Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系课件
微量元素锌的吸收、代谢及金属硫蛋白基因表达
Ｔｈ ｌ ｔ ｎ ｈ ｐ Ｂｅ ｗｅ ｎ ｔ ｂ ｏ ｐ ｉ ｎ ａ ｄ Ｍ ｅ ａ ｏ ｉｍ ｆ Ｚｉ ｃ ａ ｄ Ｍ Ｔ ｎ ｐ ｅ ｓｏ ｅ Ｒｅ ａ ｉ ｓ ｉ ｔ ｅ ｈｅ Ａ ｓ ｒ ｔｏ ｎ ｏ ｔｂ ｌ ｓ ｏ ｎ ｎ Ｇｅ ｅ Ｅｘ ｒ ｓ ｉ ｎ
摘 要 ： 文 通 过 分析 锌 吸 收 、 谢 与 金 属 硫 蛋 白 （ ） 关 系， 明 锌 可 以 直接 调 控 空 属 硫 蛋 白基 因表 达 ， 金 属 本 代 ＭＴ 的 表 而
硫蛋 白的生物合成谤导也将调节体 电锌的吸收 、 Ｉ， 代＿ 维持 雄内锌的穗态， ｊ ｝ 为从 分子 水平研究锌的营养挺供参考 。 关键词 ： 锌；奎属琉蛋 白（Ｉ ） ／Ｔ ；基因表达 ＇ ，
传统营养研究中所使用的营养指标几乎都是黑箱指标。如 何打破黑箱 ． 进一步揭示体内的动态变化 ． 明确养分 的吸收、 代 谢 规 律 等 就 迫 切 需 要 利 用 分 子 生 物学 技 术 来 解 决 营 养 学 上 的 相美问题 。微量元素锌 是人和动 物所必需 的一种微量元 素 ， 锌 几乎涉及新陈代谢 的每 一方 面 ， 因此对锌 的吸 收 、 谢机制研 代 究极其重要 有关锌 的研究报道较多 ， 在深人探讨锌 的吸 收、 代
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。
金属硫蛋白基本知识.
金属硫蛋白1、MT命名及定义根据与MT 结合的金属的不同，对只舍一种金属，例如Cd 或Cu 等，可分别定名为镉金属硫蛋白或铜金属碗蛋白等；还可根据结合金属的摩尔含量写成Cc7 - MT Zn y - MT等（表示每分子结合7个分子Cd或Zn）。
对于含一种以上金属，如同时含Cd 和Zn时，可写成Cd, Zn-MT。
对其分子结构上的差别，可用罗马数字和小写字母标出，例如MT-U、MT-I、MT-H a等。
经典MT 定义：根据金属硫蛋白命名委员会（Thecommitteeon the Nomenclature of Metallothionein ）的建议，1988年，Kagi 将具有以下特征的蛋白质或多肽定义为MT（Kagi & Schaffer, 1988 ）。
1. 低分子量，一般为6,000 －7,000 道尔顿，含60-63 个氨基酸残基；2. 高金属含量，每分子蛋白质可结合7个二价金属离子，或多至18个一价金属离子；3. 特有的氨基酸组成，无芳香族氨基酸及组氨酸；4. 富含Cys残基（约23-33%），无二硫键；特征的氨基酸序列，Cys残基在氨基酸序列中占据相当保守的位置；5. 所有的Cys残基均以还原态存在；并通过巯基以硫酯键结合金属离子；从而具有金属巯基化合物的特征吸收光谱。
实际上，这只是对经典MT的一个定义。
现在MT家族所包括的成员远远超出以上定义的范围。
※ Cys 半胱氨酸2、MT的分类1.1根据MT的结构差异，一般将其分3类第1类：MT的氨基酸序列中的半胱氨酸位置与最先从马肾中分离的MT的氨基酸序列中的半胱氨酸位置紧密相关的多肽。
所有哺乳动物的MT 都属于这一类。
其它来源的MT只要其基本结构与哺乳动物的MT相似亦归这一类。
第2类：MT氨基酸序列结构中的半胱氨酸位置与马肾MT关系较远，与哺乳动物MT没有或很少有相似的进化关系。
如酿酒酵母和某些高等植物的MT属于这一类。
第3类：非典型的MT。
蛋白结合锌-概述说明以及解释
蛋白结合锌-概述说明以及解释1.引言1.1 概述蛋白结合锌是指锌离子与蛋白质分子之间形成稳定的结合。
锌是一种重要的微量元素，它参与了多种生物化学过程并对生物体起着重要作用。
蛋白结合锌广泛存在于生物体的各个组织和器官中，对细胞的正常功能和生理过程至关重要。
蛋白结合锌的特点是其结合方式多样且具有高度的选择性。
锌离子可以通过与蛋白结合形成稳定的配位键，从而调节蛋白的结构和功能。
蛋白质通过特定的结构域或蛋白质序列与锌离子进行相互作用，形成具有特定功能的复合物。
蛋白结合锌在生物体中具有多种功能和作用。
首先，它参与了蛋白质的折叠和稳定化过程，促进蛋白质的正确折叠并保持其功能活性。
其次，蛋白结合锌参与了许多重要的生化反应，如酶的活性调控、DNA的结合和修复、信号转导等。
此外，蛋白结合锌还在基因表达调控、免疫应答和细胞凋亡等生理过程中发挥着重要作用。
蛋白结合锌在生物体中的重要性不可忽视。
它不仅影响了细胞的正常功能和代谢过程，而且对于维持机体的健康和稳定也是必不可少的。
许多疾病和病理状态与蛋白结合锌的异常调节有关，如某些癌症、免疫系统疾病和神经系统疾病等。
因此，对于蛋白结合锌的研究具有重要的理论和实际意义。
总之，蛋白结合锌作为一种重要的生物分子，具有多种功能和作用。
它不仅参与了生物体的正常生理过程，还对于维持机体的健康和稳定也具有重要性。
进一步的研究和深入了解蛋白结合锌的机制，有助于揭示它对生物体的影响，并为未来的治疗和疾病预防提供新的思路和方法。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：本文将以蛋白结合锌为主题，介绍蛋白结合锌的定义、特点、功能和作用，以及其在生物体中的重要性。
文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分将对蛋白结合锌进行概述，简要介绍蛋白结合锌的背景和研究现状。
同时，介绍本文的结构安排和目的，以引起读者的兴趣和注意。
正文部分将详细探讨蛋白结合锌的定义和特点，包括它是什么以及具有哪些特殊的结构或性质。
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。
生物无机化学ppt课件
Peter Agre Roderick MacKinnon
Diverse transport processes maintain the cell in a steady state that is not in equilibrium.
1.原子力显微镜 Atomic Force Microscope
clnamgca119925rbtialbanbzrbisbcdhgsb41元素主要功能缺乏症过量症fe参与多种新陈代谢过程贫血龋齿无力智力发育缓慢肝硬化cu血浆蛋白和多种酶的重要成分低蛋白血症贫血冠心病肝硬化类风湿zn控制酶的代谢活性部位等贫血高血压侏儒症头昏肠胃炎皮肤病ca传递神经脉冲肌肉收缩释放激素心律调节软骨畸形痉挛胆结石粥样硬化mg蛋白质生物合成惊厥麻木症42克汀病碘缺乏侏儒先天畸形锌缺乏厌食生长障碍骨畸形克山病硒缺乏心律不齐心脏扩大心率衰竭休克大骨节病硒缺乏有关肌肉萎缩发育障碍行动蹒跚硒中毒硒过量脱发脱甲皮肤潮红神经牙齿损害43黑皮病慢性砷中毒皮肤色素过渡沉着神经性皮炎致癌yu病慢性甲基汞中毒感觉障碍共济失调语言智力障癌慢性镉中毒易骨折骨质疏松软化变形疼痛地方性氟中毒水中氟过量氟斑釉齿氟骨病心脏病鬼剃头铊中毒脱发头晕乏力食欲不振视物模糊45六旬母亲肩背侏儒儿子30载用坏20个背篼46心律不齐心脏扩大心率衰竭休克肌肉萎缩发育障碍行动蹒跚脱发脱甲皮肤潮红神经牙齿损害皮肤色素过渡沉着神经性皮炎致癌
常量 元素
C种l、，C占于N约、a人0占H、.0体、体1M铁硒％总O重g、、、的、重的锌镍K元N量9和、9、、素高.2CP铜钴5、a％、、等S。铬氟、11、、锰碘、、
体 中
的 元 微量 素 元素
钼、钒、锡、硅、溴等
必需微 15种。
蛋白结合锌
蛋白结合锌全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：蛋白结合锌是一种常见的生化反应，它在人体内起着重要的作用。
锌是一种必需的微量元素，对于人体的生长和发育、免疫功能、神经系统、生殖系统等方面都有重要的影响。
而蛋白结合锌则是指锌与特定的蛋白质结合形成复合物，这种结合可以调节蛋白质的功能，从而影响细胞内的生物活动。
锌是人体内含量第二多的微量元素，仅次于铁。
它被广泛应用于各种生物学过程中，如酶活性的调节、细胞信号传导、DNA合成等。
而蛋白结合锌的形成则能够增强锌的生物利用率，进一步提高细胞内的功能。
锌结合蛋白质通常会通过特定的结构域与锌离子结合，形成稳定的复合物。
在人体内，蛋白结合锌的例子有很多。
最为典型的就是代表性的锌结合蛋白类一和锌指物类。
锌结合蛋白类一是一类具有结构域的蛋白质，它们能够通过特定的结域与锌结合，形成稳定的复合物。
这些蛋白在人体内起着重要的作用，如调节基因表达、细胞凋亡、DNA修复等。
最为著名的锌结合蛋白类一是锌指蛋白。
它们通过锌结合的方式，可以与DNA结合，调节基因的转录和翻译，从而影响细胞的生物活动。
蛋白结合锌还能够通过调节酶活性来影响细胞的生物过程。
锌结合蛋白类一中的一些蛋白质就是具有酶活性的蛋白，它们在锌的参与下才能够发挥其酶活性。
这种方式能够有效地调节细胞内生化途径的进程，维持细胞内的平衡。
第二篇示例：蛋白结合锌是一种具有重要生物学功能的复合物，它在人体中起着多种重要作用。
锌是人体所需的微量元素之一，它参与了许多生物化学反应，包括蛋白质合成、DNA合成、细胞分裂等。
而蛋白结合锌则是锌在体内的主要形式之一，通过与蛋白质结合形成复合物，实现对锌的存储、传递和调控。
蛋白结合锌的功能主要包括两个方面：一是在细胞信号传导过程中的调控作用，二是在生物分子的合成和代谢过程中的催化作用。
在细胞信号传导中，一些锌结合的受体蛋白可以通过与其他蛋白质相互作用，参与细胞内外信号传导通路的调控，从而调节细胞的生长、增殖和分化。
锌对水稻金属硫蛋白基因家族的表达以及重组酵母细胞耐受性的影响.pdf
!第!"卷!第"期!#$$"年"月锌对水稻金属硫蛋白基因家族的表达以及重组酵母细胞耐受性的影响"徐玉凤!周功克!李一勤!刘进元""清华大学生命科学与技术系分子生物学与蛋白质科学实验室!北京&’’’%(!!’’*$&’$!(收稿!!’’*$&!$!#收修改稿!"国家重点基础研究发展计划"批准号#!’’*H 9&’&"’*$和国家自然科学基金"批准号#)’!"’"#)!)’)"’%’($资助项目!""通信作者!+$,-./#/.@1]!,-./4C <.78^@-4?[@457!摘要!!采用>6:C ^?:7杂交和酵母功能互补实验!分析了&’个水稻I 类金属硫蛋白基因%_:8W 1?:&在水稻幼苗和重组酵母细胞中与‘7!U 的应答反应4‘7!U处理后样品的杂交结果显示"在幼苗的地上部分!除了)个(型_:8W 1?基因%_:8W 1?1‘G !_:8W 1?1‘L !_:8W 1?1‘2&的表达不受‘7!U的影响外!其余*个基因的表达都有不同程度的增加#而在根中!‘7!U 明显增加了_:8W 1?1X L 和_:8W 1?1a 2的转录!但_:8W 1?1X G 和_:8W 1?1[G 的转录却受到了抑制4将_:8W 1?:转化‘7!U敏感酵母突变体并获得异源表达后!&’个成员都可以在一定程度上提高酵母细胞的‘7!U耐受力!而且表现出重组酵母体内‘7!U 积累的增加4上述结果表明a <AP $I 家族的成员均能够对外加的‘7!U 产生反应!可能是通过螯合‘7!U 来增加了生物体对‘7!U 耐受性4关键词!!水稻!金属硫蛋白!诱导表达!锌离子!耐受性!!锌是生物体所必需的微量元素!是许多酶的辅因子!也是许多蛋白质活性的构成要素&&’4在缺乏锌的培养基上!当细胞内的‘7!U水平下降到每个细胞约为’4!0,6/时!细胞就会停止生长&!’4但如果细胞内游离的‘7!U 浓度过高!它又会造成对细胞的毒性4一般认为锌的毒性机理可能是由于抑制了关键代谢酶的活性!或干扰了蛋白质的正常折叠&&’4体内过量的游离‘7!U 必须被隔离或者储存起来!直到能被新合成的锌结合蛋白所利用!这样才不会造成对生物体的伤害4因此!生物在进化过程中!已经形成了一整套平衡体系来严格控制体内‘7!U 水平4生物体内普遍存在的金属硫蛋白",?C -//6C ^.6$7?.7!AP $是一类低分子量-富含半胱氨酸-具有金属结合能力的蛋白质4研究表明这类小分子蛋白质在哺乳动物控制‘7!U动态平衡中起重要作用&)’4当细胞内‘7!U 过量时!AP 能与‘7!U 结合从而解除‘7!U 的毒性%而当细胞内‘7!U 缺乏时!AP 又可作为锌的储存库释放出‘7!U或者作为锌的供体!释放给其他锌结合蛋白如锌指蛋白利用&)’4对植物AP 的研究则相对比较落后4第一个植物AP 于&3%"年才从小麦中分离出来!是一种‘7!U结合蛋白"+5$&(’4此后随着分子克隆技术的进步!从许多植物包括单子叶!双子叶植物中都克隆到了AP 基因&#(&%’4并且发现这类AP 基因的表达受到金属离子-氧化胁迫-植物激素等因子以及发育时期的调控!其表达特征随着植物的种类-AP类型的不同而表现出特异性&#(&%’4例如!‘7!U 对香蕉8W [基因表达有明显的诱导作用&%’!菊芋F 518W a 基因表达受到‘7!U 的抑制&&&’!而豌豆AP 的表达则不受‘7!U 的影响&#’4虽然植物AP 的研究大都集中在其表达特征的分析方面!但是也有一些研究发现将植物AP 转化微生物细胞!异源表达的植物AP 具有提高重组细胞对重金属离子如H @或H [的耐受性&&*(&%’4但是在植物‘7!U的动态平衡和耐33%受过程中植物AP所起作用的报道却很少!尤其是还未见有关于同一植物AP家族的各成员在‘7!U的代谢过程中所起作用的报道4在水稻基因组中!我们发现了一个由&&个AP 基因组成的AP基因家族!其中的&’个基因属于I 类AP&&(’4序列比对与表达特征分析结果表明这些基因不仅有不同的氨基酸序列!而且表达的组织特异性也不相同!暗示这些基因可能在不同的组织中行使不同的功能&&(!&#’4由于I I类AP基因"_:8W1 ??1X G$不受金属离子的诱导!在本文中我们重点研究了‘7!U对I类AP基因各成员"_:8W1?:$表达的诱导特征!并且将&’个水稻I类AP基因转化‘7!U敏感的酵母突变体!测定了表达_:8W1?:的重组酵母细胞对过量‘7!U的耐受性及其体内的锌含量4结果表明水稻I类AP基因不但受‘7!U诱导表达!而且能赋予转化酵母细胞一定程度的‘7!U耐受性!其结果将有助于更好地了解水稻AP家族不同成员在锌离子的平衡和耐受过程中的作用4!!材料与方法!"!!植物材料$生长条件和胁迫处理水稻"_"E U G:G54<H T45=4中花&’号$种子经表面消毒后!浸入稀释的A@:-<^.8?和D Y668液体培养基"&.!nA D$中!在光照培养箱中培养&![4水稻幼苗的生长条件为#&(^光照.!#h H!&’^黑暗.!’h H循环4进行‘7!U处理时!将&![的水稻幼苗的根浸泡在不同浓度的‘7H/!水溶液中!(^!然后分别收集根和地上部分!液氮速冻!贮存于G"’h H4!"’!酵母菌株$培养基和转化本研究所用的酵母菌株分别是野生型9d("(& "AF P-F4:[-X A H I a-Q$H5X Z-QI"G[-Q$和‘N H X$缺失的突变体-U"2X"AF P-F4:[-X A H I a-Q$H5X Z-Q I"G[-Qb J.X###G%8Y‘$+培养酵母细胞的培养基为d L M或含有!f葡萄糖或半乳糖的D M"<]7$ C^?C.5[?0.7?[$培养基!并根据需要补充所需营养成分&&3’4一种含有@’-X启动子"受半乳糖诱导$的穿梭载体R d+D!"I7=.C:68?7!D-7M.?86!K D F$用作目标基因在酵母中表达的载体!携有该质粒的酵母细胞可在缺乏尿嘧啶的D M固体培养基"D M$K:-)$上生长4!"(!水稻总B3C的分离与3A D P F N D@杂交使用N>?-<]L/-7C A.7.试剂盒"W.-8?7! J./[?7!V?:,-7]$提取水稻组织的总N>F!具体操作按试剂盒的说明书进行4>6:C^?:7杂交按文献&&(!&#’所述方法进行4!",!酵母功能互补实验&’个水稻I型AP基因&&(’由本室保存4为了将_:8W1?基因插入表达载体!采用外加;G$J I和M2K N I酶切位点"其中对_:8W1?1a G引入的酶切位点为c4%[I I I$的引物对克隆基因进行L H N扩增4扩增产物克隆到R d+D!载体的相应酶切位点!经测序验证后采用常规方法转化酵母细胞4转化后的酵母细胞在含有!f葡萄糖缺乏尿嘧啶的D M固体培养基"D M$K:-)$上进行选择性培养!!()[后挑取克隆!提取质粒进行L H N验证!正确的重组菌株于G"’h H保存备用4为了对重组菌株进行‘7!U耐受性测定!将重组酵母菌株在含!f葡萄糖的D M$K:-)液体培养基中培养至_B*’’S&4’!经梯度稀释后取!4#%T点样于含有不同浓度‘7!U的D M$K:-)"含!f半乳糖$固体培养基上!于)’h H培养)(([!观察菌落生长状况并照相4在用液体培养基进行测定时!将重组酵母细胞在D M"!f半乳糖$液体培养基中培养至_B*’’S’4!#!加入不同浓度‘7!U!并选取不同时段测量培养液的_B*’’值!以观测‘7!U对重组酵母细胞生长的影响4!"5!酵母细胞中R@’S含量的测定重组酵母细胞在!f半乳糖D M$K:-)液体培养基上培养到_B*’’S’4!#!加入‘7H/!到最终浓度",,6/5T G&!!(^后收集细胞!用冰冷的#’",,6/5T G&P:.<$J H/"R J*4#$!&’,,6/5T G& +M P F洗#次菌体细胞!最后用去离子水洗一次!然后用体积比#m!的硝酸#高氯酸!’’%T在%’h H 消化菌体细胞&^4消化后的样品用灭菌的去离子水稀释成&4’,T!使用质子偶联的原子发射光谱仪"I H L$F+D#a R C.,-))’’N T%T F9D!J@[<67! K D F$进行样品中‘7!U含量的测定4取)个独立的酵母样品进行检测并取平均值4’’3!第!"卷!第"期!#$$"年"月’!结果与讨论’"!!R@’S对45(678基因在水稻幼苗中表达的影响为了分析‘7!U对_:8W1?基因家族成员表达的影响!将培养&![的水稻幼苗用不同浓度"’!’4!#!’4#!&4’!!4’,,6/5T G&$‘7!U的水溶液处理!(^!然后分别提取根和地上部分的总N>F进行>6:C^?:7杂交分析4‘7!U的最高浓度的选择是依据植物研究中常用的‘7!U处理浓度&&&!!’’来确定的%而选择_:8W:基因的)e末端的非翻译序列作为基因特异性的探针4>6:C^?:7杂交结果如图&所示4在水稻幼苗的地上部分!除了(型_:8W1?基因的)个基因"_:8W1?1‘G!_:8W1?1‘L!_:8W1?1‘2$的表达不受‘7!U的影响外!_:8W1?基因家族其他*个成员的表达水平都有不同程度的上调!特别是_:8W1?1X L和_:8W1?1a G的表达还呈现出‘7!U浓度依赖的上调模式4_:8W1?1[G是在地上部分中响应‘7!U胁迫应答最强的基因!在!#’%,6/5T G&‘7!U处理!(^后即被强烈诱导4虽然‘7!U对于地上部分(型_:8W1?基因,N>F的水平没有影响!但是在根中(型_:8W1?基因的表达在!#’%,6/5T G&‘7!U处理!(^后也被诱导表达4在根中‘7!U处理还明显增加了_:8W1?1X L和_:8W1?1a2的转录!但却明显抑制了_:8W1?1X G和_:8W1?1[G的转录4而‘7!U对_:8W1?1a G!_:8W1?1a L和_:8W1?1[L 基因在根中的表达要么没有影响要么仅有轻微影响4这些结果一方面揭示了‘7!U对_:8W1?:基因的表达调控是一个复杂的过程!也说明了家族成员之间在水稻不同组织‘7!U的动态平衡和耐受过程中!所起的作用既有差别!又有重叠4在水稻幼苗的地上部分!‘7!U可以增加大部分_:8W1?家族成员的表达!说明它们可能参与水稻‘7!U的耐受!储存和地上部分组织之间的转运过程4而在根中! _:8W1?1X G和_:8W1?1[G在根中的表达受‘7!U的下调!表明它们可能参与‘7!U从土壤中的吸收!而其他的_:8W1?:"除了_:8W1?1[L外$!在根中的表达受‘7!U的正向调控!暗示它们可能参与了根中‘7!U的贮存和耐受过程4图!!R@’S对45(678基因家族成员表达的影响每泳道上样量为!’%8总N>F%所用探针分别为&’个_:8W1?基因的)e末端特异序列4溴化乙锭"+9$染色的凝胶":N>F$作为指示上样量的对照’"’!水稻45(678基因互补酵母R@’S敏感细胞的功能研究基因功能的方法通常是制作基因缺失或过量表达的稳定转基因株系或者植物细胞来进行的!然而单个AP基因缺失的重组植物与野生型植物之&’3 !第!"卷!第"期!#$$"年"月间在表型上并没有差别&"’!给a<AP功能的检测带来了困难4在已经获得了许多金属离子敏感的酵母突变体的基础上!人们常常用酵母作为分析金属离子平衡和耐受相关基因功能的模式系统&!&’4b J.X 编码了一个阳离子转运蛋白!参与酵母细胞‘7!U向图’!重组酵母菌株所含质粒的%7B验证经营养缺陷筛选出的酵母菌株中的重组质粒和空载体R d+D!"依次标记为a<A P$I$&-!&;!!-!!;!!5!)-!);!(-!(;!(5!d+D!$的扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图4引物采用材料与方法中所述的各基因的特异引物4A为M T!’’’M>F标准图(!转化45(678基因的重组#9"0:酵母突变体细胞对R@!U耐受性&’个_:8W1?基因分别插入载体R d+D!!并转入-U"2X突变体细胞4野生型"9d("(&$细胞和转化R d+D!空质粒的-U"2X重组细胞作为对照4当细胞生长到_B*’’S&4’时!经系列稀释!分别取!4#%T点到含有!f半乳糖且缺失尿嘧啶的D M平板上!并加入&’,,6/5T G&的‘7H/!!于)’h H培养([后照相4每个重组质粒选取两个独立的转化子重复)次进行锌耐受性实验液泡运输的过程&!!’%而缺失b J.X基因会导致酵母突变体对‘7!U敏感!其原因可能是敲除‘N H&后使细胞内游离的‘7!U增多!从而对酵母突变体细胞产生毒性!使其生长受阻&!&’4在本研究中!我们分别将_:8W1?克隆到受半乳糖诱导表达的酵母R d+D!载体上!经序列分析确定插入序列的正确性4然后将确认插入正确序列的重组载体导入‘7!U敏感的酵母突变株-U"2X中!在添加!f葡萄糖并缺乏尿嘧啶的D M固体培养基上行选择性培养!对长出来的克隆提取质粒并进行L H N鉴定!结果如图!所示!所有扩增片段与目标片段的长度一致4最后将得到确认的重组菌株在添加不同浓度‘7!U的D M$K:-)固体培养基"!f半乳糖$上进行了功能互补实验4结果在添加&’,,6/5T G&‘7!U的培养基上!转化_:8W1?:的突变体细胞比只转化空载体R d+D!突变体细胞生长状况要好"图)$!说明所有a<AP$I<可以在一定程度上提高细胞锌的耐受能力4在‘7!U 浓度超过&#,,6/5T G&的培养基上!野生型酵母能够生长!突变体细胞则不能生长!而转化有_:8W1?的突变体在这种条件下也不能生长!说明a<AP$I<只能在一定程度上提高细胞‘7!U的耐受性"结果未显示$4这一结果与另一种植物AP"P5AP)$也只能部分缓解‘7!U对酵母细胞的毒性&!)’的报道是一致的4为了进一步验证互补实验!我们对重组细胞在添加不同浓度‘7!U的液体培养基中的生长速率和细胞内锌的含量也进行了测定4因为_:8W1?:不同家族成员表达的酵母细胞在固体培养基上的表型相似!所以本实验只选取了_:8W1?1X G和_:8W1?1X L 作为代表进行了分析4在添加有#,,6/5T G&‘7!U 的液体培养基中!-U"2X细胞生长良好!不同重组酵母之间的生长并没有差别4但是当‘7!U浓度提高到",,6/5T G&时!可以明显地观察到含有_:8W1 ?1X G和_:8W1?1X L的-U"2X重组细胞生长明显好于转化空载体的-U"2X对照细胞!这个结果和固体培养基的结果一致"图("-$$4同时对细胞内锌含量的测定结果表明含有_:8W1?1X G或者_:8W1?1X L的重组细胞内的锌浓度!比对照细胞有略微的增加"图(";$$4这些暗示出表达a<AP$I<酵母细胞的‘7!U耐受性的提高可能是由于AP蛋白螯合了细胞内游离‘7!U的结果!或者参与了‘7!U向细胞器比!’3!第!"卷!第"期!#$$"年"月如液泡的区域化隔离过程!而不是促进了‘7!U的外排4另外!有研究报道豌豆中的&型AP"7:8W’$基因和拟南芥的!型AP"8W a$基因在细菌中与@>W基因融合表达时能以不同的亲和力与锌离子结合&!(!!#’%我们对水稻&&个成员的蛋白序列进行了生物信息学分析!并没有找到它们含有定位于亚细胞器的信号肽4这个预测结果和B678等通过实验将a<AP!;"a<AP$I$!;$定位于植物细胞的细胞质的结果一致&!*’4T??等人将拟南芥F C AP)和V X L 融合在保卫细胞中表达!证明F C AP)也定位在细胞质中&&"’4这些都暗示AP有可能在植物的细胞质中与锌离子结合4因此我们相信a<AP$I<与细胞质中‘7!U的结合可能是其参与水稻体内锌的动态平衡和耐受的机制之一4但是_:8W1?:家族成员在水稻‘7!U动态平衡中的确切生理学和生物化学机制还需要做进一步研究4图,!45(678基因对#9"0:酵母突变体细胞中积累R@’S的影响不同转化细胞在添加",,6/5T G&‘7!U"黑柱$和不添加‘7!U"白柱$的D M$K:-)液体培养基"!f葡萄糖$中培养到_B*’’S&4’!随后用D M$K:-)"!f半乳糖$稀释这些细胞以达到起始密度约为_B*’’S’4!#!然后培育!(^后!检测_B*’’"-$和用I H L$F+D测量酵母内‘7!U的含量";$!!近年来!分析基因家族内成员之间的功能差异已成为解析基因功能研究的热点4本文分析了_:1 8W1?基因家族各成员在水稻幼苗应答‘7!U的表达特征!虽然_:8W1?家族成员之间的序列高度相似!但家族各成员的表达不仅具有不同的组织特异性&&(’!而且对‘7!U的应答反应也有所不同"图)$4但有意思的是这些基因在酵母中的异源表达却表现出相似的‘7!U耐受性4这些结果进一步提供了植物AP蛋白在应答‘7!U和提高生物体‘7!U耐受性的证据!也为进一步研究a<AP$I<参与了水稻体内‘7!U的平衡和耐受的过程的分子机理打下了坚实的基础4致谢!作者感谢法国J?7:.L6.75-:?大学的A.5^?/H^-/6C博士为本实验提供酵母菌株%9d("(&野生型!U"2X突变体&!感谢清华大学分子生物学实验室的部分成员所给予的帮助与有意义的讨论4参!考!文!献&!9?:8\A!D^.d4P^?8-/=-7.E-C.6760;.6/68]#F8:6Z.78-R R:?$5.-C.6706:C^?:6/?<60E.754D5.?75?!&33*!!"&#&’%&(&’%#!!L-/,.C?:N M!X.7[/?]D M4H/67.78-7[0@75C.67-/5^-:-5C?:.E-$C.6760-,-,,-/.-7E.75C:-7<R6:C?:C^-C5670?:<:?<.<C-75?C6E.754+A9a\!&33#!&(#*)3(*(3)!H6]/?L!L^./56Q\H!H-:?]T H!?C-/4A?C-//6C^.67?.7#P^?,@/C.R@:R6<?R:6C?.74H?//A6/T.0?D5.!!’’!!#3#*!"(*(" (!T-7?9V!b-1.6Y-N!b?77?[]P M4P^?Z^?-C8?:,+5R:6C?.7 .<-E.75567C-.7.78,?C-//6C^.67?.749.65^?,H?//9.6/!&3%"!*##&’’&(&’’##!X6:[^-,$D Y?/C67F L!T.//?]H!K:Z.7L+!?C-/4V K D?Q R:?<$ <.67.7’"G L4!K C:4:[.:?5C?[;]#e:?8.67<60C^?R?-,?C-//6C^.6$ 7?.7$/.Y?8?7?L<AP F4L/-7CA6/9.6/!&33"!)(#*#3(**%*!N-@<?:B+4D C:@5C@:?-7[0@75C.6760,?C-/5^?/-C6:<R:6[@5?[ ;]R/-7C<#P^?5-<?606:8-7.5-5.[<!-,.76-5.[<!R^]C.7-7[ ,?C-//6C^.67?.7<4H?//9.65^?,9.6R^]<!&333!)&#&%((%"!H6;;?C C H!V6/[<;:6@8^L4L^]C65^?/-C.7<-7[,?C-//6C^.6$ 7?.7<#N6/?<.7^?-=],?C-/[?C6Q.0.5-C.67-7[^6,?6<C-<.<4F7$ 7@N?=L/-7C9.6/!!’’!!#)#(&%!%!T.@L!V6^H\!T6^H D!?C-/4M.00?:?7C.-/?Q R:?<<.67-7[5^-:$)’3 !第!"卷!第"期!#$$"年"月-5C?:.E-C.6760C^:??,?C-//6C^.67?.7$/.Y?8?7?<.75-=?7[.<^;-$ 7-7-"8I:G G2I$4%G5G$4L^]<.6/L/-7C!!’’!!&&(#!(&(!#’3!H^?7J\!J6@B H!d-78H d!?C-/4A6/?5@/-:5/67.7860C Z6 ,?C-//6C^.67?.7$/.Y?R:6C?.78?7?<Z.C^[.00?:?7C.-/?Q R:?<<.67 R-C C?:7<0:6,<Z??C R6C-C6"?C K$K H GL G5G5G:$/?-=?<4\L/-7C L^]<.6/!!’’)!&*’##("(###&’!A-A!T-@L D!\.-d P!?C-/4P^?.<6/-C.67-7[5^-:-5C?:.E-C.67 60C]R?&,?C-//6C^.67?.7"AP$5M>F0:6,-^?-=]$,?C-/$C6/?:$ -7C R/-7C!P H:5I2G"I L"G5=4$H"A4%4L/-7CD5.!!’’)!&*("&$# #&(*’&&!H^-78P!T.@_!_@J!?C-/4F,?C-//6C^.67?.7$/.Y?8?7?^C$A P!<C:678/]?Q R:?<<?[.7.7C?:76[?<-7[76[?<60c H A4G%5F I:5I L H"K:I:-7[?00?5C<60,?C-/.67C:?-C,?7C67.C<?Q R:?<<.674 L/-7C-!!’’(!!&%#((3((##&!!A.:V!M6,?7?5^\!J@8@?CV!?C-/4F R/-7C C]R?!,?C-//6$ C^.67?.7"A P$0:6,56:YC.<<@?:?<R67[<C66Q.[-C.=?<C:?<<4\ +Q R96C!!’’(!###!(%)(!(3)&)!A@:R^]F!‘^6@\!V6/[<;:6@8^L!?C-/4L@:.0.5-C.67-7[.,$ ,@76/68.5-/.[?7C.0.5-C.6760,?C-//6C^.67?.7<&-7[!0:6,’"G1 L4!K C:4:5F G A4G%G4L/-7C 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金属硫蛋白基本知识.
金属硫蛋白1、MT命名及定义根据与 MT结合的金属的不同，对只舍一种金属，例如 Cd或 Cu等，可分别定名为镉金属硫蛋白或铜金属碗蛋白等；还可根据结合金属的摩尔含量写成Cd7–MT、Zn7–MT等 (表示每分子结合7个分子Cd或Zn)。
对于含一种以上金属，如同时含 Cd和Zn时，可写成Cd，Zn-MT。
对其分子结构上的差别，可用罗马数字和小写字母标出，例如MT-Ⅱ、MT-Ⅰ、MT-Ⅱa等。
经典MT定义：根据金属硫蛋白命名委员会（Thecommitteeon the Nomenclature of Metallothionein）的建议，1988年，Kagi将具有以下特征的蛋白质或多肽定义为MT（Kagi & Schaffer, 1988）。
1.低分子量，一般为6,000－7,000道尔顿，含60-63个氨基酸残基；2.高金属含量，每分子蛋白质可结合7个二价金属离子，或多至18个一价金属离子；3.特有的氨基酸组成，无芳香族氨基酸及组氨酸；4.富含Cys残基(约23-33%)，无二硫键；特征的氨基酸序列，Cys残基在氨基酸序列中占据相当保守的位置；5.所有的Cys残基均以还原态存在；并通过巯基以硫酯键结合金属离子；从而具有金属巯基化合物的特征吸收光谱。
实际上，这只是对经典MT的一个定义。
现在MT家族所包括的成员远远超出以上定义的范围。
※ Cys半胱氨酸2、MT的分类1.1 根据 MT的结构差异，一般将其分3类第1类：MT的氨基酸序列中的半胱氨酸位置与最先从马肾中分离的 MT的氨基酸序列中的半胱氨酸位置紧密相关的多肽。
所有哺乳动物的 MT都属于这一类。
其它来源的 MT只要其基本结构与哺乳动物的MT相似亦归这一类。
第2类：MT氨基酸序列结构中的半胱氨酸位置与马肾 MT关系较远，与哺乳动物 MT没有或很少有相似的进化关系。
如酿酒酵母和某些高等植物的 MT属于这一类。
第 3类：非典型的 MT。
是一类由非转译合成的金属硫醇盐多肽，由γ-谷氨酰半胱氨酰基单元组成。
锌族元素PPT演示课件
5
合金
由于锌族元素的熔点低，使得本族元素易于形成 合金。
其中汞的合金称为汞齐，除铁系元素外，所有
金属皆可形成相应的汞齐。汞齐中的其他金属仍 然保留其原有性质。汞齐一方面在化学性质上与 其它合金相似，同时又有其特点：由于汞在常态 下是液体，因此当其它金属溶解在汞中形成汞齐 时，若溶解的金属较少，则形成的汞齐是液态或 糊状的。
6
闪锌矿
7
辰砂：HgS
8
（二）单质的性质
物理性质：
都是银白色的金属，锌表面因有一层
ZnCO3·3Zn(OH)2而略显蓝灰色，熔沸点较低，不仅 低于碱土金属，还低于铜族元素，按锌到汞的顺序
下降。这是由于锌族元素的d 电子不参与成键，且
s 电子成对，成键能力较弱，因此， 锌族元素参与
形成金属键的电子少，金属键较弱。其中，Hg 的
21
5、配合物
由于锌族的离子为18电子层结构，具有很强的极化力与明 显的变形性，因此比相应主族元素有较强的形成配合物的 倾向。在配合物中，常见的配位数为4，Zn2+的配位数为4 或6。
（1） 氨配合物
Zn2+、Cd2+离子与氨水反应，生成稳定的氨配合物： Zn2+＋4NH3 == [Zn(NH3)4]2+ K稳＝1.0×1016
活泼性
1.与碱土金属（指元素周期表中ⅡA族元素，包括铍 （Be）、镁（Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭 (Ra)六种元素）相比：
由于锌族元素次外层具有18个电子，它对核的屏蔽作用 小，有效核电荷较大，对最外层电子吸引力较强，其 第一、第二电离势之和以及电负性都比碱土金属大， 因此活泼性小于碱土金属。Biblioteka 121. 氧化物与氢氧化物：
《土壤污染治理》PPT课件
➢ 虽然多种金属可诱导PCs合成，但发挥诱导作用的不是它们的化合 物，而是游离的金属离子。因此，Rauser曾提出以胞内PCs含量作 为环境中重金属污染的定量标准的设想。
➢ Gawel等为了证明美国东北地区的森林衰萎与重金属污染有关，采 用胞内PCs含量作为金属胁迫的特异标志，结果发现衰萎树木体内 的PC水平明显高于正常树木。
➢ Nies 和Silver 研究了不同耐性植物的金属离子吸收与代谢的关系，认 为植物原生质膜有主动排出金属离子的作用。
➢ 不同种类植物的耐性和非耐性植物对不同的重金属的响应不同。如 Lolkema 等 对采自铜矿山遗址的具有耐性的植物Silene和非耐性系列进 行对比研究表明，耐性物种根中铜的浓度耍比非耐性物种明显降低，从 而认为耐性系列可能具有降低铜吸收的机制。
24 168 96 144
续表 1-2 [112] [110] [110] [111]
[113]
[117] [118] [112] [119] [120] [115] [107]
[109] [110] [110] [111]
[113]
[117] [118] [116] [120]
➢ 在重金属的胁迫下，植物的叶绿素含量将会发生变化。在镉的胁 迫下，表现为叶绿素含量下降 。叶绿素的合成过程中，主要有如 下几个步骤： 合成氨基－γ－酮戊酸, 氨基－γ－酮戊酸脱水酶, 原叶绿素还原酶 及叶绿素分子整合为色素蛋白复合物。这几个 合成过程都很容易受到镉的干扰，从而使合成过程受到阻断，造 成叶绿素含量的降低。
Cd Cd Cd Cd
Cd
Cu
Cu
Cu
Cu
Zn
过氧化物 Hg
酶
Hg
（POD）
Cd Cd Cd Cd
Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系专家讲座
Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系专家讲座
第16页
图10 G75凝胶色谱仪分析老鼠肝脏上皮细胞胞质溶胶中加入Zn2+以及Zn2++DETA/NO后MT中Zn2+改变
(资料起源：Katakai等，)
表明: NO置换了MT中Zn2+，引发其中Zn2+释放进入细胞质。
其它物质诱导MT表示是否也是经过释放MT中锌实现呢？
Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系专家讲座
第26页
Chen（1998）CD分析MTF-1F1-F6锌指结构发觉其在222nm处含有 相同A值，而与Zn2+在其锌指半胱氨酸上结合位置无关！
图20 MTF-1锌指无序性
（资料起源：Potter等， ）
这说明锌指F1-F6可能含有不一样功效性质。
Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系专家讲座
Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系专家讲座
第24页
图17 老鼠体内MTF-1激活仅仅是Zn2+作用
图18 人胚肾细胞中，Zn7-MT存在， 促进MTF-1激活
MTF-1
(资料起源：Bittel等， 1998）
（资料起源：Zhang等，）
表明MTF-1在胞内激活过程是由Zn2+引发, 其它金属离子诱导细胞质中 MTF-1激活也是依赖于其中Zn2+作用。
图24 缺失锌指F1，F5-6， MTF-1,短暂 转染果蝇SL2细胞后功效
（资料起源： Bittel等，）
说明锌指F1可能作为激活细胞质中apo-MTF-1一个功效锌指, 而锌指 F5,F6则是作为MTF-1结构锌指, 参加MTF-1结构组成。
Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系专家讲座
2017-2018学年高中生物必修一北师大版课件：第6章 细胞的信息传递(共14张PPT)
一二
3.细胞通讯的类型 (1)直接联系:相邻的两个细胞之间以特殊的通道连通起来,完成细胞之 间的信息传递。 (2)旁分泌信号:细胞分泌的信号分子通过细胞外液扩散,这些信号分子 只对邻近的细胞发生作用,协调相邻细胞的生命活动。 (3)内分泌信号:细胞分泌的信号分子如果被释放到循环系统,就会被运 送到全身各处,这些信号分子可以对距离很远的细胞发挥作用。激素调节就 属于这种通讯方式。 (4)突触信号:神经系统的细胞可以与很远的细胞进行快速联系,它们的 信号分子(神经递质)不会像激素那样通过循环系统来运输,而是通过神经 纤维的末端释放信号分子并作用于相邻细胞的受体。 4.细胞的信号转导 胞间信号发挥生理功能的第一步是与相应的受体结合,然后产生胞内 信号,将其携带的信息由细胞膜传递到细胞内,最终导致生理效应的产生。
第6章 细胞的信息传递
学习目标
思维脉络
1.说出细胞的化学信号、细胞信 细胞的信息传递
号的受体。
细胞主要利用化学物质相互传递信号
2.举例说明细胞信号转导过程。 3.阐明细胞核的结构与功能。
细胞物质代谢、能量代谢与信息传递的统一
一二
一、细胞主要利用化学物质相互传递信号
1.胞间信号 激素、神经递质、生长因子和一氧化氮等化学信号主要在细胞之间起 作用,因此称为胞间信号(又称第一信使)。此外,一些物理信号(如冷、热刺 激)和生物信号(如病原菌侵染)也可作为胞间信号传递信息。 2.受体 受体是细胞表面或内部的一种生物大分子物质,可以识别并特异地与 化学信号分子(配体)结合成复合物,从而启动一系列生物化学反应,最后导 致该信号物质产生特定的生物效应。
间的化学信号。
答案:B
12345
5.多细胞生物体内实现各个细胞间的功能协调依赖于
《金属铜离子与蛋白》PPT课件
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23
蓝铜蛋白（I型铜蛋白）的谱学特征主要 有：
紫外光谱在590～625 nm范围内有很强的 LMCT吸收（配体到金属的电荷跃迁）；
电子自旋光谱中，由铜的核自旋引起的超精细 偶合常数非常小，这是由于Cu-S键的共价性 较大、键长较短造成的；
与一般铜配合物的氧化还原电位（约160 mV） 相比，I型铜蛋白的氧化还原电位都比较高 （200～700 mV）。
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18
最后采用电化学微分脉冲伏安法研究了Cu2+与 Fe2+间的作用过程，进一步证实了紫外光谱得到 的结论。
亚铁血红素离子以铁为中心体，形成6配位的正八 面体弱场。按晶体场理论，Cu2+外层电子的3d9结 构比Fe2+的3d6结构更容易形成稳定的配合物，导 致Cu2+在与血红素中的Fe2+进行竞争配位反应时 获得优势，使得铜离子取代了血红素中的亚铁离 子，从而使得体系的电化学性质及紫外光谱图都 发生了一定程度的变化。
金属铜离子与蛋白质
编辑ppt1ຫໍສະໝຸດ 内容：研究的目的及意义 铜与血清白蛋白 铜与血红蛋白 铜蛋白和铜酶
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2
研究目的及意义
在真核生物体内，铜元素参与体内的许多生化反应， 如作为电子传递链中的供体或受体；参与细胞内的呼 吸；维持铁的代谢平衡；用于色素、神经递质的合成； 作为氧化还原酶参与体内的抗氧化过程。
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9
N-端三肽链 (HSA为Asp1-Ala2-His3 ,BSA为A sp1Thr2-His3)公认是Cu2+(Ⅱ)的强结合位点。通常金 属离子与Asp1的α-NH:和His3的咪唑基N及2个去 质子肽氮(加上轴向的Asp1的羧基)配位,形成平面 四边形(四方锥)构型。
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1
MT整个分子 呈哑铃形。 由α和β两 个大小相近 的球形结构 域组成。
（资料来源：Maret等，2002)
2
两个结构域 通过第30， 31位的残基 (铰链区)相 连。
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MT分子中没有α-螺旋和β-折叠肽段，一分子的MT可以结合7个Zn 或Cd(Michalska等，1996）。在MT分子中，每三个硫基与一个金 属离子形成复合物（Hamor ，1986)。
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报告内容
前言
MT的结构 Zn2+和MT在细胞内的表达 Zn2+介导MT在细胞内表达的机制 结语 参考文献
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一﹑前言
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图3 老鼠MT-2分子的三维结构模型图
图4 脊椎动物和酵母中两种金属硫醇盐簇形式
S
（资料来源：Vasak， 2005)
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三、Zn2+和MT在细胞内的表达
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3.1 外源性添加锌诱导MT的表达
图1 老鼠四种MT亚型的氨基酸序列
（资料来源：Meloni等，2006）
分子量少于10，000Da；含有4-12个金属离子／分子；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．
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MT的空间结构
图2 F/R探针的MT三维结构
3.2.1 NO诱导MT中的Zn2+释放引起MT的表达
图7 iNOS衍生的NO引起鼠动脉上皮细胞 中MT-1,MT-2的mRNA的表达
MT-1
MT-2
图8 外源性NO供体提供的NO与Zn2+均引起 MT-1,MT-2的mRNA的表达
Zn2+
NO
NO
Zn2+
（资料来源：Spahl，2003）
表明内源性和外源性NO均可以诱导细胞内MT的表达。
资料来源 Harford ，1991 Hidalgo，1990
Ebadi， 1988
Sullivan等，1998 Mesna ，1990； Sullivan等， 1998
外源性诱导细胞内锌浓度的升高是否也会引起MT的表达呢？
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3.2 外源性诱导胞内Zn2+浓度升高引起MT的表达
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Zn-MT结构是半胱氨酸配基诱导MT氧化还原反应的化学基础（Maret,1998）
图9 NO诱导马的肾上皮细胞MT中Zn2+的释放伴随着巯基的减少
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研究表明：细胞中加入外源性诱导剂，如NO,H2O2， 重金属离子也会引起MT的表达，而这种诱导都是通过 释放MT中的Zn2+实现。
这几种外源性诱导剂诱导细胞内Zn2+浓度的升高，其 作用方式是否相同？
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MT的mRNA在老鼠肝脏，肠道，肾脏的表达受到Zn2+的调节。 （Blalock,1988)
研究对象
肾小管上皮 细胞
鼠 肝细胞
研究内容 Zn2+刺激肾小管上皮
细胞
Zn2+诱导老鼠肝细胞
研究结果
神经瘤细胞
Zn2+刺激老鼠神经瘤 细胞
红细胞
Zn2+刺激人的红细胞 中MT含量变化
人
单核细胞
Zn2+诱导人的单核细 胞
MT-4
复层鳞状上皮细胞 表达角质素，促进上皮细胞的角质化
参考文献： Andrews，1990； Toriumi等, 2005 ；Quaife等，1994
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锌是动物必需的一种微量元素，它能与DNA或者其他 蛋白质相互作用，在所有锌依赖的酶和组织蛋白中发挥重 要的催化和结构功能（Gaither等，2001）.
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主要英文缩写符号说明
MRE：金属反应元件 MT ：金属硫蛋白 apo-MT:金属硫蛋白前体物 SH ：巯基 NLS：核定位序列 PKC：蛋白激酶C MTF-1 :金属转录因子 apo-MTF-1:无活性的金属转录因子 JNK：c-Jun氮端激酶 -TGCRCNC-：MRE核心区域共有序列
Zn2+
MT在细胞内表达
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二﹑MT的结构
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MT的一级结构
MT一般是由60一68个氨基酸残基组成的多肽单链．分子中含有大量巯 基，但不存在二硫键，在自然条件下，所有的巯基均与金属离子结合 （Binz等，1999）．
MT是胞内数量最多的锌结合蛋白,对Zn2+有很高的亲和性，Zn-MT在 基因表达和信号传递等过程中发挥重要作用（Satoh,等 1999)。
图5 MT维持胞内Zn2+稳态模拟图
图6 细胞核中锌浓度与MT在细胞中表达的关系
（资料来源：Tang等，2002）
（资料来源：Jayasurya等,2000）
说明细胞中Zn2+浓度的升高能够引起MT的表达。
1957年Margoshes,Vallee首次在马的肾脏中发现MT ，到目前为 止共发现170多种MT分子，包括MT-1～MT-4的四种基因类型。
（Sundar等，2006）
功能特 异性
MT-1,MT-2
所有组织和细胞 抵御金属离子的毒性和氧化应激
MT-3
大脑的神经元和神经胶质
参与神经细胞的生存以及轴突的形成
研究对象 鼠
研究内容
MTห้องสมุดไป่ตู้够维持细胞内的锌离子稳 态
小鼠日粮中锌的缺乏和过量均会 引起机体MT的表达
转基因小鼠会大量表达MT-1抑 制日粮中锌的缺乏
饲喂锌缺乏日粮会影响老鼠胰脏 的MT浓度和其mRNA的水平
资料来源
Cousins，1985 Kelly等，1996
Dalton,1996 Palmitre等，1996