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《嗜热四膜虫金属硫蛋白MTT1和MTT2的结构与功能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、嗜热四膜虫金属硫蛋白MTT1和MTT2的结构与功能分析【摘要】：金属硫蛋白(MTs)是细胞胞内金属结合蛋白超家族中的一员,几乎存在于所有生物体中,有较低的分子量(7000Da),分子内缺少芳香族氨基酸或组氨酸,并且能够通过半胱氨酸残基鳖合Zn、Cu或Cd等金属离子以达到解毒的目的。在哺乳动物体内MTs维持铜离子的动态平衡和清除自由基。金属硫蛋白根据物种种类被分为15个家族,四膜虫金属硫蛋白属于第7亚家族。嗜热四膜虫是第一个完成全基因组测序的纤毛类原生动物。目前,从嗜热四膜虫全基因组数据库分析发现其有5种金属硫蛋白基
2、因：MTT1、MTT2、MTT3、MTT4和MTT5,然而它们编码蛋白的生理功能仍不清楚。为了了解不同MTs在四膜虫细胞内的功能,本课题以MTT1和MTT2为研究对象,首次对两种蛋白的结构和功能进行分析,获得结果如下：1MTT1和MTT2生物信息学分析MTT1基因编码162氨基酸的长链多肽,预测分子量为16.76kDa；而MTT2基因编码108氨基酸,预测分子量为11.17kDa,他们的分子量显著地高于其它高等真核生物。在Cys的排布模式上两者存在显著差别：MTT1主要包括Cys-Cys-Cys(嗜热四膜虫金属硫蛋
3、白MTT1和MTT2的结构与功能分析【摘要】：金属硫蛋白(MTs)是细胞胞内金属结合蛋白超家族中的一员,几乎存在于所有生物体中,有较低的分子量(7000Da),分子内缺少芳香族氨基酸或组氨酸,并且能够通过半胱氨酸残基鳖合Zn、Cu或Cd等金属离子以达到解毒的目的。在哺乳动物体内MTs维持铜离子的动态平衡和清除自由基。金属硫蛋白根据物种种类被分为15个家族,四膜虫金属硫蛋白属于第7亚家族。嗜热四膜虫是第一个完成全基因组测序的纤毛类原生动物。目前,从嗜热四膜虫全基因组数据库分析发现其有5种金属硫蛋白基因：MTT1、MT
4、T2、MTT3、MTT4和MTT5,然而它们编码蛋白的生理功能仍不清楚。为了了解不同MTs在四膜虫细胞内的功能,本课题以MTT1和MTT2为研究对象,首次对两种蛋白的结构和功能进行分析,获得结果如下：1MTT1和MTT2生物信息学分析MTT1基因编码162氨基酸的长链多肽,预测分子量为16.76kDa；而MTT2基因编码108氨基酸,预测分子量为11.17kDa,他们的分子量显著地高于其它高等真核生物。在Cys的排布模式上两者存在显著差别：MTT1主要包括Cys-Cys-Cys(CCC)和Cys-Cys(CC)结构
5、,Cys排布方式与哺乳动物金属硫蛋白的a-domain相似；MTT2主要包括Cys-X-Cys(CXC)结构,Cys排布方式与哺乳动物金属硫蛋白的(3-domain相似。2MTT1和MTT2的表达分析通过实时定量PCR的方法分析了MTT1和MTT2在细胞对数生长期的表达,发现MTT2的表达量约是MTT1的32倍。同时观察了铜、镉、S02衍生物、高盐(NaCl)和饥饿初期等条件下二者表达的差异,MTT1能够被多种诱导物有效诱导表达,而MTT2对铜离子敏感。3MTT1和MTT2基因的克隆、突变和蛋白表达纯化通过PCR从
6、四膜虫大核基因组克隆到MTT1和MTT2基因,通过定点突变将MTT1分子中的TAA和TAG突变为CAA和CAG,同时将MTT1和MTT2基因的N端突变：V4W(MTT1)和T3W(MTT2),然后将MTT1和MTT2连接pET28a表达载体构建重组表达质粒pET28a-MTT1和pET28a-MTT2,分别转化E.coliBL21(DE3)后经过1mMIPTG诱导表达,获得了MTT1和MTT2蛋白的包涵体,约占总蛋白的15-35%,包涵体溶解后经Ni2+亲和层析柱和Superdex75凝胶层析柱纯化得到目的蛋白。4
7、MTT1和MTT2蛋白的分析利用荧光光谱研究MTT1和MTT2蛋白与二价重金属离子结合的特征发现,MTT1可以结合16个镉离子,MTT2可以结合11个镉离子；圆二色谱(CD)分析发现,MTs分子中半胱氨酸残基的排布形式影响着MTs与金属离子结合后的二级结构,带有独特“CCC”簇的MTT1和“CXC”簇的MTT2在结合镉离子之前二者蛋白质二级结构类似,均以无规则卷曲为主,而结合镉离子后Cd16-MTT1复合物中α-螺旋和β-转角占据优势,而Cd11-MTT2复合物却依然以无规则卷曲为主。5Cd16-MTT1和Cd11
8、-MTT2的抗氧化能力将1mM的Cd16-MTT1和Cd11-MTT2复合物与低浓度NO(0.5mM)反应,经过傅里叶红外光谱扫描发现,有二硫键形成,证实了Cd16-MTT1和Cd11-MTT2复合物均具有抗氧化能力。6MTT1和MTT2的鳌合重金属能力利用紫外-可见光光谱对MTT1和MTT2结合第二副族(ⅡB)重金属离子的稳定常数进行了分析,MTT1和Cd
