As **proteínas de choque térmico** ou **proteínas de shock térmico** (**HSP** polas siglas en inglés de *Heat shock protein*) son unha clase de proteínas relacionadas funcionalmente que interveñen no pregamento e despregamento doutras proteínas. A súa expresión increméntase cando as células se expoñen a elevadas temperaturas ou outros estreses. Este incremento na súa expresión está regulado transcricionalmente. A drástica regulación á alza das proteínas de choque térmico é unha parte fundamental da resposta ao choque térmico e é inducida principalmente polo factor de choque térmico (HSF). As proteínas de choque térmico encóntranse virtualmente en todos os organismos vivos, desde bacterias a mamíferos como os humanos.

As proteínas de choque térmico noméanse de acordo co seu peso molecular. Por exemplo, Hsp60, Hsp70 e Hsp90 (que son as proteínas de choque térmico máis estudadas) refírense a familias de proteínas de choque térmico con tamaños da orde de 60, 70, e 90 kDa, respectivamente. A pequena proteína de 8 kDa ubiquitina, que marca a outras proteínas para a degradación, tamén ten características de proteína de choque térmico.

Descubrimento
-------------

Sábese que o endurecemento por calor rápido pode orixinarse por unha breve exposición das células a altas temperaturas subletais, que á súa vez son unha protección para subseguintes aumentos de temperatura maiores. En 1962, Ritossa informou que a calor e o desacoplador metabólico 2,4-dinitrofenol inducían un patrón característico de formación de *puffs* nos cromosomas politénicos en *Drosophila*. Este descubrimento levou finalmente á identificación das proteínas de choque térmico (HSP) ou proteínas do estrés, cuxa expresión estaba asociada coa formación destes *puffs* cromosómicos. Do incremento da síntese de proteínas seleccionadas en células de *Drosophila* despois do estrés como as de choque térmico xe se informou en 1974.

Mediada a década de 1980, os investigadores recoñeceron que moitas proteínas de choque térmico funcionaban como chaperonas moleculares e xogaban un papel crítico no pregamento de proteínas, no tráfico intracelular de proteínas e na reacción con proteínas desnaturalizadas pola calor e outros estreses. Por tanto, o estudo das proteínas do estrés experimentou un crecemento expoñencial.

Funcións
--------

### Regulación á alza no estrés

A produción de altos niveis de proteínas de choque térmico pode tamén desencadearse pola exposición a diferentes tipos de condicións estresantes ambientais, como a infección, inflamación, exercicio, exposición das células ás toxinas (etanol, arsénico, metais traza, e luz ultravioleta, entre moitos outros), inanición, hipoxia (deprivación de osíxeno), deficiencia de nitróxeno (en plantas), ou falta de auga. Como consecuencia, as proteínas de choque térmico tamén se denominan **proteínas do estrés** e a súa regulación á alza descríbese ás veces máis xeralmente como parte da **resposta ao estrés**.

En bacterias determinouse o mecanismo polo cal o choque térmico (ou outros estreses ambientais) activan o factor de choque térmico. Durante o estrés térmico as proteínas da membrana externa (OMPs) non se pregan e non poden inserirse correctamente na membrana externa. Acumúlanse no espazo periplásmico. Estas proteínas detéctaas a protease de membrana DegS, que pasa o sinal a través da membrana ao factor de transcrición sigmaE. Porén, algúns estudos suxiren que un incremento de proteínas danadas ou anormais é o que fai que as proteínas de choque térmico se poñan en acción.

Algunhas proteínas de choque térmico bacterianas regúlanse á alza por un mecanismo que implica a actuación dos chamados  termómetros de ARN como o termómetro FourU, o elemento ROSE (*Repression Of heat Shock gene Expression*) e o elemento cis-regulatorio Hsp90.

### Función como chaperonas

As proteínas de choque térmico funcionan como chaperonas intracelulares para outras proteínas. Xogan un importante papel nas interaccións proteína-proteína como o pregamento e a axuda no establecemento da conformación axeitada da proteína (forma) e a prevención de agregacións proteicas indesexadas. Ao axudaren a estabilizar as proteínas parcialmente despregadas, as proteínas de choque térmico colaboran no transporte de proteínas a través de membranas dentro da célula.

Algúns membros da familia das proteínas de choque térmico exprésanse a niveis baixos ou moderados en *todos* os organismos debido ao seu papel esencial no mantemento das proteínas.

### Mantemento

As proteínas de choque térmico tamén aparecen baixo condicións non estresantes, simplemente ao "monitorizaren" (vixían e controlan) as outras proteínas da célula. Algúns exemplos do seu papel como "monitores" son que transportan as proteínas vellas ao proteasoma para a súa reciclaxe, e que axudan a que as proteínas acabadas de sintetizar se preguen axeitadamente.

Estas actividades son parte do sistema de reparación propio da célula, chamado "resposta ao estrés celular" ou "resposta ao choque térmico".

### Cardiovascular

As proteínas de choque térmico parecen ter un significativo papel cardiovascular. Informouse de que a Hsp90, Hsp84, Hsp70, Hsp27, Hsp20, e alfa B cristalina teñen papeis cardiovasculares.

A Hsp90 únese tanto ao encima óxido nítrico sintase endotelial coma á guanilato ciclase soluble, que á súa vez están implicados na relaxación vascular.

Unha quinase que actúa na vía de sinalización celular do óxido nítrico chamada proteína quinase G, fosforila a unha pequena proteína de choque térmico, a Hsp20. A fosforilación da Hsp20 correlaciónase ben coa relaxación do músculo liso e é unha fosfoproteína importante implicada no proceso. A Hsp20 parece que é importante no desenvolvemento do fenotipo do músculo liso durante o desenvolvemento. A Hsp20 tamén desempeña un papel significativo para impedir a agregación das plaquetas, a función dos miocitos cardíacos e na prevención da apoptose despois dun dano isquémico, e na función do músculo esquelético e da resposta á insulina do músculo.

A Hsp27 é unha fosfoproteína maior durante a contracción muscular. A Hsp27 funciona na migración do músculo liso e parece desempeñar un papel integral.

### Inmunidade

As proteínas de choque térmico extracelulares e unidas a membranas, especialmente a Hsp70 están implicadas na unión de antíxenos e colaboran na súa presentación ao sistema inmunitario.

Importancia clínica
-------------------

O factor de choque térmico 1 (HSF1) é un factor de transcrición que está implicado na regulación á alza da expresión da proteína Hsp70. Recentemente descubriuse que o HSF1 é un modificador multifacético poderoso da carcinoxénese. Os ratos knockout HSF1 mostran unha diminución significativa da incidencia de tumores de pel despois de aplicacións tópicas do mutáxeno DMBA (7,12-**d**i**m**etil**b**enz**a**ntraceno).

Aplicacións
-----------

### Adxuvante da vacina contra o cancro

Polo seu papel na presentación de antíxenos, as proteínas de choque térmico son útiles como adxvantes inmunolóxicos para impulsar a resposta a unha vacina. Ademais, algúns investigadores especulan que as proteínas de choque térmico poden estar implicadas na unión de fragmentos de proteínas de células mortas malignas e presentalas ao sistema inmunitario. Xa que logo, as proteínas de choque térmico poden ser útiles para incrementar a efectividade das vacinas contra o cancro.

### Terapéutica anticancro

As proteínas de choque térmico intracelulares presentan unha alta expresión nas células cancerosas e son esenciais para a supervivencia destes tipos de células. Por tanto, pequenas moléculas inhibidoras de HSPs, especialmente de Hsp90 están mostrándose prometedoras como axentes anticancerosos. O potente inhibidor de Hsp90 17-AAG está actualmente en ensaio clínico para o tratamento de varios tipos de cancro. A HSPgp96 tamén é protemedora para tratamentos anticancro e está actualmente en ensaios clínicos contra o cancro de pulmón de células non pequenas.

### Agricultura

Estase tamén a investigar o papel das proteínas de choque térmico en conferir tolerancia ao estrés a plantas hibridadas, coa esperanza de mellorar as condicións creadas pola seca e a pobreza do chan na agricultura.

Clasificación
-------------

As principais proteínas de choque térmico que teñen actividade de chaperona pertencen a cinco clases conservadas: HSP33, HSP60, HSP70, HSP90, HSP100, e as proteínas de choque térmico pequenas (sHSPs).

| Masa molecular aproximada
(kDa) | Proteínas procarióticas | Proteínas eucarióticas | Función |
| --- | --- | --- | --- |
| 10 kDa | GroES | Hsp10 |  |
| 20-30 kDa | GrpE | O grupo HspB. Once membros nos mamíferos entre os que están Hsp27, HSPB6 ou HspB1  |  |
| 40 kDa | DnaJ | Hsp40 | Cofactor de Hsp70 |
| 60 kDa | GroEL, antíxeno de 60kDa | Hsp60 | Implicado no pregamento de proteínas despois da súa importación postraducional ás mitocondrias/cloroplastos |
| 70 kDa | DnaK | O grupo HspA como Hsp71, Hsp70, Hsp72, Grp78 (BiP), Hsx70 encóntrase só en primates | Pregamento e despregamento de proteínas, proporciona termotolerancia á célula nas exposicións ao estrés térmico. Tamén impide o pregamento de proteínas durante a importación postraducional ás mitocondrias/cloroplastos. |
| 90 kDa | HtpG, C62.5 | O grupo HspC que inclúe Hsp90 e Grp94 | Mantemento dos receptores de esteroides e factores de trancrición |
| 100 kDa | ClpB, ClpA, ClpX | Hsp104, Hsp110 | Tolerancia a temperaturas extremas |

Aínda que os membros máis importantes de cada familia están tabulados aquí, debe terse en conta que algunhas especies poden expresar outras chaperonas, cochaperonas, e proteínas de choque térmico non listadas. Ademais, moitas destas proteínas poden ter múltiples variantes de splicing (Hsp90α e Hsp90β, por exemplo) ou conflitos de nomenclatura (Hsp72 chámase tamén ás veces Hsp70).

Notas
-----

1. ↑  De Maio A (1999). "Heat shock proteins: facts, thoughts, and dreams". *Shock (Augusta, Ga.)* **11** (1): 1–12. PMID 9921710. doi:10.1097/00024382-199901000-00001.
2. ↑  Wu C (1995). "Heat shock transcription factors: structure and regulation". *Annual review of cell and developmental biology* **11**: 441–69. PMID 8689565. doi:10.1146/annurev.cb.11.110195.002301.
3. ↑  Li Z, Srivastava P (2004). "Heat-shock proteins". *Current Protocols in Immunology*. Appendix 1: Appendix 1T. ISBN 0-471-14273-5. PMID 18432918. doi:10.1002/0471142735.ima01ts58.
4. ↑  Raboy B, Sharon G, Parag HA, Shochat Y, Kulka RG (1991). "Effect of stress on protein degradation: role of the ubiquitin system". *Acta biologica Hungarica* **42** (1–3): 3–20. PMID 1668897.
5. ↑  Ritossa F (1962). "A new puffing pattern induced by temperature shock and DNP in drosophila". *Cellular and Molecular Life Sciences (CMLS)* **18** (12): 571–573. doi:10.1007/BF02172188.
6. ↑  Ritossa F (1996). "Discovery of the heat shock response". *Cell Stress Chaperones* **1** (2): 97–8. PMC 248460. PMID 9222594. doi:10.1379/1466-1268(1996)001<0097:DOTHSR>2.3.CO;2.
7. 1 2  Schlesinger, MJ (1990-07-25). "Heat shock proteins". *The Journal of Biological Chemistry* **265** (21): 12111–12114. PMID 2197269. Arquivado dende o orixinal o 03 de setembro de 2009. Consultado o 12 de febreiro de 2013.
8. ↑  Santoro MG (2000). "Heat shock factors and the control of the stress response". *Biochemical pharmacology* **59** (1): 55–63. PMID 10605935. doi:10.1016/S0006-2952(99)00299-3.
9. ↑  Walsh NP; Alba, BM; Bose, B; Gross, CA; Sauer, RT (2003). "OM peptide signals initiate the envelope stress response by activating DegS protease via relief of inhibition mediated by its PDZ domain". *Cell* **113** (1): 61–71. PMID 12679035. doi:10.1016/S0092-8674(03)00203-4.
10. ↑  Narberhaus F (2010). "Translational control of bacterial heat shock and virulence genes by temperature-sensing mRNAs". *RNA Biol* **7** (1): 84–9. PMID 20009504. doi:10.4161/rna.7.1.10501.
11. ↑  Walter S, Buchner J (2002). "Molecular chaperones--cellular machines for protein folding". *Angewandte Chemie (International ed. in English)* **41** (7): 1098–113. PMID 12491239. doi:10.1002/1521-3773(20020402)41:7<1098::AID-ANIE1098>3.0.CO;2-9.
12. ↑  Borges JC, Ramos CH (2005). "Protein folding assisted by chaperones". *Protein and peptide letters* **12** (3): 257–61. PMID 15777275. doi:10.2174/0929866053587165.
13. ↑  Benjamin IJ, McMillan DR (1998). "Stress (heat shock) proteins: molecular chaperones in cardiovascular biology and disease". *Circulation research* **83** (2): 117–32. PMID 9686751. Arquivado dende o orixinal o 23 de febreiro de 2013. Consultado o 12 de febreiro de 2013.
14. ↑  Antonova G, Lichtenbeld H, Xia T, Chatterjee A, Dimitropoulou C, Catravas JD (2007). "Functional significance of hsp90 complexes with NOS and sGC in endothelial cells". *Clinical hemorheology and microcirculation* **37** (1–2): 19–35. PMID 17641392. Arquivado dende o orixinal o 28 de xaneiro de 2013. Consultado o 12 de febreiro de 2013.
15. ↑  McLemore EC, Tessier DJ, Thresher J, Komalavilas P, Brophy CM (2005). "Role of the small heat shock proteins in regulating vascular smooth muscle tone". *Journal of the American College of Surgeons* **201** (1): 30–6. PMID 15978441. doi:10.1016/j.jamcollsurg.2005.03.017.
16. ↑  Fan GC, Ren X, Qian J, Yuan Q, Nicolaou P, Wang Y, Jones WK, Chu G, Kranias EG (2005). "Novel cardioprotective role of a small heat-shock protein, Hsp20, against ischemia/reperfusion injury". *Circulation* **111** (14): 1792–9. PMID 15809372. doi:10.1161/01.CIR.0000160851.41872.C6.
17. ↑  Salinthone S, Tyagi M, Gerthoffer WT (2008). "Small Heat Shock Proteins in Smooth Muscle". *Pharmacology & therapeutics* **119** (1): 44–54. PMC 2581864. PMID 18579210. doi:10.1016/j.pharmthera.2008.04.005.
18. 1 2 3  Nishikawa M, Takemoto S, Takakura Y (2008). "Heat shock protein derivatives for delivery of antigens to antigen presenting cells". *Int J Pharm* **354** (1–2): 23–7. PMID 17980980. doi:10.1016/j.ijpharm.2007.09.030.
19. ↑  Xu D, Zalmas LP, La Thangue NB (2008). "A transcription cofactor required for the heat-shock response". *EMBO Rep.* **9** (7): 662–9. PMC 2475325. PMID 18451878. doi:10.1038/embor.2008.70.
20. ↑  Dai C, Whitesell L, Rogers AB, Lindquist S (2007). "Heat Shock Factor 1 Is a Powerful Multifaceted Modifier of Carcinogenesis". *Cell* **130** (6): 1005–18. PMC 2586609. PMID 17889646. doi:10.1016/j.cell.2007.07.020.
21. ↑  Bendz H, Ruhland SC, Pandya MJ, Hainzl O, Riegelsberger S, Braüchle C, Mayer MP, Buchner J, Issels RD, Noessner E (2007). "Human heat shock protein 70 enhances tumor antigen presentation through complex formation and intracellular antigen delivery without innate immune signaling". *J. Biol. Chem.* **282** (43): 31688–702. PMID 17684010. doi:10.1074/jbc.M704129200.
22. ↑  The Wall Street Journal article on company and FDA
23. ↑  Binder RJ (2008). "Heat-shock protein-based vaccines for cancer and infectious disease". *Expert Rev Vaccines* **7** (3): 383–93. PMID 18393608. doi:10.1586/14760584.7.3.383.
24. ↑  Didelot C, Lanneau D, Brunet M; et al. (2007). "Anti-cancer therapeutic approaches based on intracellular and extracellular heat shock proteins". *Curr. Med. Chem.* **14** (27): 2839–47. PMID 18045130. doi:10.2174/092986707782360079.
25. ↑  Solit DB, Rosen N (2006). "Hsp90: a novel target for cancer therapy". *Curr Top Med Chem* **6** (11): 1205–14. PMID 16842157. doi:10.2174/156802606777812068.
26. ↑
27. ↑  Vinocur B, Altman A (2005). "Recent advances in engineering plant tolerance to abiotic stress: achievements and limitations". *Current opinion in biotechnology* **16** (2): 123–32. PMID 15831376. doi:10.1016/j.copbio.2005.02.001.
28. ↑  Kampinga, HH, Hageman, J, Vos, MJ, Kubota, H, Tanguay, RM, Bruford, EA (2009-01). "Guidelines for the nomenclature of the human heat shock proteins". *Cell Stress and Chaperones* **14** (1): 105–111. PMC 2673902. PMID 18663603. doi:10.1007/s12192-008-0068-7.

Véxase tamén
------------

### Outros artigos

* Chaperona
* Chaperonina
* Cochaperona

### Ligazóns externas

|  |  |
| --- | --- |
|  | Wikimedia Commons ten máis contidos multimedia na categoría:  ***Proteína de choque térmico*** |

* Heat-Shock Proteins *Medical Subject Headings* (MeSH) na Biblioteca Nacional de Medicina dos EUA.

|  |  |
| --- | --- |
| Control de autoridades | 
* Wd: Q418939
* BRE: 1853887
* EBID: ID
* JSTOR: heat-shock-proteins
* MAG: 205260736
* NDL: 00576024

 |

|  |  |
| --- | --- |
| Identificadores | 
* MeSH: D006360
* MeSH: D12.776.580.216
* UMLS: C0018850

 |