HSPB1-Gen

Das HSPB1-Gen (HSPB1 steht für: Heat Shock Protein Family B (Small) Member 1) ist ein Protein kodierendes Gen das auf Chromosom 7q11.23 lokalisiert ist.

Das HSPB1-Gen kodiert ein Mitglied der Familie der kleinen Hitzeschockproteine (HSP20). Als Reaktion auf Umweltstress verlagert sich das kodierte Protein vom Zytoplasma in den Zellkern und fungiert als molekulares Chaperon, das die korrekte Faltung anderer Proteine fördert. Das kodierte kleine Hitzeschockprotein spielt eine wichtige Rolle bei der Differenzierung einer Vielzahl von Zelltypen so auch bei Keratinoyzten (Scieglinska D et al. 2019).

Die Expression dieses Gens korreliert mit negativen klinischen Ergebnissen bei verschiedenen menschlichen Krebsarten. Es fördert die Proliferation und Metastasierung von Krebszellen, schützt hingegen gleichzeitig Krebszellen vor Apoptose.

Das kodierte HSP20-Protein hält wahrscheinlich denaturierte Proteine in einem faltungskompetenten Zustand. Weiterhin spielt es eine Rolle bei der Stressresistenz und der Aktinorganisation. Kann durch seine molekulare Chaperonaktivität zahlreiche biologische Prozesse regulieren, darunter die Phosphorylierung und den axonalen Transport von Neurofilamentproteinen (Rogalla T et al.1999)

Die HSPB-Familie umfasst mehrere Mitglieder, von denen einige ubiquitär und andere zelltypspezifisch exprimiert werden. Von mehreren Mitgliedern der menschlichen HSPB-Familie ist nur HSPB1 im Zusammenhang mit der Biologie von Keratinozyten untersucht worden. HSPB1 ist ein stressinduzierbares Chaperon, das mit seiner so genannten Holdase-Aktivität daran beteiligt ist, ungefaltete Peptide auf die HSPA-HSPC-HSPH-Chaperonmaschinerie zu übertragen und sie dabei zu unterstützen, ihre native Struktur zu erreichen und unspezifische Aggregation zu verhindern (nachzulesen in: Hilton et al. 2013; Treweek et al. 2014). Strukturelle Modifikationen von HSPB1, die die Oligomerisierung und spezifische Phosphorylierungsmuster umfassen, werden als entscheidend für die Regulierung seiner Interaktion mit spezifischen Kunden und die Gestaltung seiner zelltyp- und zustandsspezifischen Funktionen angesehen (Arrigo 2013). Unter zellulärem Stress wandert ein Teil des HSPB1-Proteinpools vom Zytoplasma in den Zellkern (Bryantsev et al. 2007) und/oder kann außerhalb der Zelle sezerniert werden (Pockley et al. 2014). HSPB1, das als eines der wichtigsten Elemente der zellulären Proteostase gilt, ist funktionell an zahlreichen physiologischen Prozessen beteiligt und kann auch an der Aufrechterhaltung pathologischer Zustände beteiligt sein (Kampinga und Garrido 2012). HSPB1 wird in der Regel in verschiedenen Tumoren und Krebszelllinien überexprimiert. Je nach Tumortyp war seine erhöhte Expression entweder mit einer guten oder schlechten Prognose verbunden oder hatte keinen prognostischen Wert (Kaigorodova und Bogatyuk 2014).

Mutationen in diesem Gen wurden bei menschlichen Patienten mit Charcot-Marie-Tooth-Krankheit (Almeida-Souza L et al. 2010)und distaler hereditärer motorischer Neuropathie festgestellt. Zu den verwandten Signalwegen gehören die Regulation von aktiviertem PAK-2p34 durch Proteasom-vermittelten Abbau und die Signalübertragung durch VEGF.

1. Almeida-Souza L et al. (2010) Increased monomerization of mutant HSPB1 leads to protein hyperactivity in Charcot-Marie-Tooth neuropathy. J Biol Chem 285:12778-12786.
2. Rogalla T et al. (1999) Regulation of Hsp27 oligomerization, chaperone function, and protective activity against oxidative stress/tumor necrosis factor alpha by phosphorylation. J Biol Chem 274:18947-18956.

3. Scieglinska D et al. (2019) Heat shock proteins in the physiology and pathophysiology of epidermal keratinocytes. Cell Stress Chaperones 24:1027-1044.