重组铁蛋白的活性研究[设计+开题+综述]

开题报告

食品质量与安全

重组铁蛋白的活性研究

一、选题的背景与意义

铁是人体生理代谢必需元素之一，也是不可缺少的营养元素。缺铁对儿童的智力、身体发育，免疫功能，消化吸收功能均有较大影响。缺铁性贫血是世界上最普遍的营养缺乏症，会损坏免疫系统，降低人的生理和心理机能，也会阻碍大脑认识能力的发育。据估计，全球约有30％的人口受缺铁的痛苦。在以稻米等植物性食物为主食的发展中国家，缺铁的影响程度更大，有近半数的5岁以下儿童和超过一半的孕妇患有铁缺乏症。

铁蛋白是一种广泛存在于动物、植物和微生物中的铁储存蛋白，是动植物生长发育的储存铁的共同来源。当细胞内二价铁离子含量高时，铁蛋白通过它的亚铁氧化还原中心，在氧气的帮助下，将其催化氧化生成无毒的三价铁储藏在它的内部，1分子铁蛋白最多可储存4500个三价铁，这个特点是铁蛋白与其它酶最大的不同之处；当细胞需要铁时，铁蛋白在还原剂的帮助下，将三价铁还原为二价铁离子从其内部释放出来，以供其它蛋白质合成利用，所以铁蛋白在细胞内具有去除二价铁离子的毒性以及调节铁代谢平衡的双重作用，同时它还参与细胞RNA代谢的调节。有研究认为该蛋白是解决动物和人类全球饮食缺铁的有效方法。

纽虫是一类生活在浅海潮间带的无脊椎动物，在世界各地都有分布，它具有柔软、能伸展、无分节的身体，以及一个极具特征性的捕食器——能够翻转的吻。研究表明其铁蛋白有较强的结合铁的能力，因此通过基因工程技术导入铁结合蛋白基因来提高食品铁含量以改良其营养品质将具有十分重要的意义。

二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：

基本内容：

1、重组铁蛋白的获取

（1）IPTG诱导重组蛋白的表达，SDS—PAGE检测表达的情况；

（2）大量表达蛋白并检测该蛋白为可溶性还是包涵体形式存在；

（3）镍柱纯化蛋白得到实验用的蛋白；

2、重组铁蛋白的活性研究

（1）蛋白复性使蛋白恢复天然构象；

（2）重组铁蛋白对铁的吸收能力；

（3）重组铁蛋白亚铁氧化酶活性研究。

拟解决的主要问题：

1、熟悉菌株的活化和IPTG诱导表达的过程与方法；

2、掌握SDS—PAGE法检测表达蛋白；

3、检测快速表达蛋白的存在形式：可溶性还是包涵体形式，若为包涵体形

式，则需复性；

4、铁蛋白对铁吸收能力的检测方法；

5、亚铁氧化酶活性检测方法。

三、研究的方法与技术路线：

四、总体安排与进度：

2010.10-11：查阅文献，了解实验总体步骤与方法；

2010.11-12：完成重组铁蛋白的原核表达和蛋白检测，并大量表达蛋白；

2010.12-2010.1：进行蛋白纯化和复性，计算得到结果；

2010.2-2010.4：重组蛋白活性研究；

2010.5-2010.6：完成论文和答辩。

五、主要参考文献：

[1]Steven D, Aust. Ferritin as a source of iron and protection from iron-induced toxicities.Toxicology Letters, Volumes 82-83, December 1995,941-944.

[2] 袁小红，杨星勇，罗小英等.豌豆铁蛋白的纯化及其抗血清的制备[J].中国生物化学与分子生物学学报，2002(5):614-618．

[3] 王群力，孔波，黄河清.铁蛋白纳米蛋白壳结构与功能研究新进展[J].化学进展，2004，16(4):516-519．

[4] 朱王飞，钱胜峰.铁与人体健康[J].膳食指南，2004(3):47-49.

[5] 杜莉利，李太武，等.可口革囊星虫(Phascoloma esculenta)铁结合蛋白基因的研究[J].海洋与湖沼，2008，39(3):252-255.

[6] 白霞，周金林，等.微小牛蜱铁蛋白编码基因的克隆和分析[J].畜牧兽医学报，2005，36(1):66-69.

[7] 王永斌，郭长虹，郭东林.大豆铁蛋白cDNA的克隆及植物表达载体的构建大豆科学，2006，25(4):454-457.

[8] Goto F，Yoshihara T，Saiki H. Iron accumulation and enhanced growth in transgenic lettuce plants expressing the iron-binding protein ferritin[J]. Theoretical and Applied Genetics，2000，100:658-664.

[9] 王敏，易新元，曾宪芳，等.日本血吸虫铁蛋白基因的克隆、表达及其免疫诊断的研究[J].中国免疫学杂志，2004，20(10):696-699.

[10] Jyoti Velayudhan，Margaret Castor，Anthony Richhardson，et al. The role of ferritins in the physiology of Salmonella enteric sv. Typhimurium: a unique role for ferritin B in iron-sulphur cluster repair and virulence[J].Molecular Microbiology，

2007，63(5):1495-1507.

[11] 刘巧泉，姚泉洪，王红梅，等.转基因水稻胚乳中表达铁结合蛋白提高稻米铁含量.遗传学报，2004,31:518-524.

[12] 董阔，徐杰，等.大豆铁结合蛋白基因在旱稻中的表达及铁含量分析[J].中国农业科学，2006，39(11):2362-2367.

[13] 徐晓辉，郭泽建，程志强，等.铁蛋白基因的水稻转化及其功能初步分析[J].浙江大学学报，2003,29(1):49-54.

[14] 程志强，郭泽建，徐晓辉，等.转铁蛋白基因增强水稻对氧化胁迫与稻瘟病菌的抗性[J].中国水稻科学，2003,17(1):85-88.

[15] 王彩芬，付永彩，安永平，等.转大豆铁结合蛋白基因水稻的初步研究[J].西北农业学报，2008,17(6):84-87.

[16] 丁聃，王娅娜，等.细粒棘球蚴铁蛋白基因的重组、表达、纯化及免疫学特性鉴定[J].宁夏医科大学学报，2009，31(02):146-148.

[17] 曹阳，高华颖，于黎，等.人乳铁蛋白基因克隆及细胞表达研究[J].遗传，2002，

24(1):9-14.

[18] 张蓉，刁其玉.乳铁蛋白在犊牛生产中的应用及其生物信息学分析[J].乳业科学与技术，2007，1:39-42.

[19] 张述，王革非等.重组人乳铁蛋白基因克隆及表达[J].中国生物制品学杂志，2005，18(02):117-119.

[20] 高海燕，郭荣富.乳铁蛋白肽的研究现状及进展[J].中国饲料添加剂，2007,61(07):15-19.

[21] 单体中，汪以真.乳铁蛋白的生物学功能及其基因工程研究[J].中国饲料，2005(10):10-12.

[22] 康萍，印遇龙.乳铁蛋白的抑菌机制[J].中国饲料，2006(15):29-31.

[23] 邢芳芳，等.乳铁蛋白肽的生物学活性及应用前景[J].中国饲料添加剂，2006(10):1-5.

[24] 黄海青，汪以真.乳铁蛋白肽的研究进展[J].中国兽药杂志，2004，38(6):15-18.

[25] 唐传核，曹劲松，彭志英.乳铁蛋白最新研究进展—活性多肽及生理功能（Ⅱ）.中国乳品工业，2000，28(5):44-47.

[26] 吕慈仙，李太武，等.浙江沿海最新发现一种枝吻类纽虫[J].水产科学，