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1、2002;29(5)生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.691*冷激蛋白的研究进展**郭建军龚兴国(浙江大学生物技术系,杭州310027)摘要冷激蛋白(CSPs)广泛存在于革兰氏阳性菌和阴性菌中,它是细胞在应对冷刺激时所产生的一系列7ku左右的蛋白质,结构上富含芳香族氨基酸,起着重要的分子伴侣作用,能够增强细胞抵御冷激环境胁迫的能力.以大肠杆菌、枯草杆菌、嗜热链球菌、沙门氏杆菌等为例,介绍各种冷激蛋白在产生、结构、调控等方面的异同,以及它在生产、生活中的
2、应用价值.关键词冷激蛋白,分子伴侣,细胞生长学科分类号Q51[7,8]细菌都能适应比其最佳生长温度低得多的低温引起CspA的表达.环境,当细胞对迅速下降的生长温度做出反应时,与E.coli相似,将嗜热链球菌于20环境下一系列分子质量7ku左右的蛋白质被强烈诱导产保存2~4h后,CSPs的水平会增加3~4倍,若生,这一系列蛋白质被称为冷激蛋白(coldshock把温度下调至10,则基本上没发现CSPs,说明proteins,CSPs).CSPs在细胞适应低温环境和增10是该菌株所能耐受的最
3、低温度.CspA也是嗜强抗冻能力方面发挥着重要作用,这意味着对热链球菌中最主要的CSPs之一,当细胞从42转CSPs的研究有着广泛的应用价值.典型的例子是到20的环境后,CspA表达水平大约会增加3选育乳酸菌的抗冻菌株.乳酸菌是食品工业中重要倍,CspB、CspC、CspE、CspF等虽然都有所表[1]的菌株,工业中许多乳酸菌发酵都从添加冷冻的培达,但远不如CspA明显,同时该菌株的CspD养物开始,这对菌株的抗冻能力有较高的要求,因也不被冷激诱导,当然在10时更不可能存在.而增强菌种冷适应方面
4、的研究引起人们广泛的兴与前两者不同,枯草杆菌冷激后不会出现生长[1]的停滞,而是持续的缓慢生长.当枯草杆菌的培养趣.正是CSPs的抗冻功能以及在生产、生活中对抗冻物种的需求促使了CSPs研究的逐渐兴起.温度从37降至15时,30~60s内有36种蛋白质被合成,其中有一个同源的酸性小蛋白质家族1CSPs在生物界的分布(CspB、CspC、CspD,其同源性超过70%)得到[3,4]CSPs的分布非常广泛[2],几乎存在于所有的鉴定,并发现CspA不是其成员,此时CspB取革兰氏阳性菌和阴性菌中,比
5、如大肠杆菌[3]代了它的位置.CspB一般在培养温度小于20时(Escherichiacoli)、嗜热链球菌[1](Streptococcus才存在,但并不代表在正常生长时就不表达,因为thermophilus)、枯草杆菌[4](Bacillussubtilis)、当枯草杆菌从指数期进入稳定期后,蛋白质的合成沙门氏杆菌[5](Salmonellaentericaserovar方式会发生明显的变化,这时CspB、CspC两种同源酸性小蛋白都能被诱导,而CspD一直没有出Typhimurium)等都证实
6、有CSPs的存在.[9]现.这一点与E.coli也存在着显著的差异.当E.coli从37转到10培养时,会出现大[5]E.coli和沙门氏杆菌都含有CspH基因,当约4h的生长停滞,此时绝大多数蛋白质的表达水沙门氏杆菌在15冷激后,CspH的水平大约会上平很低,但有24种蛋白质表达水平明显偏高,其升4~5倍,但稳定期内它并不表达.此外CspH中15种是暂时升高的,4h后恢复到较低水平.被诱导也可以发生在37条件下指数期早期内.CspA(coldshockproteinA,7ku)在正常状态下[
7、6]虽然产生CSPs的细菌种类非常广泛,其含有较少存在,但冷激状态下最容易被观察到.8种CSPs(CspB~CspI)与CspA具有同源性,但仅有*浙江省自然科学基金资助项目(396007)及浙江大学曹光彪科CspA、CspB、CspG、CspH和CspI是冷激诱导的,技基金项目(171026).**通讯联系人.Tel:057187951537其余CSPs的产生条件各不相同.如E.coli在稳定Email:gongxg@cls.zju.edu.cn,gongxg@mail.hz.zj.cn
8、期和营养缺乏时才产生CspD,而营养物增加时则收稿日期:20020314,接受日期:20020508692生物化学与生物物理进展Prog.Biochem.Biophys.2002;29(5)的CSPs也千差万别,但并不是在所有的细菌内都家族),它们的同源性极高,蛋白质结构也非常相有CSPs的存在,有人报道Campylobacterjejuni就似.如CspA、CspB和CspD就存在极大的相似性[10][1]是未检测出CSPs
