铁蛋白的研究现状与展望【文献综述】

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1、毕业论文文献综述食品质量与安全铁蛋白的研究现状与展望摘要：本文概括了一些关于铁蛋白的研究现状，发现铁蛋白在生物体内具有去除二价铁的毒性以及调节机体铁代谢平衡的活性。在以往对铁蛋白研究取得的进展上对该领域的研究前景做了一些展望。关键词：铁蛋白；活性；研究现状；展望铁蛋白(ferritin)于1937年由Laufberge从脊椎动物马的脾脏中纯化分离出来[1]，具有耐稀酸pH=2.1、耐稀碱pH=12.1和耐较高温度7O～75℃不变性等特性。它主要分布于肝、脾、骨髓组织中，是细胞用于储存铁离子的最重要的蛋白质。铁蛋白由蛋白质外壳和铁核两部分组成，外形结构呈

2、球形。蛋白壳由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，铁核位于蛋白壳中心，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7-8nm。哺乳动物铁蛋白由H和L两种亚基以不同比例组成，植物、原核生物铁蛋白由相同亚基组成【2】。铁蛋白的分子量因含铁量不同而异,大约为460000,体内铁蛋白含铁总量占机体含铁总量的15%～30%。因此，对纽虫进行基因克隆得到的重组铁蛋白的活性、功能和作用机理研究具有重要意义。1有关铁蛋白和重组铁蛋白的研究现状和成果自1991年国外报道了大豆铁蛋白基因的完整cDNA序列

3、以来，国外又陆续报道了国外陆续报道了豌豆、玉米、油菜、马铃薯、烟草、紫花苜蓿、羽扇豆等铁蛋白基因的cDNA序列。我国在这方面的工作起步较晚,目前报道的主要有黄花苜蓿铁蛋白cDNA的克隆与序列分析、细粒棘球蚴铁蛋白基因的重组、表达、纯化及免疫学特性鉴定和可口革囊星虫铁结合蛋白基因的研究等。转基因研究已证明大豆铁结合蛋白基因能提高水稻种子中铁结合蛋白的含量【3】。1.1调节铁代谢平衡的研究铁在细胞内的浓度需要严格控制，一方面，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，否则可发生铁中毒，引起胃肠道出血，大

4、量铁积聚在肝脏等重要脏器，引起肝功能损害等疾病。铁蛋白主要在释放和储存上对铁代谢进行调控。当体内铁含量过高时铁以Fe2+的形式贮存于铁蛋白中，铁蛋白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。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【4】。杜莉利等【5】在实验中从可口革囊星虫体液中获得铁结合蛋白基因的全长序列，当过量的“游离铁”入侵时,可口革囊星虫能启动防御机制,避免机体受损。白霞等【6】在对微小牛蜱铁蛋白编码基因的克隆和分析中从微小牛蜱克隆到1个新的铁蛋白编码基因,研究认为蜱铁蛋白很可能存在于细胞

5、溶质中,当外界大量的铁和血红蛋白被蜱消化吸收后,到达各组织器官的细胞中,铁蛋白对过多的铁进行贮存和调控,使其维持在生理水平,起到解毒作用。1.2铁蛋白基因研究由于植物性食物的铁含量低，且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来源的人们中，尤其是发展中国家存在严重的缺铁问题。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，原因是：（1）铁蛋白贮存铁的能力高于其它蛋白；（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）铁蛋白在单、双子叶植物中都存在；（4）铁蛋白中铁以生物可以利用形式存在。

6、克隆其基因并导人经济作物，实现稳定而高效的表达，将会提高植物的铁营养成分【7】。植物中有关铁结合蛋白基因的分离和克隆已涉及大豆、豌豆、豇豆、苜蓿、玉米、油莱、拟南芥、马铃薯、兰花等植物。迄今，运用转基因技术将外源铁蛋白基因导人经济作物中已有许多成功报道。Goto等将由35S启动子驱动的大豆铁蛋白基通过农杆菌转入莴苣后发现含铁量明显提高【8】。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，目前动物铁蛋白的研究主要集中在基因的分离和克隆上。王敏等【9】筛选日本血吸虫铁蛋白cDNA文库获得日本血吸虫铁蛋白基因并对其进行克隆表达及其免疫诊断的研究

7、。目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。细菌中已经发现三种特征铁蛋白：（1）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）广泛存在于细菌中；（3）DNA结合铁蛋白（Dps）存在于细菌和古细菌中【10】。1.3重组铁蛋白的研究刘巧泉等【11】尝试利用水稻胚乳中表达铁结合蛋白来方法提高稻米铁含量。董阔、徐杰等【12】在此基础上采用基因枪和农杆菌转化法，将水稻胚乳特异表达的谷蛋白基因启子Glub-1驱动下的大豆铁结合蛋白基因转入2个优良早稻品种“旱稻297”和“早稻277”。利用PCR、Southe

8、rn杂交分析方法验证转化结果。发现转基因植株T1-T3代的RT-PCR证明，外源基因在种子中