affinität und stimuliert dessen ATPase-Aktivität. Dadurch können therapeutische Effekte erzielt werden. Es wurde beobachtet, dass DSG die Abstoßreaktion des Körpers auf ein neues Gewebe beiTransplantationspatientenvermindert. Dies erklärt man sich dadurch, dass DSG indirekt bewirkt, dassMakrophagenin ihrer Funktion inhibiert und cytolytische T- und B-Zellen in derProliferationgestört werden.

Übersicht

Beim Menschen sind 13 Hsp70 Proteine bekannt:

Genname	Proteinname	Synonyme	Lokalisation	NCBI-Eintrag
HSPA1A	Hsp70-1a	Hsp70; Hsp70-1; Hsp72; Hsx70	Zellkern/Zytosol/Lysosom	GeneID 3303
HSPA1B	Hsp70-1b	Hsp70-2	Zellkern / Zytosol / Lysosom	GeneID 3304
HSPA1L	Hsp70-1L	hum70t; Hsp70t, Hsp70-hom	Zellkern / Zytosol	GeneID 3305
HSPA2	Hsp70-2A	HspA2; Hsp70-3	Zellkern / Zytosol	GeneID 3306
HSPA5	Hsp70-5	BiP; Grp78; MIF2	ER	GeneID 3309
HSPA6	Hsp70-6	Hsp70B’; Hitzeshock 70kD Protein 6	Zellkern / Zytosol	GeneID 3310
HSPA7	Hsp70-7	Hsp70-7; Hsp70B		GeneID 3311
HSPA8	Hsp70-8	Hsc70; Hsc71; Hsp71; Hsp73	Zellkern / Zytosol	GeneID 3312
HSPA9	Hsp70-9	Grp75; mtHSP75; mtHsp70; HspA9B; MOT	Mitochondrium	GeneID 3313
HSPA12A	Hsp70-12a			GeneID 259217
HSPA12B	Hsp70-12b			GeneID 116835
HSPA13	Hsp70-13	Stch		GeneID 6782
HSPA14	Hsp70-14	Hsp70-4; Hsp70L1		GeneID 51182

Einfache Organismen, wie beispielsweiseEscherichia coli,besitzen weniger Hsp70 Proteine:

Genname	Proteinname	Synonyme	NCBI-Eintrag
dnak	DnaK	GroPAB; GroPC; GroPF; GrpC; GrpF	GeneID 944750
hscA	HscA	Hsc66	GeneID 944885
hscC	HscC	Hsc62	GeneID 945218

Literatur

• H. Wegele, L. Muller, J. Buchner (2004)Hsp70 and Hsp90 - a relay team for protein folding.In:Rev Physiol Biochem Pharmacol,151: 1–44

Siehe auch

• Hsp110
• Hsp60