热休克蛋白70（HSP70）蛋白结合并释放客户多肽，这是一个协同抗原介导的构象变化周期，与ATP结合和水解相耦合（Mayer MP 2013）。所有HSP70伴侣蛋白的整体结构域在进化上是保守的：具有ATP酶活性的N端核苷酸结合域（NBD）通过一个柔性连接子连接到C端多肽底物结合域（SBD）。我们对HSP70结构和功能的大部分机械理解来自于对大肠杆菌HSP70家族成员DnaK的分析（Pellecchia M et al.2000；Schuermann，JP et al.2008；Bertelsen EB et al.2009；Kityk R et al.2012；Qi R et al.2013）。细菌DnaK的伴侣功能涉及其两个功能域NBD和SBD之间的变构控制机制。ATP结合和水解调节细菌HSP70蛋白对多肽的亲和力，多肽结合刺激ATP水解（Mayer MP等人2000；Kityk R等人2012；Qi R等人2013）。同样在ATP结合形式中，lid结构域保持开放，这有助于与底物的瞬时相互作用。ATP水解后，构象变化释放SBD，导致盖子关闭，与底物的亲和力增加约10倍（Wittung-Stafshede P et al.2003；Slepenkov SV&Witt SN 2002）。与ATP水解相关的构象变化通过一个关键的脯氨酸开关传递，并涉及连接NBD和SBD的保守的疏水连接体（Vogel M et al.2006；Swain JF et al.2007）。ATP水解对HSP70伴侣至关重要，但内在ATP酶速率非常低（Chang L等人，2008年）。HSP70的这种ATP酶活性是由与J结构域共抗原（HSP40）协同作用的蛋白质底物刺激的（Karzai AW&McMacken R 1996；Russell R等人1999；Laufen T等人1999；Landry SJ 2003；Wittong Stafshede P等人2003）。

分子伴侣蛋白的HSP70家族是进化中最保守的蛋白质家族之一（Takayama S等人，1999年；Boorstein WR等人，1994年；Brocchieri L等人，2008年）。真核生物和细菌HSP70蛋白质的序列比对显示，人类HSP70 SBD与DnaK SBD高度同源（全长蛋白质中51%的序列同源性，SBD中47%的序列同源性）（Zhang P等人，2014）。此外，底物结合的人HSP70-SBD的晶体结构类似于底物结合的DnaK结构中相应结构域的整体折叠，证实了同源细菌和人HSP70蛋白的相似整体结构（Zhang P等人，2014）。四种人类HSP70亚型的核苷酸结合域结构：HSPA1L、HSPA2、HSPA6和HSPA5也支持人类HSP70的NBD通过保守机制发挥作用的观点（Wisniewska M et al.2014）。功能完整的牛Hsp70家族成员Hsc70的结构分析以及域间连接子和界面中的突变体分析支持哺乳动物Hsp70伴侣的变构机制（Wilbanks SM&McKay DB 1998；Jiang J et al.2005）。