Cell重要成果：蛋白质伴侣的选择

　　蛋白质HSP90在大量的细胞过程、进化和疾病中都扮演着重要的角色。HSP90是一种分子伴侣，对于称作它“客户”的其他蛋白的活性和稳定性至关重要。许多的HSP90客户都是致癌蛋白激酶，当过度激活时这些蛋白可以导致癌症。当前在临床试验中已有20种小分子HSP90抑制剂用于抗肿瘤研究。尽管如此，当前对于HSP90是如何选择其客户这一基本的问题仍未找到答案。

　　在近期的《细胞》(Cell)杂志上，来自怀特黑德生物医学研究所的Taipale等报道称发现有其他的蛋白(辅伴侣蛋白)促进了HSP90识别客户家族，而客户的热稳定性则决定了它自身与伴侣蛋白相互作用的强度。

　　缺乏功能性的HSP90，它的客户蛋白会形成聚集物或是被降解。因此从前大量的努力都是基于分离HSP90结合蛋白或证实HSP90功能破坏的细胞中客户蛋白的耗竭来识别它的客户。这些研究迄今已经揭示了大约350种高度多样化的HSP90客户蛋白。

　　Taipale等在选择的包括蛋白质激酶在内的蛋白质类别中开展了大规模的HSP90客户调查。他们利用一种改良的LUMIER分析检测了哺乳动物中“捕食”蛋白(HSP90)和“诱饵”(假定的客户蛋白)之间的相关性。在所调查的314种激酶中，有193种(61%)与HSP90一定程度上存在相互作用。此外，研究人员还发现HSP90与属于E3泛素连接酶类的117种蛋白质存在相互作用。

　　与较早前的研究数据相一致，Taipale和同事们确定并延伸了从前的研究发现，即便是非常紧密相关的激酶，例如ARAF和BRAF在与HSP的互作强度上也显示出极端的差异。为了寻找结构上的解释，Taipale等构建和分析了包含单个点突变的ARAF和BRAF，也分析了来自两个激酶不同片段组成的嵌合体蛋白。值得注意的是，在催化激酶结构域(定义蛋白质激酶的部分)中没有任何单个的氨基酸改变影响了蛋白质对HSP90的亲和力。相反，作者们发现HSP90结合的决定子广泛地分布在激酶域。

　　然而令人惊讶地是，他们还发现客户蛋白与HSP90的结合受到激酶域某些高度局限性区域改变的调控，而与它们的氨基酸序列无关。其模拟了一种称作选择性剪接的自然过程生成蛋白质。通过选择性剪接，一条蛋白质编码信使RNA可以不同的方式加工生成各种蛋白质“亚型”。这一发现或可解释Taipale和同事们观察到的相同激酶的亚型对HSP90显示不同的亲和力。

　　作者们注意到相比于非客户蛋白，少有HSP90客户的激酶域晶体结构被报道，这表明这些客户蛋白可能溶解性更差且不稳定。基于这一研究发现及以往的发现，Taipale等猜测HSP90的亲和力有可能与客户的不稳定性相关。确实，他们证实了HSP90与56种激酶的相互作用与激酶的热不稳定性相关，反映了HSP90可以识别和结合的激酶域有可能存在灵活的、无结构的区域。

　　为了更深入地探究它们的热不稳定性假说，作者们将焦点放到了致癌激酶BCR-ABL上，因为众所周知有一些该激酶的小分子抑制剂或激活剂能够将蛋白质锁定在稳定的(激活或失活)构象，应该是提高了它的热稳定性。而实际上，用这样的小分子处理细胞减少了BCR-ABL与HSP90的结合 。此外，BCR-ABL突变导致的热稳定性减少或增高也可分别引起HSP90的亲和力增加或减少。上述证据由此表明激酶的热稳定性决定了它与HSP90的结合。

　　那么HSP90又是如何“知道”一种蛋白质是否是激酶呢?从前有研究表明辅伴侣蛋白介导了HSP90与某些激酶的互作。Taipale等现在提供了其他的系统性的证据证实CDC37是HSP90识别激酶，而非识别转录因子客户蛋白的必要条件。进一步掺入其他辅伴侣蛋白的大型分析或可揭示各种客户类别特异性的其他识别决定子。这样的分析对于确定HSP90建立的多蛋白互作，以及了解HSP90小分子及客户蛋白功能抑制剂如何影响它们也具有重要价值。

　　这这篇文章中研究人员通过系统的定量研究表明了辅伴侣蛋白CDC37帮助HSP90识别了激酶客户类型，随后的HSP90与激酶的互作由一种目前未知的但可根据热不稳定性测量的特征所决定。这种新型的识别机制应该最终可为HSP90各种各种的作用提供一个合理的分子机制解释。