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。临床实验证明，MT具有调节生物体内微量元素浓度以及对重金属的解毒作用，

此外它对激素、细胞代谢的调节，细胞分化和增殖的控制以及参与紫外(UV)诱导反应

和清除自由基都有重要作用。对MT的研究和开发利用涉及农业、医药、保健、生物

工程、环境保护等各个领域。到目前为止，已经在瑞士、日本、美国、中国等国家相

继召开了 5 次金属硫蛋白国际会议。

一、MT的主要生理功能

(一)重金属的去除解毒功能

目前，金属硫蛋白解毒机理尚不明确，可能通过这样3 个途径：

1.与重金属螯合成无活性的复合物；

2.螯合重金属，并将其排出体外；

3.减少金属的进入量。目前普遍让人接受的一种观点是还原条件下MT通过巯基与金属离

子结合再形成Cys-M 或Cys-M-Cys 键。

(二)自由基的清除功能

正常情况下，参与代谢的氧大多数与氢结合生成水，然而有一部分氧被酶催化形成超氧阴离子，后者又可以形成氧化氢，它们都属于自由基。自由基有很多种，如氧自由基和羟自由基。一般来说，动物体组织内自由基较少，其参与体内的重要有益的反应。但当机体处于病理或应激时，体内自由基产生过多，就使机体许多重要的生物大分子发生不可逆的氧化损伤，从而导致细胞结构和功能的破坏甚至导致细胞的突变。由于MT具有特殊的化学结构，

其中的金属具有动力学不稳定性，巯基具有亲核性倾向，使得MT易与某些亲电性物质，特别是与某些自由基相互作用。

(三)抗肿瘤功能

近年来，MT与某些抗肿瘤药物间的相互作用已成为研究重点，深入研究MT与肿瘤的关系可望获得治疗肿瘤的有效药物。然而，有一些研究支持MT促进肿瘤细胞的生长的说法，其实是通过两种机制：

1)MT 可以向各种转录因子提供Zn，包括肿瘤抑制基因产物如P53 ，体外实验证明硫蛋白可以调节激活SP1 的转录；

2) MT能抑制细胞死亡，因此可作为抗肿瘤药物。

二、金属硫蛋白提取工艺

金属硫蛋白(MT)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，它能广泛地被重金属、电离辐射、化学药品、激素、应激激素等多种因素诱导表达合成。

(一)MT的诱导

MT 的最显著的生物特性是其可诱导性。已知的诱导因素有金属、激素、四氯化碳中毒、阿片样物质、阿霉素和其他物质（如cAMP 、干扰素和白细胞介素1 等）可进行诱导；各种应激，如压力、刺激、进食、体力限制、高温、寒冷以及由于炎症和细菌内毒素引起的组织损伤均能使MT 合成增加。目前主要靠用金属镉或锌诱导动物肝脏合成MT ，因其产率低，而价格昂贵（Sigma 公司产品超过30 美元/ 毫克，国内MT 含量90 ％以上者30 ～50 元/ 毫克），大大影响了MT 的开发应用。

1.金属对M T 的诱导

1)锌对MT 的诱导

2)镉对MT 的诱导

3)硒对MT 的诱导

2.激素对M T 的诱导

(二)MT的提取与分离纯化

1.MT的提取

可用缓冲液匀浆后直接离心法，有可在分离过程中短时间加热处理法等。

2.MT的分离纯化

一般最常用的方法是凝胶过滤和离子交换技术相结台的层析法。

(三)MT的检测方法

1.酶联免疫吸附法( ELISA ) 法检测金属硫蛋白

2.毛细管区带电泳技术( C Z E ) 检测金属硫蛋白

3.高效液相色谱方法( H PLC ) 检测金属硫蛋白

4.巯基显色法

三、MT的应用