铁蛋白研究进展(精)

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1、铁蛋白研究进展摘要铁蛋白是广泛存在于生物体的铁贮藏蛋白，具有调节铁代谢平衡、抗氧化胁迫、消除部分重金属和冇毒分子的毒害等功能.随着其结构和功能研究的深入，铁蛋白渐成为相关领域研究的热点之一•铁蛋口在基因研究、与疾病的关系、生物反应器、分离与纯化、含量测定方法、铁释放动力学、纳米材料和抗体制备等方而都冇了很大的进展.关键词:铁蛋白;功能;研究现状;转基因;疾病铁蛋白(ferritin)F1937年由Laufberge从脊椎动物马的脾脏屮纯化分离岀来⑴，具有耐稀酸pH=2.1、耐稀碱pH=12.1和耐较高温度70

2、〜75°C不变性等特性⑵.铁蛋白分子质量450kD，外形结构呈球形，由蛋白壳和铁核两部分组成.蛋白壳曲24个亚基组成高度对称性的结构，厚度约2〜2.5nm，外径11〜13nm，内径8~9nm.铁核位于蛋口壳中心，由数千氢氧化铁分子和数百磷酸盐分子组成非均匀的结构，直径约7〜8rnn.哺乳动物铁蛋白由H和L两种亚基以不同比例组成，植物、原核生物以及非脊椎肝铁蛋口由相同亚基组成⑵.动物铁蛋口大部分分布在肝、脾、骨髓、骨骼肌和肠粘膜中⑶植物中主要分布在低光合活性的非绿色质体如前质体、白色质体、有色体、造粉体以及种子

3、、幼苗、根的顶部⑷和豆科植物年幼的根瘤屮⑸•口前有关铁蛋白的研究越来越多，本文简单介绍了铁蛋口的主要功能，对其国内外研究现状进行了详细的综述.1铁蛋白的主要功能1.1调节铁代谢平衡铁在细胞内的浓度需耍严格控制[1],一方而，机体缺铁会引起很多生理上的变化，也会引发某些疾病，最常见的是缺铁性贫血;另一方面，铁又不可过量，否则可发生铁中W，引起胃肠道出血，大量铁积聚在肝脏等重要脏器，引起肝功能损害等疾病[3]・铁蛋片主要在释放和储存上对铁代谢进行调控[1]・当体内铁含量过高时，铁以Fe?+的形式贮存于铁蛋口中[3

4、],铁蛋口贮存铁的过程包括二价铁氧化、铁离子移动和矿质铁心的形成和生长[6].在出血或其他需要铁的情况下，贮存的铁可以释放，参与造血或其他含铁化合物的合成⑶1.2抗氧化胁迫过量铁会导致氧化性胁迫，称为Fenton反Fe2++H2O2-Fe3++OH+-OH）.二价铁能活化H2O2,形成轻口由基（・OH）,它具有很强的氧化能力，能改变细胞的成分，导致细胞完整性的损火，甚至导致细胞死亡•铁蛋白通过截获细胞间铁，从而阻止铁参与Fenton反应，避免产生具有很强活性的•0H,从而保护细胞免受因各种环境胁迫而导致的细胞

5、氧化性损伤[1].1.3消除部分重金属和一些有毒分子的毒害铁蛋白不仅可捕获各种重金属和劳氏紫等有机小分子[7],也适合于捕获有机磷农药⑻.除上述功能外，铁蛋白在体外还有吸氢及直接从金属电极上接受电子等功能[9].2铁蛋白基因研究现状2.1植物铁蛋白基因研究由于植物性食物的铁含量低，月•存在吸收率低的问题，使得人类铁营养主要依耐于动物食品•在以谷物等食物为主要來源的人们中，尤其是发展中国家存在严重的缺铁问题[1].近年来铁蛋白基因作为提高植物铁含量的候选基因而倍受关注[10],原因是：（1）铁蛋白贮存铁的能力高

6、于其它蛋白；（2）铁蛋白由特殊酶亚基形成，无需导入任何其它基因诱导产生翻译产物;（3）铁蛋口在单、双子叶植物中都存在;（4）铁蛋口中铁以生物可以利用形式存在.克隆其基因并导入经济作物，实现稳定而高效的表达，将会捉高植物的铁营养成分.植物中有关铁结合蛋片基因的分离和克隆已涉及大豆、豌豆、飪豆、苜蓿、玉米、油菜、拟南芥、马铃薯、兰尼等植物[1].迄今，运用转基因技术将外源铁蛋白基因导入经济作物中已有许多成功报道.Goto等［11］将由35S启动了驱动的大豆铁蛋白基因，通过农杆菌转入萬苣后，发现含铁量明显提高•据报

7、道［12］,n本东京大学的专家用屮介体把大豆基因注入水稻屮，发现这种稻米的含铁量十分丰富，每天食用200g左右就可满足人体需要的铁.2.2动物铁蛋白基因研究动物转基因技术相对于植物转基因技术而言转化效率低、操作困难，口前动物铁蛋口的研究主要集中在基因的分离和克隆上.易新元等［13］利用未成熟卵免疫的兔血清筛选H本血吸虫铁蛋白cDNA文库获得H本血吸虫铁蛋白基0.Min2Sun等［14］从腹蛙输卵管cDNA文库中克隆了两个铁蛋白重链，均表现出较高的同源性.在转基因方面的研究则较少，袁鑫等［15］根据GenBan

8、kFI本血吸虫铁蛋H基因的序列设计1对特异性引物，利用PCR从cDNA文库屮扩增该基因，获得转化植株，表明该基因可在油菜中正确表达.2.3微生物铁蛋白基因研究口前国内有关微生物铁蛋白基因的研究很少，国外相对多一些.细菌屮已经发现三种特征铁蛋白：⑴典型铁蛋白(Ft-nA)，在真核生物(H链)中也有发现；(2)血包含细菌铁蛋白(Bfr),广泛存在于细菌屮;(3)DNA结合铁蛋白(Dps),存在丁•细菌和