金属硫蛋白及其生物学功能
金属硫蛋白综述
金属硫蛋白综述金属硫蛋白(Metallothionein,MT)综述报告王吉目录一、MT的主要生理功能……………………………………(一)重金属的去除解毒功能…………………………………(二)自由基的清除功能………………………………………(三)抗肿瘤功能………………………………………………二、金属硫蛋白提取工艺…………………………………(一)MT的诱导…………………………………………………(二)MT的提取与分离纯化……………………………………(三)MT的检测方法……………………………………………三、MT的应用………………………………………………四、MT的研究展望…………………………………………金属硫蛋白(Metallothionein,MT)——综述报告王吉摘要:金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一种广泛存在于生物界、低分子量、高金属含量、功能独特的蛋白质。
目前,对MT的研究已涉及农业、医药、生物化学、分子生物学、环境科学、卫生毒理学、食品科学、营养学、保健科学和方法学等领域,其特殊的理化性质与结构及独特的生物学功能在疾病的发生、发展、诊断及发病机制探讨中显示了重要作用。
关键词:金属硫蛋白MT,医学,环保,动物养殖前言:金属硫蛋白(metallothionein,MT) ,化学名为金属硫组氨酸三甲基内盐,是一类广泛存在于生物中的低分子质量(2 ~7kD)、富含半胱氨酸(20%~30%)、不含组氨酸和芳香族氨基酸的一类金属结合蛋白质。
MT能被金属、细胞因子、荷尔蒙、细胞毒性药物、有机化学药物和应激等诱导。
自1957年Margoshoes等首次报道从马肾中分离得到Cd-MT以来,MT成为基础和应用科学的热点之一,也是我国“863 ”重大攻关课题和“火炬”计划之一,我国在MT 的研究和应用方面已经在国际上占有重要一席。
但目前,人们对金属硫蛋白在生物学上的功能的认识远远不够,还有待进一步研究。
金属硫蛋白的作用
金属硫蛋白的作用
针对金属硫蛋白的作用这一话题,本文将着重介绍它在医学和生物技术方面的
作用,以及它的特性等内容。
金属硫蛋白是一种类型的蛋白质,密度比一般蛋白低得多,它含有较多的硫酸
根作为其重要组份,可以轻松吸附氧化物,并将氧化物转化为其组态状态。
由于金属硫蛋白有抗氧化性和抗自由基性,它被广泛用于人体内各种重大疾病的治疗,尤其是在影响某种癌症治疗、抗心脏病进展和内脏组织修复中,有较大的用处。
金属硫蛋白在医学领域的作用还有一个鲜为人知的运用,即激活某些药物分子,例如可以增强治疗血癌的某些药物的生物药效;而在生物技术领域,金属硫蛋白可以用作里氏酵素、蛋白质抑制剂、生物标记等技术;它也有良好的分子探针效应,可以在离子膜上形成复合物,它可以调节细胞的门控,作为膜的表面活性剂、沉淀剂、载体等作用,可以用于抑制细胞内酶的活性,从而达到抑制细胞的生长。
总之,金属硫蛋白的作用不仅仅局限于医学和生物技术,它在工业和环境保护
中都有着很大的作用。
它可以有效清除空气中的有害物质,作为介质吸收二氧化碳,可以改善臭氧层破坏情况,同时也是用于污染物降解的非常重要的材料。
因此,金属硫蛋白的作用的可见一斑,其特性之丰沃将为生活带来更新的气息,也使我们对于未来更加充满希望。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展1. 引言1.1 研究背景金属硫蛋白是一类含有金属离子和硫原子的蛋白质,广泛存在于生物体内,具有重要的生物学功能。
近年来,随着工业化进程的加速和环境污染的日益严重,重金属污染已成为全球性的环境问题。
重金属如镉、铅等对人体健康和生态环境造成了严重威胁,因此寻找有效的重金属解毒方法显得尤为重要。
金属硫蛋白作为重金属解毒的重要参与者,在这一领域引起了广泛关注。
研究金属硫蛋白的结构及功能,探究其在重金属解毒中的调控机制,以及重金属对金属硫蛋白的影响,对于深入了解生物体重金属解毒的分子机制具有重要意义。
研究金属硫蛋白在生物体内的分布与调控,以及其在重金属解毒中的应用,有助于开发新型的重金属解毒方法,保护人类健康和生态环境。
本文旨在系统总结金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究的最新进展,探讨金属硫蛋白在重金属解毒中的重要性,展望未来研究方向,以及阐明研究成果在环境保护和生物医药领域的意义。
1.2 研究目的研究金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的目的是为了深入了解金属硫蛋白在生物体内的作用机制,揭示金属硫蛋白与重金属之间的相互作用,并探讨金属硫蛋白在重金属解毒中的潜在应用价值。
通过研究金属硫蛋白的结构及功能,可以为解决重金属污染问题提供新的思路和方法,为保护环境和人类健康做出贡献。
通过对金属硫蛋白在生物体内的分布与调控机制的探讨,可以为未来开发相关药物或治疗方法提供理论依据。
本研究旨在揭示金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的机制,为相关领域的研究和应用提供新的思路和进展。
1.3 研究意义金属硫蛋白是一类重要的蛋白质家族,在细胞内发挥着重要的调控和解毒功能。
研究金属硫蛋白的调控及其在重金属解毒中的作用具有重要的理论和应用意义。
通过深入研究金属硫蛋白在生物体内的结构和功能,可以更加全面地了解其在细胞内的作用机制,为解析细胞内调控网络提供重要线索。
金属硫蛋白在重金属解毒过程中的调控机制可以为环境保护与生物安全领域提供重要参考,为减少重金属对生物体的危害提供新的思路和方法。
金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展
农业环境科学学报2009,28(3):425-432Journal of Agro-Environment Science摘要:金属硫蛋白(MT )是一类普遍存在于生物体内的低分子量、富含半胱氨酸、热稳定性、可诱导型非酶蛋白,具有维持生物体内金属含量动态平衡和重金属解毒作用双重机制。
大量研究表明,MT 可作为重金属污染的生物标志物,用来预测生物体受重金属暴露的状况和重金属污染的压力,且对制定预防性的管理措施、及时监控环境污染皆具有重要的现实意义。
本文根据国内外文献资料查阅及综合分析,主要阐述了金属硫蛋白的基本结构、多态性、生理功能及其作为生物标志物在环境污染检测与诊断方面的研究与应用,并展望其今后研究方向。
关键词:金属硫蛋白;重金属;动态平衡;解毒;生物标志物中图分类号:X835文献标志码:A 文章编号:1672-2043(2009)03-0425-08收稿日期:2008-06-13基金项目:高等学校科技创新工程重大培育资金项目(707011)作者简介:陈春(1980—),男,安徽宿县人,博士,主要从事分子生态毒理学研究。
E-mail :chenchun@ 通讯作者:周启星E-mail :zhouqx@ 金属硫蛋白作为重金属污染生物标志物的研究进展陈春1,周启星1,2(1.南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室,天津300071;2.中国科学院沈阳应用生态研究所陆地生态过程重点实验室,辽宁沈阳110016)Researching Advance in Metallothionein and Its Biomarker of Heavy Metal ContaminationCHEN Chun 1,ZHOU Qi-xing 1,2(1.Key Laboratory of Environmental Pollution Process and Criteria,Ministry of Education,College of Environmental Science and Engineer -ing,Nankai University,Tianjin 300071,China;2.Key Laboratory of Terrestrial Ecological Process,Institute of Applied Ecology,Chinese A -cademy of Sciences,Shenyang 110016,China )Abstract :Metallothioneins (MT )are ubiquitous,non-enzymatic proteins characterized by low molecular weight,cyst-eine-rich,heat stabili -ty,metal-induced.MT plays the double biologically mechanisms,mainly implicated in essential metals homeostasis and toxic trace metal detoxification.In recent years,it was researched to indicate that MT was used as a suitable biomarker of metal toxicity or exposure,it could e -valuate the quality of heavy metal exposure and pollution stress.Furthermore,the application of MT biomarker would enable environmental a -gencies or legislators to take precautionary measures and real-time monitor the environment pollution.In this review,the structure,isoforms and biological role of MT would be mentioned.Moreover,a brief overview of the use of MT as a biomarker was included the soil ecotoxicology,aquatic ecotoxicology and environmental health.Finally,the prospect and future of the development of MT biomarker were discussed.Keywords :metallothioneins;heavy metal;homeostasis;detoxification;biomarker金属硫蛋白(metallothionein ,MT )的化学名称为金属硫组氨酸三甲基内盐,是一类普遍存在于生物体内的低分子量(6~7kDa )、富含半胱氨酸、热稳定性、可诱导型非酶蛋白[1]。
金属硫蛋白的生理作用
金属硫蛋白的生理作用张俊燕(化学化工学院云南师范大学昆明650500)摘要:金属硫蛋白(MT)在1987年根据MT命名委员会规定,具有:低分子量,6000-7000道尔顿,含有60~63个氨基酸残基;高金属含量,每个蛋白质分子可结合7~12个金属离子;氨基酸特征组成,半胱氨酸的含量占23%~33%,不含芳香族氨基酸和组氨酸;独特的氨基酸序列结构,即半胱氨酸残基的分布有特征性分布的保守性很强;所有的半胱氨酸残基均为还原态出现,并以金属离子通过巯基结合,从而具有金属巯基化合物的光谱特性;具有金属硫醇簇结构。
特征的蛋白质或多肽被称MT。
本文重点介绍金属硫蛋白在,清除自由基、解除重金属的毒素、抗辐射、调节机体内的微量元素等方面的生理作用。
关键词:金属硫蛋白、自由基、抗辐射、重金属、微量元素、生理作用。
引言:一、金属硫蛋白简介金届硫蛋白(metaHothioneins,MT)是一类富含金属与巯基的非酶蛋白,广泛存在于生物界它与“硬梆榔”的金属有着一种奇妙的亲缘关系.它能和许多金属元素结台成各种金属斑蛋白,所以又称为“重金属结台蛋白”。
二、金属硫蛋白的结构现代生化丹1f『技术的应用.使研究者对MT 的分干结构有了较深捌的了解不管从何种生物悼中分离出来的MT,分子量6000~7000,比一般蛋白质的分子量低,为低分子量蛋白质哺乳动物的MT分子一般为61~62个氨基酸残基所组成的多肽链。
其中含半胱氪酸20个,约占l/3;6~8个赖氪酸,7~10十丝氪酸在氨基酸末端是单一的乙酰甲硫氪酸在MT分子中,含有2个金属硫簇,分别螯合4个和3十二价金属离子。
金属离子与半胱氪酸残基的琉基共价结台令人惊奇的是.MT 的20个半胱氨酸琉基均处于还原状态[1]。
三、金属硫蛋白的一般特征经实验表明,金属硫蛋白具有很强抗热变性和抗蛋白酶消化作用,并且不宜失活,在0~4℃条件下可存活2-3年,在常温条件下也可保存1.5年[1]。
四、金属硫蛋白的生理作用1、解除重金属的毒性:MT的巯基基团(-SH)能强烈螯合有毒金属汞、银、铅、镉、砷、铬、镍等[2, 3],其中螯合铅的强度比锌大200倍,而螯合镉的强度又比铅大10倍,并可将之排出体外,从而使它们无法毒害人体,同时对体内锌等微量元素无影响。
金属硫蛋白2a生物功能及其在临床中的作用研究
网络出版地址:http:///kcms/detail/51.1705.R.20190604.1125.014.htmldoi!10.3969"j.issn.1674-2257.2019.06.030.综述.金属硫蛋白2A生物功能及其在临床中的作用研究蒋仕秋1,曾江华2,刘海荣3,刘月明】△1成都医学院第一附属医院烧伤整形科(成都610500)*.遂宁市第一人民医院骨科(遂宁629000);3.成都医学院第一附属医院科研中心(成都610500)【关键词】金属硫蛋白2A;生物功能;疾病【中图分类号】R363【文献标志码】A金属硫蛋白(metallothioneins,MTs)是在1957年由哈佛大学Margoshes和Vallee在马肾中发现,是一类广泛存在于生物界,分子量低$〜7kDa),富含半胱氨酸的金属结合蛋白⑴(人类MTs包含11种功能性亚型:MT-1(A、B、E、F、G、H、M和X),MT2(MT2A),MT-3和MT-4,其中,MT1和MT2A在人体各细胞、组织均有表达,以肝、肾最为丰富,而MT3主要在脑组织和男性生殖系统中表达,MT-4仅在某些层状上皮组织中表达较高MT2A作为金属硫蛋白家族中的重要成员,由61个氨基酸组成,分子量低(7kDa),半胱氨酸含量高(30%),缺乏芳香族氨基酸,通过半胱氨酸疏基结合金属离子存在于呈哑铃状的a结构域、结构域中,具有较强的耐热性及抗酶降解性通过60多年国内外研究者的不断努力,MT2A的参与机体金属离子代谢平衡调节、抗氧化应激损伤、调节细胞增殖和分化等生物学功能逐渐明确,并与心血管系统疾病、肝脏疾病、神经系统疾病、肿瘤等密切相关。
本文对MT2A的生物学功能及其在某些临床疾病中的作用研究进行综述(1MT2A的生物功能I.1微量元素代谢、运输及重金属解毒锌存在于超过2700种酶的结构中(如水解酶、转移酶、氧化还原酶、连接酶、异构酶和裂解酶等),是生物体生长发育、DNA合成、免疫、酶系统辅助因子的重要微量元素之一。
金属硫蛋白研究进展
金属硫蛋白研究进展作者:王文君吕娜尹锐马吉胜李晓薇徐赫韩张晶来源:《江苏农业科学》2016年第01期摘要:金属硫蛋白(MT)是一类富含巯基、具有金属结合特性的低分子量蛋白质,广泛存在于动物、植物、微生物体内,在个体生长发育及环境适应方面发挥着重要作用。
就金属硫蛋白的来源、生理功能、检测方法、应用前景进行综述,为后继的开发应用提供依据。
关键词:金属硫蛋白;来源;生理功能;应用中图分类号:Q51 文献标志码:A 文章编号:1002—1302(2016)01—0013—03金属硫蛋白(metallothionein,简称MT)是分子量介于2~8 ku之间的存在于动物、微生物、植物中的一类低分子量蛋白,其中半胱氨酸占总含量的20%~30%,富含金属(Ag、Au、Bi、Cd、Hg、Zn、Cu等),并极少含有组氨酸和芳香族氨基酸的蛋白质。
金属硫蛋白最早是Margashes和Vallee于1957年在马肾中发现的。
研究结果表明,金属硫蛋白广泛存在于各种微生物,高等动、植物和人类的各种组织、器官。
但是目前尚未从禽类动物中分离得到金属硫蛋白。
1975年Prinz首次从酿酒酵母中分离得到Cu-MT,因其基本结构、特性和功能与哺乳动物MT类似而成为类金属硫蛋白。
1977年科学家又首次从大豆的根中分离出富含Cd2+的复合物,由于它在功能、性质以及柱层析上的表观分子量与动物体内金属硫蛋白十分相似,故将其称为类金属硫蛋白。
第2届金属硫蛋白国际会议对金属硫蛋白的具体定义作出了明确规定,将以前称之为类金属硫蛋白的蛋白质和动物产金属硫蛋白统称为金属硫蛋白。
1金属硫蛋白的来源及制备方法1.1动物来源金属硫蛋白由于哺乳动物源的金属硫蛋白与人的金属硫蛋白无论是结构、活性还是功能都很相似,因此在实际生产中,主要用镉或锌等金属诱兔、老鼠等动物肝脏合成,经过分离纯化得到纯品MT。
随着研究逐步深入,发现环毛蚓、两栖类动物大鲵等,都可诱导产生金属硫蛋白。
金属硫蛋白的生理作用
金属硫蛋白的生理作用张俊燕(化学化工学院云南师范大学昆明650500)摘要:金属硫蛋白(MT)在1987年根据MT命名委员会规定,具有:低分子量,6000-7000道尔顿,含有60~63个氨基酸残基;高金属含量,每个蛋白质分子可结合7~12个金属离子;氨基酸特征组成,半胱氨酸的含量占23%~33%,不含芳香族氨基酸和组氨酸;独特的氨基酸序列结构,即半胱氨酸残基的分布有特征性分布的保守性很强;所有的半胱氨酸残基均为还原态出现,并以金属离子通过巯基结合,从而具有金属巯基化合物的光谱特性;具有金属硫醇簇结构。
特征的蛋白质或多肽被称MT。
本文重点介绍金属硫蛋白在,清除自由基、解除重金属的毒素、抗辐射、调节机体内的微量元素等方面的生理作用。
关键词:金属硫蛋白、自由基、抗辐射、重金属、微量元素、生理作用。
引言:一、金属硫蛋白简介金届硫蛋白(metaHothioneins,MT)是一类富含金属与巯基的非酶蛋白,广泛存在于生物界它与“硬梆榔”的金属有着一种奇妙的亲缘关系.它能和许多金属元素结台成各种金属斑蛋白,所以又称为“重金属结台蛋白”。
二、金属硫蛋白的结构现代生化丹1f『技术的应用.使研究者对MT 的分干结构有了较深捌的了解不管从何种生物悼中分离出来的MT,分子量6000~7000,比一般蛋白质的分子量低,为低分子量蛋白质哺乳动物的MT分子一般为61~62个氨基酸残基所组成的多肽链。
其中含半胱氪酸20个,约占l/3;6~8个赖氪酸,7~10十丝氪酸在氨基酸末端是单一的乙酰甲硫氪酸在MT分子中,含有2个金属硫簇,分别螯合4个和3十二价金属离子。
金属离子与半胱氪酸残基的琉基共价结台令人惊奇的是.MT 的20个半胱氨酸琉基均处于还原状态[1]。
三、金属硫蛋白的一般特征经实验表明,金属硫蛋白具有很强抗热变性和抗蛋白酶消化作用,并且不宜失活,在0~4℃条件下可存活2-3年,在常温条件下也可保存1.5年[1]。
四、金属硫蛋白的生理作用1、解除重金属的毒性:MT的巯基基团(-SH)能强烈螯合有毒金属汞、银、铅、镉、砷、铬、镍等[2, 3],其中螯合铅的强度比锌大200倍,而螯合镉的强度又比铅大10倍,并可将之排出体外,从而使它们无法毒害人体,同时对体内锌等微量元素无影响。
金属硫蛋白在妇科恶性肿瘤中的研究进展(全文)
金属硫蛋白在妇科恶性肿瘤中的研究进展(全文)金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一类富含半胱氨酸的小分子蛋白,可参与机体的多种生物学过程,如调节金属离子稳态、重金属解毒、抗氧化、自由基清除等。
最近的研究表明,MT与肿瘤的发生发展、耐药及预后密切相关,有望成为肿瘤早期诊断及治疗的靶分子。
现就MT及其在妇科恶性肿瘤中的研究进展作一综述。
一、MT的结构及其生物学功能MT是由61~68个氨基酸构成的小分子金属结合蛋白,相对分子质量为6 000~7 000,由染色体16q13区域基因编码。
MT的结构高度保守,富含半胱氨酸(占30%),缺乏芳香氨基酸,组氨酸残基少或无,但硫醇基团丰富,对重金属有高度亲和性[1]。
目前,MT至少包括11个有功能的成员,可分为4个亚型:MT1(MT1A、MT1B、MT1E、MT1F、MT1G、MT1H、MT1M及MT1X)、MT2(MT2A)、MT3及MT4。
在人体中,MT1和MT2可广泛表达于各种不同的组织中;MT3特异性表达于脑组织;MT4则主要表达于复层鳞状上皮组织,如皮肤、食管、舌等。
MT的结构中富含半胱氨酸,其巯基能强烈螯合金属离子,故MT在维持机体内金属离子稳态和重金属解毒方面发挥着重要的作用。
细胞内金属离子锌、铜的稳态是维持机体正常发育过程中细胞增殖、分化所必需的,故MT的异常表达可能影响细胞正常的生命活动。
MT通过与重金属结合可以有效地减轻重金属对机体的毒害,是目前临床上最理想的生物解毒剂。
MT的重要生理功能还表现在其是目前所知的最有效的自由基清除剂,具有很强的抗氧化活性[2]。
MT清除自由基的功能使其在抗衰老、抗氧化应激、抗电离辐射等过程中发挥着重要作用。
二、MT在肿瘤发生发展中的作用近年来,越来越多的研究显示,MT可参与肿瘤细胞的增殖、分化和凋亡过程,与肿瘤的发生发展密切相关。
在不同的肿瘤中,MT的表达水平不同,其不仅与肿瘤的病理类型和病理分化程度有关,同时与其他的环境刺激因素或基因突变也有一定相关性[3]。
金属硫蛋白抗氧化作用研究进展
面作用显著 。本文结合相关文献 , 对金属硫蛋 白的生理功能进行介绍 , 并重点 总结了金属硫 蛋 白在 应对金 属、 化学 品以及辐射等
The St udy o n Ant i o xi d a nt o f Me t a l l o t hi o ne i n
X i u l i , Q i n C h u n j i n g , S u n R u i c h e n g , L i u X i n l i
Ab s t r a c t : M e t a l l o t h l o n e i n( M T )i s a s ma l l m o l e c u l e p r o t e i n w i t h a v a r i e y t f o b i o l o i g c a l f u n c i t o n , a n d i t p l a y s a n i m p o r t nt a
造成 的损伤 中所发挥的抗氧化作用 , 包括金属硫蛋 白抗氧化的机理及应 用。最 后 , 提出金属 硫蛋 白的研究 现状和存 在的缺陷 , 并
对今后的研究做 出展望。
关键词 : 金属硫蛋 白;自由基 ; 氧化 损伤
中圈分类号 . Q 5 l 文献标识码 : A 文章耋 - l 号: 1 0 0 8— 0 2 1 X( 2 0 1 5 ) l 1 —0 0 4 2— 0 3
l i t e r a t u r e , w e i n t r o d u c e t h e p h y s i o l o i g c a l f u n c i t o n f o me t a l l o t h i o n e i n , nd a f o c u s o n s u m ma r i z i n g t h e a n t i o x i d nt a f nc u i t o n o f
金属硫蛋白
金属硫蛋白背景及概述[1][2]金属硫蛋白(metallothionein,MT)是一类广泛存在于生物中的低分子质量(6 ~ 7 kD)、无芳香族氨基酸、富含金属与半胱氨酸( Cys 20 %〜30 % )的独特生物学特性的金属结合蛋白。
1957年,美国科学家Margoshes和Vallee最早从马肾中分离得到金属硫蛋白,继1975年Prinz从酿酒酵母中分离得到Cu- MT后,1977年科学家又从大豆的根中分离出富含Cd2+的类金属硫蛋白。
金属硫蛋白中大量巯基赋予了其螯合重金属离子功能及重金属解毒作用,同时MT清除自由基的能力明显强于超氧化物歧化酶和谷胱甘肽,并调节生物体内微量元素浓度,调节细胞代谢、增殖分化,在食品、医药、保健、环境、化妆品、生物工程等领域中应用广泛。
近年来,M T由于独特的生物学功能,逐渐受到重视并成为研究的热点。
特性[3]1. 组成:金属硫蛋白有独特的组成和性质,先前研究发现MT进化具有高度保守性,根据金属含量及氨基酸组成的不同可将金属硫蛋白分为MT- I、MT- II、MT- III及MT- I V 4种亚型结构。
近来研究发现,不同生物体内提取出的MT分子的形状大小相差甚小,氨基酸序列同源性相对较高。
MT的相对分子量为6~ 7 kD,分子中含有6 1 个氨基酸,大部分MT含有20 个Cys,少数含有21 个Cys,且易与重金属离子络合。
MT的高级结构主要有2 个独立的结构域组成,即含4 个金属离子结合位点的a 域(羧基端)和含有3 个金属离子结合位点的P 域(氨基端),整个分子呈哑铃状,这种结构使M T具有很好的热稳定性。
近年来,综合利用核磁共振(nmR) 质谱仪(MS) 技术及X 射线衍射技术,发现利用C d诱导哺乳动物金属硫蛋白,a 域能够结合Cd2 达5 个以上。
2. 等电点:电泳的方法可以确定蛋白质的等电点,金属硫蛋白等电点pi —般在4 左右,低pH值下较稳定。
金属硫蛋白的检测方法及其应用
金属硫蛋白的检测方法及其应用金属硫蛋白(Metallothionein)是一类富含半胱氨酸残基和金属的小分子蛋白质物质,简称MT,又叫金属硫氨酸甲基内盐。
主要存在于动物的肝脏、肾脏、胰腺和小肠中,因动物的不同,其分布和半衰期略有差异。
其研究和开发涉及农业、医药保健、生物工程、环境保护等各个领域。
1MT的一般性质根据与MT结合的金属种类、摩尔含量来分别命名,如Cd-MT、Cu-MT或Cd7-MT、Zn7-MT(表示每个分子中结合7个原子Cd或Zn)或Cd、Zn-MT这类形式。
也可用罗马数字和小写字母标出分子结构的差别,如人MT-Ⅰb、MT-Ⅱa等。
MT的三级结构由α结构域(羧基末端后30个氨基酸残基)和β结构域(氨基末端前30个氨基酸残基)构成,分子呈哑铃形。
每个区域有4个Cys巯基结合金属原子。
等电点PI一般在4左右。
分子量范围较大,为2 000~13 800Da,其中哺乳动物的MT分子量为6 000~7 000Da。
分子中不含芳香族氨基酸,没有280nm的吸收峰,与不同金属结合产生不同特征吸收峰,脱掉金属后,硫蛋白在190nm处有一明显的肽键吸收峰。
MT的金属具有动力学不稳定性,巯基具有亲核性,决定了MT 易与某些亲电物质特别是某些自由基相互作用,消除辐射形成的·OH 自由基。
MT具有抗应激作用,如动物注射糖皮质激素、干扰素、白细胞介素-Ⅰ后,肝脏中的MT合成增加;各种炎症因子及机体的应激状态(如寒冷、过度疲劳、饥饿等)都增加MTmRNA的转录。
并且MT可保护细胞抵抗重金属和烷化剂的致癌、致突作用。
重金属(Cd、Zn等)可使MT合成速率增加,可防止Zn和Cu、Hg中毒。
但MT 并不是对所有能诱导它合成的金属都具有解毒作用,如Ag、Au、Co 和Ni都能诱导MT的合成,却不对这些金属有解毒作用。
另外在细胞内,Cd-MT具有保护作用,但在细胞外,Cd-MT具有比Cd2+本身更大的肾细胞毒性。
金属硫蛋白(MT)在农业动物养殖业中的应用研究进展
金属硫蛋白(MT)在农业动物养殖业中的应用研究进展薛元勋,孙建华,王慧*(山东省山东农业大学动物科技学院,山东,泰安,271018)摘要:金属硫蛋白(MT)是一类广泛存在于生物中的低分子量、富含金属和半胱氨酸,且能被金属或其它因素诱导生成的金属结合蛋白。
是一种具有天然生物活性的物质,具有广泛的生物学功能,其主要作用是:参与微量元素的储存、运输和代谢,重金属解毒,清理自由基,拮抗电离辐射,增强机体的免疫力和抗应激等,参与DNA的复制、转录和能量代谢的调节过程。
因此,MT对提高动物的抗应激能力和健康生长,以及提高畜产品的质量等都具有重要意义。
另外,MT 还可作为模型系统,应用于基因表达调控和基因工程研究领域。
本文综述了MT的结构、代谢特点、生物学功能和在养殖业中的应用,启示金属硫蛋白在养殖业中具有诱人的应用前景;MT在临床、重金属中毒与环境监测、临床应用和功能食品等方面也将有广阔的应用前景。
关键词:金属硫蛋白;养殖业;抗应激;诱导生成;应用前景金属硫蛋白(Metallothionein,MT)也称为金属硫氨酸甲基内盐,在正常生理条件下,金属硫蛋白主要是Zn或Zn、Cu结合蛋白,主要存在于动物的肝脏、肾脏、胰脏和小肠中,是一类低分子量、富含半胱氨酸、可被金属诱导的特异蛋白质。
1957年哈佛大学的Margoshes和Valee等在研究马肾脏蓄积镉的过程中首次发现并分离出MT,此后,在真核微生物、高等植物、原核生物等均发现有MT存在并能被分离出来。
在1997年的第四届国际MT会议上,被发现并确定氨基酸序列的MT共有170多种。
MT是一种具有天然生物活性的物质,具有广泛的生物学功能,涉及生物有机体的生长、发育、生殖、衰老、肿瘤发生、免疫、应激等各个方面。
其主要作用是:参与动物体内微量元素的储存、运输和代谢,解除重金属的毒性,清理体内自由基,拮抗电离辐射,增强机体的免疫力和抗应激能力,参与DNA的复制、转录和能量代谢的调节过程。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展1. 引言1.1 金属硫蛋白的定义金属硫蛋白是一类含有硫原子和金属离子的蛋白质分子,广泛存在于生物体内,包括植物、动物和微生物等。
金属硫蛋白具有良好的金属结合能力和稳定性,能够与各种金属离子形成稳定的配合物。
其结构特征主要包括含有半胱氨酸、半胱胺酸和甲硫氨酸等硫氨基酸残基,这些残基能够与金属离子形成硫金键。
金属硫蛋白在生物体内扮演着重要的角色,参与了许多生物过程,如金属离子的运输、储存和代谢等。
金属硫蛋白还能够对抗重金属等有害物质的侵害,起到一定的解毒作用。
由于金属硫蛋白在生物体内具有重要的生物学功能,因此对其调控机制和作用机制的研究十分重要。
金属硫蛋白的研究不仅有助于深入了解生物体内金属代谢的调控机制,还有助于开发相关的环境修复和生物技术应用。
1.2 重金属污染及其危害重金属污染是指铅、镉、汞等重金属元素在环境中超过自然界背景含量,并对生物体造成危害的现象。
重金属污染主要来源于工业排放、农药使用、废水排放等活动。
重金属在生物体内无法被代谢、消除,会积聚在体内,引起一系列的毒副作用。
铅可影响中枢神经系统、肾脏、血液及神经系统;镉可导致骨骼疾病、肝脏损害、肾脏损伤等;汞则对神经系统造成严重损害。
重金属污染不仅危害人类健康,还对生态环境产生负面影响,对植物、动物、微生物造成毒害,破坏生态平衡。
1.3 金属硫蛋白在重金属解毒中的作用金属硫蛋白在重金属解毒中发挥着重要的作用。
随着工业化进程的加快,地球表面的生态环境受到了严重的污染,其中重金属污染已成为严重的环境问题。
重金属如镉、铅、汞等对生物体具有较强的毒性,会对细胞结构和功能造成严重的损害。
而金属硫蛋白则可以通过与重金属结合形成不活性化合物,从而减少重金属对生物体的毒性。
金属硫蛋白在细胞内的含量和活性对于细胞对重金属的抗性起着至关重要的作用。
研究发现,在受到重金属胁迫时,生物体会增加金属硫蛋白的合成,以应对外界环境的挑战。
金属硫蛋白的表面增强拉曼光谱研究的开题报告
金属硫蛋白的表面增强拉曼光谱研究的开题报告1. 研究背景金属硫蛋白是一种重要的生物分子,在生物体内发挥着多种生物学功能,如保护机体免受多种有害环境因素的损伤等。
它由金属离子与硫化物基团结合而成,丰富的硫键使得金属硫蛋白具有良好的动态结构,这种结构对于其生物学功能的实现至关重要。
近年来,表面增强拉曼光谱技术的发展,为研究金属硫蛋白的结构和生物学功能提供了新的手段和思路。
2. 研究目的本研究旨在利用表面增强拉曼光谱技术,研究金属硫蛋白在不同条件下的结构和功能变化,为深入理解其生物学功能提供原位、高灵敏的实验数据。
具体研究内容包括:1. 建立金属硫蛋白的表面增强拉曼光谱分析方法;2. 研究金属硫蛋白在不同氧化还原状态下的结构差异;3. 研究金属硫蛋白与其他生物分子的结合特性及生物学功能;4. 探索表面增强拉曼光谱技术在研究金属硫蛋白生物学功能中的应用前景。
3. 研究方法通过文献调查和实验操作,本研究将采用以下方法:1. 利用纳米金属颗粒制备表面增强拉曼光谱探针;2. 采用电化学法、还原法等方式制备金属硫蛋白样品,利用UV-Vis、荧光光谱等手段获取样品的基本信息;3. 利用表面增强拉曼光谱分析金属硫蛋白在不同条件下的结构特征;4. 通过红外光谱、荧光光谱等手段验证结果,进一步探究金属硫蛋白的结构和功能变化;5. 借助密度泛函理论(DFT)等计算手段,解析拉曼峰对应结构和分子振动;6. 结合分子对比分析等手段,探究金属硫蛋白与其他生物分子的结合机制和生物学功能。
4. 研究意义金属硫蛋白是一种重要的生物分子,其具有的生物学功能对人类健康具有重大的影响。
本研究利用表面增强拉曼光谱技术,可以深入了解金属硫蛋白的结构和功能变化,研究结果有望为新药研发提供理论依据和实验数据。
另外,本研究的方法也具有一定的技术意义和应用前景,为生物大分子的结构与功能研究提供了新思路和手段。
金属硫蛋白及其在心血管系统疾病发生中的作用
[ sr c] M t 1 i enM )i a l — oeua- eg ta d c s n — c r e hc a en s o e o b ri ̄ y Abta t ea o o i( T s o m l l w i n yt e r h p ti w i h s b e h w d t e c t l 1tn w c r h i i o n h ic
iv l e i d oxfc to o h a y n o v d n et i ain f e v m eas r g ai g i tl, e ultn me a oim o rce l me t, s a e gig re a i as n S o . t b ls f ta e e n s c v n n fe r d c l a d O n
[ 图分 类 号 】 Q 1 R1 中 5; l
[ 献 标 识码 】 A 文
M e a l t o e n a d r i v s u a Die s s t l hi n i n Ca d o a c l r o s a e
S U IY2P N hag Qn , H N i h , H N iJ n H A i E G S un- i Z A G L- i Z O G We i , f S3 -a
c r i- r tci e ef cs o g i s c r i c ic e a r p ru i n e r fi r, D ad o p oe t f t f MT a a n t a a s h mi e e f so ,h a t al e OX- n u e a d oo ioo y y e e — v e d / u id c d c r i txc lg ,h p r 管系统疾病发生中的作用
金属硫蛋白技术发展
金属硫蛋白技术发展与市场研究金属硫蛋白(Metallot hionein,简称MT)是一类广泛存在于生物体中的低分子量、富含半胱氨酸的、能被金属诱导产生的金属结合蛋白。
自从1957年Margoshest Vanee首次发现MT以来,MT成为基础和应用科学研究的热点之一。
金属硫蛋白(metallothionein MT)是一类低分子量、富含半胱氨酸、可被金属诱导的特异蛋白质。
1957年Margoshe和Valle首次在马肾中发现并分离出MT,以后发现MT广泛存在于各种生物体中,到1997年第四届国际MT会议止,共发现并确定氨基酸序列的MT有170多种。
MT的生物学功能涉及生物体微量元素代谢、解除重金属的毒性、清除自由基以及机体生长、发育、生殖、衰老、肿瘤发生、免疫、应激等各个方面,对MT的研究涉及农业、医药、保健、生物工程等各个领域,吸引了越来越多的研究者,特别是近年来对MT与疾病关系的研究显示了开发和利用MT的诱人前景。
1985年第二届国际MT会议提出,被确认为MT的多肽具有以下几个与马肾MT相似的性质:分子量低(通常少于10000Da),金属含量高(通常4~12个金属离子/分子),半胱氨酸含量高(有丰富的Cys-X-Cys序列结构域),缺乏芳香族氨基酸,组氨酸含量极少。
MT是一个蛋白家族,包括MT-1,MT-2和MT-3,其中,MT-1和MT-2广泛存在于机体各个组织中,而MT-3(生长抑制因子)是大脑特异的成员,可以破坏培养的神经元的生存以及轴突的形成,和其他MT成员几乎以同样的方式结合重金属(如Zn,Cu,Cd)。
与其他成员不同的是,该蛋白的生物学功能是作为生长抑制因子,因为该蛋白与Cu的结合能力明显高于MT-1和MT-2。
MT的等电点一般在pH4左右,生理条件下MT通常带负电荷,因此天然状况下,所有Scys均与金属离子结合,MT可以与多种金属离子结合,结合的稳定常数一般较大。
但不同MT的解离常数因所含金属不同而异,MT的光吸收也与其所结合的金属种类有关,据此可鉴定不同的MT。
mt什么意思
mt什么意思
一、mt什么意思二、mt的检测方法概述三、mt与金属结合有关的功能
mt什么意思1、mt什么意思
MT是金属硫蛋白(Matellothionein)的简称,它含有丰富的半胱氨酸,并螯合大量金属离子,于是将其命名为金属硫蛋白。
现已证实MT广泛存在于人体、动物、植物以及微生物体内,而且其理化特性基本一致。
MT具有分子量小,富含半胱氨酸(一个MT分子中有61个氨基酸残基,其中20个是半胱氨酸)并结合有七个二价金属离子,易吸收。
热稳定性好的生物特性。
2、MT的用途
MT 的重要生理功能表现在它是一种目前所知的最有效的自由基清除剂,其清除自由基(·OH)的能力约为SOD的几千倍,而清除氧自由基(·O)的能力约是谷胱甘肽(GSH)的25 倍,而且具有很强的抗氧化活动。
3、MT的分类分布
MT的结构在生物进化中高度保守,有四种异构体,MT-Ⅰ和MT-Ⅱ在大多数哺乳动物的内脏器官中广泛存在,尤以肝、肾细胞为主,而且参加其功能调节。
MT-Ⅲ分布主要限于中枢神经系统,主要分布于星性胶质细胞(集中于细胞体和突起中),其次为神经元细胞,也有报道称少量分布于生殖细胞、小肠、胃、肾和嗅觉皮质细胞中。
MT-Ⅳ主要分布于皮肤、舌、消化道等器官的角质细胞和复层鳞状上皮细胞中。
mt的检测方法概述1、金属亲和分析法,这类方法主要是基于MT对金属的高亲合力且不同金属的亲和力具有差异性及其热稳定性而建立的。
主要通过测定MT结合金属。
金属硫蛋白的功能及应用前景
2008年第2期生物技术通报BIOTECHNOLOGYBULLETIN·综述与专论·收稿日期:2007-09-30作者简介:邢树礼(1983-),男,山东临沂人,硕士,研究方向:药物剂型研究通讯作者:赵帅(1983-),男,硕士研究生;E-mail:qustzhaoshuai@163.com序言Mt化学名为金属硫组氨酸三甲基内盐,广泛存在于生物中的低分子量,富含半胱氨酸,并能被金属诱导的金属结合蛋白[1]。
由于它具有高的金属容量和特殊的生物结构,在金属蛋白中,它的作用比较显著。
近年来,人们对它的研究日益深入,实验证明,Mt与体内微量元素的储存,转运和代谢,机体的生长发育,衰老及某些疾病有关。
此外,它还可以清除自由基,拮抗电离辐射,解毒重金属。
目前,人们发现在生长的哺乳细胞中含有大量的Mt,它可能与致癌基因的产物相似,例如a-胎蛋白[2]。
1Mt的分类和性质它在哺乳动物中有4种Mt异构体即Mt-1,Mt-2,Mt-3,Mt-4。
其中,Mt-1和Mt-2存在于所有器官中,Mt-3存在于脑组织中,Mt-4仅发现在鳞状上皮组织中。
Mt是有一组基因编码构成的,它包括10个官能团亚型[3]。
Mt-2A基因编码Mt-2蛋白,而Mt-1蛋白是由一系列Mt-1基因编码而成。
Mt在细胞的生长和分化过程中发挥着重要的作用,在生长的组织和赘生细胞中它的含量较高[4]。
Mt与二价金属离子具有高亲和性,它的分子量都为6 ̄7kDa,比一般蛋白质分子量低,Pi为3.9 ̄4.6,哺乳动物的Mt一般为61 ̄62个氨基酸残基,组成的多肽链中含有20个Cys,约占全部氨基酸的1/3,有6 ̄8个Lys,7 ̄10个Ser[5]。
它含有巯基,可以结合一定量的重金属,保护细胞和组织免受重金属金属硫蛋白的功能及应用前景邢树礼王洪光赵帅(青岛科技大学化工学院,青岛266042)摘要:金属硫蛋白(Mt)是科学家margoshes和vallee发现的,它是一种低分子量,富含半胱氨酸可结合重金属的蛋白质,与调节细胞生长与增殖的金属调节蛋白有关,分布在哺乳动物组织器官中。
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8 饲料博览‘技术版 2010年第4期
化物质 的产 生 ,通 过免疫 调节诱 导金 属硫 蛋 白大量 中 Zn:Cu是 3:1,说 明 MTs能调 节 对 Cu和‘Zn的
合成 。孙 玉 生等发 现 ,哮喘豚 鼠肝 、心 、。肾、肺组 吸收 ,维持代 谢平 衡【】91。
织及血浆 中 MTs含量显著增高 ,可能与哮喘豚 鼠
非 必需重 金属元 素 和过量 的必需 重金 属元 素对
体 内氧 自由基 引 起 的过 氧 化 损 伤 有 关 ,说 明 MTs 动物的生长和发育都是有害的,金属硫蛋 白对重金
1.2.3 激 素和其 他 因素诱 导 MTs合成
丧失 了MTs合成能力 的哺乳动物细胞对 cd中毒高
有 20个半 胱氨 酸 。
砷 通过 金 属 活性 转 录 因子 一I(MTsF—I)介 导应 激
MTs家 族包 括 I、 Ⅱ、 血 、Ⅳ 4种 亚 型 ,所 信号诱导 MTs合成 。Zn是 目前应用最广的诱导
有的脊椎动物体内都存在两种或更多的 MTs亚型。 金属 ,锌 诱 导生 成 的 Zn—MTs能被 多 种 金 属 置换 ,
列 是很相 似 的 ,哺乳 动物 的 MTs均含 有 61个 氨基 但是诱导产生 的 MTs与金属结合很牢 固,不易被
酸 ,其 中 38个 相 同 ,完 全缺 乏芳 香 族 氨基 酸 和组 其他金属替换 ,所 以生物学功能受限。锰依赖于
氨酸 ,羧基末端都是丙氨酸 ,且所有这些 MTs都 IL一6诱 导 肝 脏 MTs合 成 ,并 且 对 肝 脏无 损 伤 。
组织 中表 达 。MTs—IlI主 要在 大 脑 的神 经 细 胞 和 星 不 同诱 导效果 也有 差异 ,与硫 酸锌相 比, 日粮 中添
形 细胞 、脊索 以及生殖系统的器官 中表达 。MTs一 加氨基酸锌显著提高 了肝脏 MTs mRNA基 因表达
Ⅳ的表达仅限于特定分化的复层上皮细胞 、舌和上 水平 (P<0。05)【引。
1 金属硫 蛋 白概 述
点 。机体 内预先存 在一 种或多种金属效应转录因
1.1 金属硫 蛋 白的理化 性质
子 ,与诱导金属结合后发生变构效应进而与金属效
MTs是 一类 富含半胱 氨 酸的低分 子 量金属 结合 应转录因子结合 ,对效应基因进行调控 ,促发 MTs
蛋 白,广泛存在于多种生物体内。MTs的氨基酸序 基 因转 录 【 1。重 金 属 (镉 、汞 等 )诱 导 能 力 较 强 ,
应激 性疾病 关 系密切 ,被认为 是一种 很有效 的抗 应
金属硫 蛋 白是一种 内源性 可诱导 的蛋 白质 ,能
激 蛋 白 ,其 抗 应 激 功 能 得 到 了 很 深 入 的研 究 … 。 够被许多因素如重金属 、激素等诱导合成。
MTs的生物学功能主要有清除体内 自由基 、缓解动 1.2.1 金 属诱导 MTs合 成
含量增高可能也是机体对应激的一种代偿适应性保 属离子的螯合作用是动物耐受重金属胁迫 的一种特
护反应口ol。同时大量研究发现 ,辐射 、运动 、创伤 定反 应机制 。研究 发现 ,给予 动物 重金属 (Cd、Zn)
等也 能诱 导体 内 MTs的合成 。Hidalgo等研究 表 或处理体外培养的细胞 ,可以增 强 MTs基 因的转
’
关键词:金属硫蛋 白;动物应激;机体发育
一
中图分类号 :Q513;Q959 文献标志码:A 文章编号:1001—0084(2010)04-0008-03
、
金 属 硫 蛋 白 (Metall0thioneins,MTs)是 一 类 低 消化道 。
分子 量 、富含半胱 氨酸 的金属 结合蛋 白 ,与应 激及 1.2 金 属硫 蛋 白的诱 导合 成
收稿 日期 :2010—02—04 基金项 目:国家 自然科学基金资助项 目(30671516) 作者简介:吴宗明(1984一),男 ,湖北咸丰人 ,硕士研究生 ,研 究方向为特种经济动物营养与饲料。
通讯作者 :教授 ,博士生导师。
1.2.2 应激诱 导 MTs合 成 动 物 的应 激 可 以诱 导 MTs合 成 。Beattie等研
明 ,在大 鼠饥饿 或 口渴条件 下肝脏 和 心脑等 组织 中 录,从 而增加 了 MTs合成速率。若 首先给予少量
的 MTs含量也增加fl】】。李利根等报道大 鼠烫伤后 Cd,过一定 时 间后 ,再 给 予大 剂量 (致死 量 )的 Cd,
血清锌下降,肝脏锌增加,肝脏 MTs合成增多[121。 动物或其 细胞表现 出对 cd中毒明显的颉颃作用 。
MTs—I和 MTs一11基 因在 大多数 的组 织 中表 达 ,而 在重金属解毒方面起着重要作用,同时结合在 MTs
且能 被包括 金属离 子和激 素在 内的不 同化学 物理 条 中的 zn还能够行使其他生物学功能 ,因此锌被认
件协 同诱 导 。MTs—III和 MTs—IV基 因只在 特 殊 的 为最安全最有效的 MTs诱导剂【71。黎云等发现锌源
金 属 硫 蛋 白、及 其 生 物.学 功 能
吴宗明,张 彬 ,毕小艳
(湖南农业大学 动物科技学院 ,长沙 410128)
摘 要:金属硫蛋 白能够清除体 内自由基 、缓解动物应激、调控体 内微量元素代谢及 重金属 解毒 、调控机体
、 ’
发育。文章介 绍了金属硫蛋 白的理化性质、主要功能及其应用。
物应激 、调控体内微量元素代谢及重金属解毒、调
许 多 金属 能 诱 导 MTs的合 成 。金 属 效 应 元件
控机体 发育 等作用 ,在 医学 、农 业科学 以及食 品科 被认为是金属诱导 MTs合成的起始 DNA序列,具
学等领 域应 用广泛 。
有金属 诱导增 强子 功能 ,是转 录调控 蛋 白的识别位