【金属硫蛋白】什么是金属硫蛋白?

【金属硫蛋白】什么是金属硫蛋白?

【答案】 1957年,美国科学家Margoshoes[ 1 ]在研究金属生物学作用时,从动物器官中分离出镉的金属蛋白质.由于它是一种低分子量、高巯基含量,能大量结合重金属离子,因此称为金属硫蛋白(简称MT).MT分子呈椭圆形,分两个结构域,分子量为6 000～7 000道尔顿,直径30～50 A,含有61个氨基酸,其中20个氨基酸为半胱氨酸,少数有21个,这样每一个MT分子就可以结合7～12个金属离子.人体、动物、植物以及微生物体内均含有MT,而且其理化特性基本一致,具有特殊的光吸收.MT构象较坚固,具有较强的耐热性.
　　1 与金属结合有关的功能
　　（1）MT的重金属解毒功能
　　MT是富含半胱氨酸的金属结合蛋白,其巯基能强烈螯合有毒金属,并将之排出体外,从而实现解毒功能.MT与痕量金属的代谢有关,在所有的哺乳动物组织中,MT-1和MT-2协同表达.MT-3是该家族中的脑部特异成员,能结合锌和铜,具有重要的神经生理和神经调节功能.对许多水生生物的研究表明,MT在基本金属元素的调节中起重要作用,并且对非基本的金属元素有抑制和解毒作用.MT通过与重金属结合可以有效的减轻重金属对机体的毒害,是目前临床上最理想的生物螯合解毒剂.
　　（2）MT的环保作用
　　利用MT与金属结合的特性,可以选育或用基因工程手段建立MT的高表达系统,以治理重金属污染.据报道,转酵母MT基因的烟草能显著提高对污染土壤中cu2的吸收,用这种方法可以对重金属污染区进行补救.
　　（3）MT在治疗与金属代谢有关的疾病中的作用
　　在神经细胞中某些金属元素(如Zn,Cu,Fe)的不平衡可导致某些蛋白质的相互作用,从而使这些蛋白质聚集或失调最终引起某些金属代谢失常疾病．如Wilson’s病就是一种先天性Cu积蓄症,此病起因于Cu的代谢缺陷.该病的治疗方法是,利用Zn复合物诱导肠、肝内MT的合成,从而延长wilson’s病人的生命.
　　2 与清除自由基有关的功能
　　过量自由基的产生常常导致许多疾病．而MT是体内清除自由基能力最强的一种蛋白质,其清除羟自由基的能力约为SOD的10000倍,而清除氧自由基的能力约是谷胱甘肽(CSH)的25倍,并且具有很强的抗氧化活性,在体内可以作为补体抗氧化剂．可见,MT在各种疾病的发生及拈抗中发挥着重要的作用.
　　（1）MT与抗辐射
　　电离辐射可以产生大量自由基,直接或间接使生物体受到损伤.据研究表明,口服MT能够延长被一次性大剂量电离辐射的小鼠的存活时间,降低一次性大剂量和多次小剂量电离辐射对免疫系统的损伤,口服MT能吸收进入体内的大量Cys,为修复体内受辐射作用而断裂的二硫键提供原料.
　　（2）MT与Parkison(PD)病
　　许多实验证明,MT对神经系统有保护作用.实验显示,在转基因小鼠中,MT-1的过表达可以改变脑炎症状,促进脑修复,是神经细胞中的保护因子.通过鼠刺伤模型和缺血模型的研究发现,MT一3参与中枢神经系统损伤修复.PD病是由于6一羟基多巴胺诱导自由基而产生的,而脑中某些MT异构体的诱导剂,如氧化压力、细胞因子和炎症过程等能防止这种神经毒害,这与MT清除自由基有关.
　　（3）MT抗自由基的其他作用
　　MT清除自由基的功能使其在抗衰老、抗氧化压力及细胞凋亡等过程中发挥着重要作用.MT是一种潜在的细胞凋亡负调控因子,并且在化疗中对正常机体细胞有一定的保护作用.
　　3 MT与心血管疾病
　　MT作为一种强的内源性细胞保护剂,在心血管系统抗损伤保护中发挥着重要作用,主要表现在对缺血再灌注损伤的抑制作用.临床实践证明,缺血预处理能提高体内MT含量,从而减轻再灌注造成的损伤.据实验证明,MT参与预缺血的心肌细胞保护,并通过保护氧化酶活力减轻心肌细胞缺氧／复氧所导致的损伤.
　　4 MT与肿瘤
　　MT参与肿瘤细胞的分化和增生.MT与肿瘤的关系的研究主要集中在MT与肿瘤发生、减轻抗肿瘤药物毒副作用以及与肿瘤细胞获得性耐药性等方面．MT表达缺陷是肿瘤发生的症状之一,因此,深入研究MT与肿瘤的关系,可望获得治疗肿瘤的靶药物.

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