Zn和金属硫蛋白在细胞内表达的关系课件

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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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研究对象 鼠
研究内容
MT能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
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）.
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
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。
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）．
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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
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
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
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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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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。
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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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
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
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