在温度升高和其他环境应激的刺激下，所有生物体均可迅速诱导高度保守的热休克蛋白 (HSP) 的表达以作出反应，HSP 可作为分子伴侣重新折叠变性蛋白并促进受损蛋白的降解。热休克基因转录通过热休克因子 (HSF) 家族调节，HSF 是一种转录激活因子，可结合位于所有热休克基因上游的热休克反应元件 (HSE) (1)。HSE 在生物体中高度保守，包含五核苷酸基序 5'-nGAAn-3' 的多个相邻和反向重复序列。HSF 的保守性稍差，各 HSF 之间仅有 40% 的序列同源性。脊椎动物细胞包含 4 种 HSF 蛋白：HSF1、2 和 4 是普遍存在的，而 HSF3 只在鸟类中存在。HSF1 在热、重金属和氧化剂的刺激下会诱导热休克基因转录，HSF2 则与精子发生和红系细胞发育有关。HSF3 和 HSF4 的功能与 HSF1 和 HSF2 重叠。失活的 HSF1 作为单体形式存在，位于细胞浆和细胞核，但不结合 DNA (1,2)。受到应急刺激时，HSF1 被磷酸化，形成同源三聚体，结合 DNA 并激活热休克基因转录 (1,2)。HSF1 活性分别通过 PLK1 在 Ser419 位点磷酸化和 CaMKII 在 Ser230 位点的磷酸化正调控，前者增强核转位，后者增强反式激活 (3,4)。或者，HSF1 的活性分别通过 GSK3 和 ERK1 在 303 和 307 位点的丝氨酸磷酸化抑制，从而结合 14-3-3 蛋白并在细胞浆中隔离 HSF1 (5,6)。此外，热休克反应减弱时，直接结合 Hsp70、HSP40/Hdj-1 和 HSF 结合蛋白 1 (HSBP1) 会抑制 HSF1 (7)。