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、消除部分重金属和有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.铁蛋白在基因研究、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面都有了很大的进展.
关键词:铁蛋白;功能;研究现状;转基因;疾病
铁蛋白(ferritin)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p H = 2. 1、耐稀碱p H =12. 1和耐较高温度70～75 ℃不变性等特性[2].铁蛋白分子质量450 kD ,外形结构呈球形,由蛋白壳和铁核两部分组成.蛋白壳由24 个亚基组成高度对称性的结构,厚度约2～2. 5 nm ,外径11～13 nm ,内径8～9 nm.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7～8 nm.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白由相同亚基组成[2].动物铁蛋白大部分分布在肝、脾、骨髓、骨骼肌和肠粘膜中[3].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、幼苗、根的顶部[4]和豆科植物年幼的根瘤中[5].目前有关铁蛋白的研究越来越多,本文简单介绍了铁蛋白的主要功能,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要严格控制[1],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].铁蛋白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Fe2 +的形式贮存于铁蛋白中[3],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[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[3]
1. 2 抗氧化胁迫
过量铁会导致氧化性胁迫,称为Fenton 反应( Fe2+ + H2O2→Fe3+ + OH - + ·OH) .二价铁能活化H2O2,形成羟自由基( ·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失,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·OH,从而保护细胞免受因各种环境胁迫而导致的细胞氧化性损伤[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[8].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,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[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.克隆其基因并导入经济作物,实现稳定而高效的表达,将会提高植物的铁营养成分.
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、油菜、拟南芥、马铃薯、兰花等植物[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启动子驱动的大豆铁蛋白基因,通过农杆菌转入莴苣后,发现含铁量明显提高.据报道[12],日本东京大学的专家用中介体把大豆基因注入水稻中,发现这种稻米的含铁量十分丰富,每天食用200 g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,目前动物铁蛋白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日本血吸虫铁蛋白cDNA 文库获得日本血吸虫铁蛋白基因. 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GenBank日本血吸虫铁蛋白基因的序列设计 1 对特异性引物,利用PCR 从cDNA 文库中扩增该基因,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
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(Bf r) , 广泛存在于细菌中; (3) DNA 结合铁蛋白(Dp s) ,存在于细菌和古细菌中[16]. Andrews等[17]发现E. col i铁蛋白基因由474 bp 的碱基组成,其顺序编码一种158 个氨基酸的多肽.
3 铁蛋白与疾病的研究现状
3. 1 心脑血管疾病
随着经济的迅猛发展和人们生活方式的改变,心脑血管疾病已成为威胁人们健康的头号杀手.自1981 年Sullivan 提出铁假说以来,铁贮藏量与心脑血管疾病的关系已成为大量讨论的论题[18 ,19].许多研究表明,血清铁蛋白(Serum ferritin , SF)与动脉粥样硬化、冠心病、急性脑梗死等心脑血管疾病的形成有关.大多数研究用SF 水平评估铁假说,未来的研究是辨别铁蛋白水平升高究竟是病因,还是疾病过程副产物[19].
3. 2 肝脏疾病
肝脏是体内铁代谢的重要器官,当肝细胞内铁过度沉着,会引起肝细胞受损、肝硬化乃至肝癌. SF含量的检测能够反映肝脏的载铁量,许多研究已经证实了这一点.刘俊峰等[20]选择确诊肝炎、肝硬化各30 例,原发性肝癌11 例,测定SF 含量,结果说明其不受体内铁贮存状态影响,与肝细胞损伤程度密切相关,能真实反映肝脏功能状况.赵花等[21]对肝炎患者与健康者的SF检测对照进行比较,得到的结论是肝炎患者定期测定SF 含量,可协助临床医生及时观察肝脏受损程度,降低肝硬化和肝肿瘤的发生率.
3. 3 肿瘤
肿瘤标志物检测是近年研究较多的肿瘤诊断方法. Ricolleau等[22]在寻找乳腺癌相关的新型生物标志物时,发现铁蛋白或许可以作为乳腺癌的诊断性标志物.李静等[23]对45 例初发期急性白血病(acute leukemia , AL) 、30 例完全缓解期AL 及15例复发期AL ,15 例难治性AL 患者进行了SF的检测,发现SF水平随着病情控制逐渐降低,复发后再次升高.
3. 4 2 型糖尿病
2004 年,美国哈佛大学[24]公布了一个有关体内铁含量与Ⅱ型糖尿病发病关系的前瞻性研究,提示铁代谢异常可能在Ⅱ型糖尿病发病中有重要作用.目前Ⅱ型糖尿病的发病机制尚未明确,铁超负荷可能是通过胰岛素抵抗途径参与糖尿病的发生,也可能只是Ⅱ型糖尿病发病众多因素之一.若能确认铁蛋白增加是糖尿病的一个重要的生物标志,在Ⅱ型糖尿病众多的环境因素和遗传背景中,铁蛋白就可能作为一个潜在的新的候选诊断指标[25].
3. 5 缺铁性贫血
目前,缺铁性贫血以妇女、学龄前儿童和老人最严重[1].已有较多文献报道了对孕妇贫血的研究,并公认SF 水平能较好反映体内铁储备状态.张红岩等[26]对240 例妊娠期妇女不同孕期SF含量进行测定,结果显示SF的含量随孕期增长而降低,测定妊娠期SF可以确定孕妇有无缺铁性贫血,以及时补充铁剂,预防和治疗孕妇贫血.
3. 6 其他疾病
除上述疾病外,还有研究显示铁蛋白水平异常与艾滋病、代谢综合征、成人斯蒂尔病、早产、胸水等相关[27 - 31].
4 其他方面研究现状
4. 1 铁蛋白结构研究
近十几年来,在铁蛋白生理功能和铁代谢途径方面的研究获得一系列具有科学价值的理论和应用成果,在蛋白壳的结构方面更为显著[32]. Hempstead P D等[33]在 1. 9 埃的高分辨率下研究了重组人H 链和马L 链同源多聚体的三维结构,发现二者结构非常相似. Park等[34]用高分辨率双向凝胶电泳技术分离人类铁蛋白轻链亚基,用胰蛋白酶消化技术和MALDI2TOF质谱技术研究该轻链亚基的肽指纹图谱,用于轻链亚基的部分一级结构分析.
4. 2 铁蛋白分离纯化研究
自首次从脊椎动物中纯化到铁蛋白后,又从无脊椎动物、植物和微生物中纯化或鉴定到铁蛋白.相对于动物铁蛋白来说,植物铁蛋白分离纯化的研究起步晚[1].袁小红等[1] 将干豌豆种子粗提物经MgCl2盐析、AcA22凝胶过滤和DEAE - 纤维素阴离子交换柱层析等方法进行纯化,获得纯铁蛋白.陈旭等[35]采用硫酸铵分级盐析、DEAE阴离子交换层析、Sephacryl S - 300凝胶层析技术分离纯化鲨鱼肝铁蛋白和魟鱼肝铁蛋白. 4. 3 铁蛋白释放铁动力学研究
迄今为止,虽对铁蛋白释放铁动力学进行了详细的研究,但对铁蛋白释放铁的规律和特性仍持有争议.黄河清[36]采用差示法研究铁蛋白释放铁的动力学规律和反应级数的转换.结果表明:马脾铁蛋白释放铁的速率及相数与还原剂Na2S2O4浓度及铁还原速率无关,与该蛋白蛋白壳的调节速率有关.黄琳等[37]制备了质谱纯棕色固氮菌细菌铁蛋白,并采用释放铁动力学和肽质量指纹图谱技术分别对其进行鉴定,结果表明铁蛋白亚基之间的相互作用强度差异性可能是铁蛋白参与释放铁、储存铁和捕获有机小分子另一种新途径与过程.
4. 4 铁蛋白反应器研究
近年来生物监测和卫星遥感技术在水体污染评价中的应用愈来愈广泛.遥感技术要真正实现大范围的连续监测,必须结合能准确反映水体污染程度的生物反应监测器[7].黄河清等在这方面做了大量的研究工作,1999 年[36]模拟海水流动水体系,研究马脾铁蛋白反应器储存有毒金属离子的能力及规律;随后构建了硒- 铁蛋白电化学反应器[8],
改造后的硒- 铁蛋白不仅引起蛋白的构象变化,而且适当地拓宽了隧道宽度,加速了对有机磷农药的储存;2008 年[7]构建鲨鱼肝铁蛋白反应器,推断有机磷分子的储存位点位于表层,储存能力受控于含高磷铁比的铁核表层结构和储存有机磷的场所,并与介质中有机磷分子浓度有关.此外,在铁蛋抗体的制备[38]、铁蛋白纳米材料的研制[39]、铁蛋白含量测定方法[40]等方面也有所研究.
5 小结
铁蛋白转基因研究已取得了一定的进展,已在实验室中获得了转大豆铁蛋白基因水稻、转菜豆铁蛋白基因苹果等含铁量较2高的作物,说明铁蛋白为缓解全球铁营养缺乏病是可能的.今后的研究将集中在对铁蛋白转基因技术进行改进,寻找更加快捷、高转化率的转基因方法.当然,要把转铁蛋白作物从实验室推广到农田,还有一段长的路要走.随着铁蛋白与疾病相互关系的不断研究,越来越多的研究显示铁蛋白水平异常与许多疾病(如心脑血管疾病、肿瘤、2 型糖尿病等)相关,说明铁蛋白将可以作为这些疾病诊断和治疗的辅助手段.由于铁蛋白结构的特殊性,可利用它构建多种反应器,用于监测流动水域的水体污染;此外,还可利用铁蛋白构建纳米材料,在生物医药方面将有着广泛的应用价值.铁蛋白在应用上各种研究的深入,促进了其结构、分离纯化、含量测定、释放铁动力学、抗体制备等方面的发展.随着分子生物学、医学、蛋白质组学、现代分析技术的发展以及对铁蛋白的进一步研究,铁蛋白将在许多行业以及人们的日常生活中起着越来越重要的作用.
参考文献
[ 1 ] 袁小红,杨星勇,罗小英,等.豌豆铁蛋白的纯化及其抗血清的制备[J ] .中国生物化学与分子生物学学报,2002 (5) :614 - 618.
[ 2 ] 王群力,孔波,黄河清.铁蛋白纳米蛋白壳结构与功能研究新进展[J ] .化学进展,2004 ,16 (4) :5162519.
[ 3 ] 朱王飞,钱胜峰.铁与人体健康[J ] .膳食指南,2004 (3) :47249.
[ 4 ] Lescure A M , Proudhon D , Pesey H , et al . Fer ritin gene t ranscription is regulated by iron in soybean cell cultures [J ] . Proc Natl AcadSci USA ,1991 ,88 :822228226.
[ 5 ] Ragland M , Theil E C. Ferritin (mRNA , protein) and iron concent rations during soybean nodule
development [J ] . Plant Mol Biol ,1993 ,21 :5552560.
[ 6 ] Curie C , Briat J F. Iron t ransport and signaling in plant s [J ] . Ann Rev Plant Biol ,2003 :1832206. [ 7 ] 肖志群,翁朝红,黄河清.鲨鱼肝铁蛋白理化特性及其储存有机磷农药分子的初步研究[J ].集美大学学报:自然科学版,2008 ,13(3) :1932198.
[ 8 ] 黄河清,吴楠,林庆梅,等.硒2铁蛋白电化学反应器储存含磷化合物的研究[J ] .生物物理学报,2001 ,17 (3) :5542560.
[ 9 ] 林庆梅,乔玉欢,黄河清.铁蛋白反应器储存有毒金属离子的初步研究[J ] .厦门大学学报:自然科学版,1999 ,38 (6) :8712876.
[ 10 ] 王永斌,郭长虹,郭东林.大豆铁蛋白cDNA 的克隆及植物表达载体的构建[J ] .大豆科
学,2006 ,25 (4) :4542457.
[ 11 ] Goto F , Yoshihara T , Saiki H. Iron accumulation and enhanced growt h in t ransgenic let tuce plant s expressing t he iron2binding proteinferritin [J ] . Theoretical and Applied
Genetics ,2000 ,100 :6582664.
[ 12 ] 汪源.大豆基因植入水稻产出高铁蛋白稻米[J ] .农业装备技术,2003 ,29 (6) :35.
[ 13 ] 易新元,曾宪芳,周金春,等.日本血吸虫铁蛋白基因的筛选、克隆与表达[J ] .湖南医科大学学报,1998 ,23 :4252442.
[ 14 ] Min2Sun Kim , IL2Chan Kim , Young2Mi Lee , et al . cDNA cloning and expression of ferritin heavy chain 1 , ferritin heavy chain 2 and he2moglobin genes f rom t he fire2bellied f rog Bombina orientalis [J ] . DNA Sequence ,2005 ,10 :16 (5) :3402351.
[ 15 ] 袁鑫,黄复深,邱元,等.日本血吸虫铁蛋白基因在油菜中的表达[J ] .中国兽医学
报,2008 ,28 (8) :9262929.
[ 16 ] J yoti Velayudhan , Margaret Castor , Ant hony Richardson , et al . The role of ferritins in t he physiology of Salmonella enterica sv. Typhi2murium: a unique role for ferritin B in iron2sulphur cluster repair and virulence [J ] . Molecular Microbiology ,2007 ,63 (5) :149521507.
[ 17 ] Andrews S C , Smit h J M A , Guest J R , et al . Amino acid sequence of t he bacterioferritin (cytochrome b1) of Escherichia coli [J ] . Bio2chem Biophys Res Comm ,1989 :158 :489.
[ 18 ] 李晶晶,司海朋,李静,等.血清铁蛋白与动脉粥样硬化形成相关关系研究[J ] .中国心血管病研究杂志,2005 ,3 (9) :6782680.
[ 19 ] 刘璐,刘瑶,严玉仙.铁蛋白与动脉粥样硬化[J ] .国外医学医学地理分册,2006 ,27 (1) :11213. [ 20 ] 刘俊峰,谢涛,鞠萍,等.铁蛋白铁含量在肝脏疾病诊断中的临床意义[J ] .实用医技杂
志,2005 ,12 (9) :234022342.
[ 21 ] 赵花,张红.肝炎患者血清铁蛋白测定的临床意义[J ] .中国误诊学杂,2008 ,8 (28) :6870. [ 22 ] Ricolleau G, Charbonnel C , Lode L , et al . Surface2enhanced laser desorption/ ionizationtime of flight mass spect romet ry protein profilingidentifies ubiquitin and ferritin light chain as prognostic biomarkers in node2negative breast cancer tumors [ J ] . Proteomics ,2006 (6) :196321975.
[ 23 ] 李静,殷献录,姚伟.急性白血病血清铁蛋白水平的变化及其临床意义[J ] .安徽医学, 2006 ,27 (6) :4652466.
[ 24 ] Jiang R , Manson J E , Meigs J B , et al . Body iron stores in relation risk of type 2 diabetes in apparently healt hy women [J ] . JAMA ,2004 ,291 (6) :7112717.
[ 25 ] 刘志梅,林东源,李剑军,等.铁蛋白与Ⅱ型糖尿病[J ] .内科,2008 ,3 (3) :4422444.
[ 26 ] 张红岩,胡越,何素彦.孕妇血清铁蛋白RIA 的检测意义[J ] .放射免疫学杂志,2005 ,18 (5) :374.
[ 27 ] 杨永强,徐克前. HIV21/ AIDS患者血清铁蛋白与病情进展关系的研究[J ] .实用预防医
学,2005 ,12 (5) :109421096.
[ 28 ] 李英,蔡力,姜荣建,等.代谢综合征与血清铁蛋白关系的研究[J ] .中国实验诊断学,
2006 ,10 (11) :132121322.
[29 ] Faut rel B , Le2Moel G, Saint2Marcoux B , et al . Diagnostic value of ferritin and glycosylated ferritin in adult onset Still′s disease [J ] . JRheumatol ,2001 ,28 (2) :3222329.
[ 30 ] G oldenberg RL , T amura T , Dubard M, et al . Plasma ferritin and pregnancy outcome [J ] . Am J Obstet Gynecol ,1996 ,175(5) :135621359.
[ 31 ] 杨浏,杨文静,刘俊峰,等.铁蛋白鉴别胸腹液良恶性质的临界值选择[J ] .标记免疫分析与临床,2005 ,12 (2) :84286.
[ 32 ] 曹廷明,黄河清,孔波.分析技术在铁蛋白结构与功能研究中的应用[J ] .分析仪器,2003 (2) :38241.
[33 ] Hempstead P D , Yewdall S J , Femie A R , et al . Comparison of t he t hree2dimensional st ructures of recombinant human Hand horse Lferritins at high rsolurion [J ] . J Mol Biol ,1997 ,268
(2) :4242448.
[ 34 ] Park K S , Kim H , Kim N G, et al . Proteomic analysis and molecular characterization of tissue ferritin light chain in hepatocellularcarci2noma[J]. Hepatology ,2002 ,35 :145921466.
[ 35 ] 陈旭,黄河清,孔波,等.鲨鱼和魟鱼肝铁蛋白电泳纯的制备技术[J ] .研究报告,2004 ,28 (1) :15219.
[ 36 ] 黄河清,张凤章,林庆梅,等.马脾铁蛋白释放铁的反应级数和速率相数的转换[J ] .动物学
报,1999 ,45 (2) :1702177.
[ 37 ] 黄琳,陈旭,罗联忠,等.棕色固氮菌细菌铁蛋白捕获能力、稳定性和亚基相互作用的强度[J ] .分析化学,2008 ,36 (8) :104521050.
[ 38 ] 邢薇,刁智娟,肖代雯,等.抗人胎盘酸性铁蛋白单链抗体的构建、表达与鉴定[J ] .生物技术通讯,2006 ,17 (5) :6852687.
[ 39 ] Dickson D P E , Walton S A . Properties of magnetoferritin : A novel biomegnetic nanoparticle [J ] . Nanost ructued Materials ,1997 ,19 :5952598.
[ 40 ] 朱岚,黄飚,张祥瑞.铁蛋白时间分辨荧光免疫分析法的建立[J ] .标记免疫分析与临
床,2005 ,12 (2) :1042113.
便隐血转铁蛋白临床实验应用体会 宓庆梅上海市长征医院 粪便隐血试验是检测消化道出血的一个重要指标，检测方法选择的不同会直接影响判断消化道是否出血和出血的程度。目前，常规的检测方法有化学法（邻甲联苯胺法）和血红蛋白法（单克隆免疫法）。化学检测法中，易产生假阳性，并且敏感性偏底，对于消化道内的微量出血不易测出；血红蛋白法中，敏感性强，可以检测出很微量的出血情况，但是，消化道内大量出血反而会导致假阴性的结果。便隐血检测是美国最常使用的结肠癌和直肠癌普查初筛试验，也是目前唯一通过随机临床试验证实的，可以降低结肠癌和直肠癌所致死亡的检查，实施每年粪便隐血检测可以早期发现结肠癌和直肠癌的发生，可以降低30%的结肠癌和直肠癌患者的死亡率。本文对化学法、血红蛋白法和转铁蛋白法三种便潜血检测方法抗体法进行了比对试验。用单克隆胶体金显色技术，以试纸条一步法检测粪便中血红蛋白，有较高的敏感性和特异性。转铁蛋白单克隆抗体法试纸是由底板、吸水板、硝酸纤维素膜、抗转铁蛋白单抗金标垫、玻璃纤维样品吸液层组成，底板中部为硝酸纤维素膜，硝酸纤维素膜上有一条转铁蛋白单抗反应线和一条羊抗鼠多克隆抗体控制线，在底板一端端头为吸水板，另一端端头为玻璃纤维样品吸液层，硝酸纤维素膜两端分别与吸水板和抗转铁蛋白单抗金标垫相互交叠连接，在抗转铁蛋白单抗金标垫上压有玻璃纤维样品吸液层。当人尿液、粪便中带有转铁蛋白抗原时，样品中转铁蛋白抗原可与抗转铁蛋白单克隆抗体金标探针发生特异结合而被抗转铁蛋白单克隆抗体识别，即发生双抗夹心特异结合，因而可测定尿液、粪便中的转铁蛋白含量。 1.材料和方法 1.1试剂： 1.1.1邻甲联苯胺试剂：邻甲联苯胺1g，溶于50ml冰醋酸和50ml无水乙醇的混合液中，置于4℃冰箱中，避光保存；3%过氧化氢液。 1.1.2粪便血红蛋白胶体金试剂盒（简称WH试纸条）：万华普曼生物工程有限公司提供的万华牌“消康保”试纸条。 1.1.3转铁蛋白单克隆抗体法试剂盒：万华普曼生物工程有限公司提供的万华牌“消康保”试纸条。 1.2标本来源：本院2008年1月至3月的住院患者随机132例粪便，男81例，女51例，年龄为27岁至71岁。 1.3方法：
铁蛋白结构与功能 摘要：铁元素是生物体中的半微量元素，铁元素子生物体内的平衡对生物体的健康有着很重要的作用，而作为可以调节体内铁元素平衡的铁蛋白很早就出现在学者的研究中。铁蛋白不仅直接在人体内发挥作用，也通过植物食物的铁元素积累影响着人类的健康，所以通过阅读了几篇文献后，简单概括一下目前对铁蛋白的结构和功能的研究情况。 关键词：铁蛋白结构功能 铁是生物体很重要的一种半微量元素，对生物体的健康有着极为重要的作用，铁在动物体内参与造血、运输氧气、免疫和防御等生理过程，在植物体内则参与叶绿素的形成，但是铁含量超标则会造成消化功能紊乱、生长受阻等。所以，维持生物体体内铁含量平衡至关重要。铁蛋白是生物体内的铁贮藏蛋白质，起着调节生物体铁平衡的作用。 目前，在动物、植物和微生物体内都对铁蛋白进行了大量研究[1]，除了对其基因[2]、结构和功能做了大量研究之外，也在不断探索研究铁蛋白的方法[3]、铁蛋白的新作用[4-5]以及铁蛋白的作用方法等6-7]。由于铁元素在生物体内的重要作用和植物性食物的铁含量很低，甚至在某些地区有缺铁现象的发生，为了提高植物食物中的铁含量，有学者已经开始了通过转基因技术，将豌豆铁蛋白基因专人水稻[8-9]。
虽然铁蛋白对动物和植物都很重要，但是无论是存在分布、结构和功能上，动物和植物体内的铁蛋白都不同[10]。与动物铁蛋白相比，植物铁蛋白具有两个显着的特点：首先，植物铁蛋白在其N端具有一个独特的EP 肽段；其次，植物铁蛋白只含有H型亚基，且有两种不同的H型亚基组成。 1.铁蛋白的结构 铁蛋白分子通常由24个亚基形成一个中空的球状蛋白质外壳，内径通常为7~8nm，外径为12~13nm，厚度为2~。每个球状铁蛋白分子大约有4500个三价铁原子储存在其中。每两个铁蛋白亚基反向平行形成一组，再由这十二组亚基对构成一个近似正八面体，成4-3-2重轴对称的球状分子 (图1)。每个铁蛋白亚基外形成空心的柱状(长约5nm，直径约，且由一个两两成反向平行的4个α螺旋簇 (A、B和C、D)、C末端第五个较短α螺旋(E)以及N末端的伸展肽段 (EP) 构成。B和C螺旋之间由一段含18个氨基酸的BC环连接，E螺旋位于4α螺旋簇的尾端并与之成60° 夹角 (图2)。每个铁蛋白分子形成12个二重轴通道、8个三重轴通道和6个四重轴通道，这些通道被认为是铁蛋白内部与外部离子出入铁蛋白的必经之路，起着联系铁蛋白内部空腔与外部环境的作用。
开题报告 食品质量与安全 重组铁蛋白的活性研究 一、选题的背景与意义 铁是人体生理代谢必需元素之一，也是不可缺少的营养元素。缺铁对儿童的智力、身体发育，免疫功能，消化吸收功能均有较大影响。缺铁性贫血是世界上最普遍的营养缺乏症，会损坏免疫系统，降低人的生理和心理机能，也会阻碍大脑认识能力的发育。据估计，全球约有30％的人口受缺铁的痛苦。在以稻米等植物性食物为主食的发展中国家，缺铁的影响程度更大，有近半数的5岁以下儿童和超过一半的孕妇患有铁缺乏症。 铁蛋白是一种广泛存在于动物、植物和微生物中的铁储存蛋白，是动植物生长发育的储存铁的共同来源。当细胞内二价铁离子含量高时，铁蛋白通过它的亚铁氧化还原中心，在氧气的帮助下，将其催化氧化生成无毒的三价铁储藏在它的内部，1分子铁蛋白最多可储存4500个三价铁，这个特点是铁蛋白与其它酶最大的不同之处；当细胞需要铁时，铁蛋白在还原剂的帮助下，将三价铁还原为二价铁离子从其内部释放出来，以供其它蛋白质合成利用，所以铁蛋白在细胞内具有去除二价铁离子的毒性以及调节铁代谢平衡的双重作用，同时它还参与细胞RNA代谢的调节。有研究认为该蛋白是解决动物和人类全球饮食缺铁的有效方法。 纽虫是一类生活在浅海潮间带的无脊椎动物，在世界各地都有分布，它具有柔软、能伸展、无分节的身体，以及一个极具特征性的捕食器——能够翻转的吻。研究表明其铁蛋白有较强的结合铁的能力，因此通过基因工程技术导入铁结合蛋白基因来提高食品铁含量以改良其营养品质将具有十分重要的意义。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题： 基本内容： 1、重组铁蛋白的获取 （1）IPTG诱导重组蛋白的表达，SDS—PAGE检测表达的情况； （2）大量表达蛋白并检测该蛋白为可溶性还是包涵体形式存在；
铁的吸收 铁是人体内必需的微量元素之一，有着重要的生理功能。成人体内含铁量为35．8～89．5毫摩尔，小儿每公斤体重含0．525～1．074毫摩尔，仅占人体体重的万分之四左右，属于微量元素。正常人体每天铁的需要量：18岁少女为18毫克，青年男子15毫克，成年男子为12毫克，孕妇、乳母为18毫克。小儿由于生长发育，体重和血容量的增长，以及铁的不断丢失，必须每日从食物中摄取铁15～18毫克。 铁的来源 人们体内铁的来源平常大多由于食用含铁丰富的食物。以血红素形式存在的铁最容易被人体吸收。动物肝脏每百克含铁（25mg）、动物全血（每百克含铁15mg）和肉中的铁均是以这种形式存在，其吸收率一般为22%，最高可达25%。而植物类食物中铁大多以植酸铁、草酸铁等不溶性盐的形式存在，所以难以被人体吸收。其吸收率一般在10%以下。含铁丰富的植物类食物主要有黑木耳、海带、芝麻、大豆、南瓜子、西瓜子、芹菜、苋菜、菠菜、韭菜、小米、红枣、紫葡萄、红果、樱桃等。我们日常的食物中多数含铁量较少，有的基本测不到，有些含铁食物，不利于吸收。一般食物铁的吸收率在1％～22％。所以很容易引起铁缺乏性疾病。但有如下几种食物含铁量(每100克食物含铁量)较高：动物血含铁量最高约340毫克，吸收率也最高，为10％～76％。动物肝如猪肝含铁25毫克，牛肝含9，0毫克，猪瘦肉中含2．4毫克，吸收率也高至7％。蛋黄含铁量亦较高，但吸收率仅3％。其它含铁较高的食物有，芝麻50毫克、芥菜12毫克、芹菜8．5毫克、紫菜33．2毫克、木耳185毫克、海带150毫克、米6．7毫克等，应根据不同饮食及条件混合食用。 铁的吸收部位 近端小肠(十二指肠和空肠)是铁吸收的主要部位，也是调节铁平衡的一个关键环节。动物消化道的其它部位如胃、回肠、盲肠也能吸收少量的铁。Darrell 于1965年利用结扎小肠段技术，研究得到大鼠不同消化道部位吸收铁的能力依次为：十二指肠>回肠>小肠中段>胃。由此可见，动物整个消化道都可以吸收铁，但主要吸收部位在十二指肠。机体内铁的稳定态主要受肠道对铁的吸收率的控制。 铁的吸收形式 铁主要是Fe2+被吸收，肉类食品中的肌红蛋白所含的铁可被完整地直接吸收，植物中的铁多为Fe3+，需要还原成Fe2+或与铁螯合物结合后才容易被吸收。维生素c和其他还原剂能使Fe3+还原成Fe2+；蛋白质分解后的氨基酸、酰胺剂、胺类可促进铁成为溶解状态，均可促进铁的吸收。虽然过去的几十年已经投入了相当大的努力，各种假说，如载体转运、离子通道等机制已相继提出，但小肠黏膜铁吸收的机制一直是不清楚的。一般认为，铁在许多组织细胞被吸收(或摄取) 都是通过经典的转铁蛋白(transferrin，Tf)和转铁蛋白受体(transferrin receptor，TfR)的途径。即三价铁首先与Tf 结合，两者的结合物再与细胞表面的TfR 结合，之后经过内吞、酸化、释放和移位等步骤，铁进入胞浆，最终被细胞利用，合成血红蛋白及其他物质。但小肠肠腔表面的吸收上皮细胞不存在TfR 表达，因此，铁穿过小肠进入机体不可能通过Tf－TfR 的经典转运途径实现。近年来，在小肠黏膜细胞相继发现了DMT1(divalent metal transporter 1，二价金属离子转运蛋白)、DCb(duodenal cytochrome b，肠细胞色素B)、MTP1(metal transporter protein 1金属转运子蛋白1)和Fp1 (ferroportin 1，膜铁转运蛋白1) 和Hp (hephaestin，膜铁转运辅助蛋白) 等几种铁转运相关的蛋白质。这些蛋白的发现是铁代谢领域中近年取得的最大突破，也使小肠如何吸收铁这一重要问题有了基本答案。新的研究证实，DMT1 和DCb 两种蛋白质参与黏膜铁吸收过程(铁穿过肠吸收上皮细胞的顶端进入细胞)，而Fp1 和Hp 则参与黏膜转运过程(从肠上皮细胞的基底侧转运入血液循环)。近年来，国外学者从肠道提纯一种新的铁结合蛋白
*基金项目:国家高技术研究与发展计划(863)重大专项(2002AA206111)资助。 赵春江，男，1970年生，中国农业大学生物学院博士后。E-mail:
血清可溶性转铁蛋白受体（sTfR）检测的临床意义 发布时间：2009-3-9 被阅览数：40 次作者：检验科免疫室 血清可溶性转铁蛋白受体（sTfR）检测的临床意义 功能性缺铁的最灵敏的标志物 大多数的化验室如今用血清中的铁来评价铁的状态，包括总铁结合能力、转铁蛋白饱和度和铁蛋白。然而，这些参数有一些局限性：在紧张状态或受感染的情况下，血清中铁的水平就会降低。并且血清中铁的波动也非常大，在几天间，甚至一天之内的差别也会很大，这会影响总铁结合力和转铁蛋白饱和度的值。总铁结合力的特异性较高，但是灵敏度较差。转铁蛋白饱和度不能区分缺铁性贫血和其他慢性疾病引起的贫血。测定铁蛋白的主要缺点是，在炎症状态下铁蛋白的量也会升高。因此，在这样的情况下，即使缺铁，铁蛋白水平也会表现为正常，甚至稍高于正常。所有的这些局限性都可以在改用测定可溶性转铁蛋白受体来评价铁水平时被克服。 转铁蛋白受体是一穿膜的糖蛋白，它倾向于结合已经结合了2价铁的转铁蛋白，并且通过受体介导的内吞作用进入细胞。所有的体细胞都在其表面表达转铁蛋白受体，但75－80％的转铁蛋白受体存在于骨髓的红细胞样细胞的前体中。肝和胎盘的组织中转铁蛋白受体的密度也很高。转铁蛋白受体的细胞外部分经剪切后成为可溶性转铁蛋白受体，它与细胞上的受体的浓度成一定的比例。 测定可溶性转铁蛋白受体的主要目的是诊断是否缺铁。由于它是一个极为灵敏的标志物，诊断结果可与慢性疾病引起的贫血相区别。又由于它与红细胞生成的量有关，因此它可作为监测红细胞生成治疗效果的最早的标志物。 在缺铁性贫血发生时（此时的临床症状还不明显），铁的消耗尽首先表现为铁蛋白水平的降低，但此时可溶性转铁蛋白受体的水平仍然正常。在第二阶段，缺铁造成了血红蛋白生成障碍，此时的贫血就伴有小红细胞和血红蛋白的量不足。随着这些参与正常生理功能的铁的缺乏，可溶性转铁蛋白受体在血清中的浓度就增加了。用铁蛋白水平诊断贫血有一定的局限性，是因为它只能用来表征贫血初期短时间内的行为，不能区分缺铁性贫血和其他慢性疾病引起的贫血。另外，缺铁性贫血和其他慢性疾病引起的贫血可同时存在（复合性贫血）。区分缺铁性贫血和慢性贫血的金标准是测定骨髓中的可染铁。但这是一项创伤性检查，会令病人感到紧张。如果改为测定可溶性转铁蛋白受体就可很方便地区分缺铁性贫血和慢性贫血。 患有由慢性疾病引起的贫血的病人不一定缺铁。贫血是一个伴随性的症状，尤其在慢性炎症疾病中，例如风湿病和恶性肿瘤。慢性疾病引起的贫血的机制还未完全搞清，可能是将铁从储存地运出不足（铁分配不足），减少了红细胞生成素的刺激作用，同时缩短了红细胞的半衰期。由慢性疾病引起的贫血的患者，铁蛋白的水平不成比例地增加，引起的血红蛋白量不足和形成小红细胞的症状与缺铁性贫血的症状相似。相反，可溶性转铁蛋白受体的浓度只在缺铁的情况下才会变化，其他的因素不会影响它。在1997年发表的在Punnonen进行的一项血液诊
铁蛋白和转铁蛋白的区别 铁蛋白与转铁蛋白都是人体中的蛋白质，两者在名字上虽有一字之差，但两者的区别 却是非常大的，因此并不能将两者混为一谈，很多人都不太了解铁蛋白与转铁蛋白有什么区别，为了方便大家了解这两种蛋白，本文就为大家详细分析两者的区别。 铁蛋白与转铁蛋白的区别介绍 铁蛋白与转铁蛋白的区别分析 一般人体内既含有铁蛋白，又含有转铁蛋白，但两者并不冲突，都属于肝功能检查中 的指标，铁蛋白和转铁蛋白的正常与否能直接影响到人体的健康，对人体都十分重要，但两者也存有区别，具体如下： 1、作用区别 铁蛋白是一种贮存铁的可溶组织蛋白，其主要作用是调节人体内的铁元素平衡，同时 也能将铁运输给红细胞来合成血红蛋白；而转铁蛋白又被称为运铁蛋白，其作用是运载由消化管吸收的铁和由红细胞降解释放的铁。 转铁蛋白是转运体的蛋白成分，铁蛋白是和铁结合的存储写的蛋白成分，两者作用发挥不同，所以从铁蛋白与转铁蛋白的作用上来看，他们是不一样的。 铁蛋白和转铁蛋白的作用不同 2、临床意义 铁蛋白铁蛋白的临床意义是反映人体的铁贮备情况及机体营养状态，并判断人体是否 存在缺铁性贫血以及肝脏功能的状况；而转铁蛋白检查则是用于贫血的诊断和对治疗的监测，以及是否存在某些疾病。 在两者的临床意义上，铁蛋白检查是用于判断人体是否存在肝脏方面的疾病，比如肝癌、肾炎以及胰腺瘤等；转铁蛋白检查则是为了判断人体是否存在再生障碍性贫血、肝细胞坏死、感染性疾病、风湿性关节炎、慢性溶血性贫血以及系统性红斑狼疮等。
铁蛋白与转铁蛋白在临床意义上有区别值得一提的是，人体中的铁蛋白和转铁蛋白都可能出现异常的情况，比如偏高或偏低，就拿转铁蛋白为例，偏高容易出现缺铁性贫血、急性病毒性肝炎以及干细胞坏死。 不管是转铁蛋白偏高的危害，还是转铁蛋白偏低的危害，都不能被忽视，一旦大家遇到自身转铁蛋白出现异常，应立即就医诊治。 Tips: 无论是转铁蛋白异常还是铁蛋白异常，导致的病因并不少，在没有完全确诊的情况下不能盲目治疗，需在医院进行详查后，再经过医生的指导进行正确的治疗。
人转铁蛋白(TF)酶联免疫分析试剂盒使用说明书 本试剂盒仅供研究使用 检测范围：0.023nmol/L –1.5nmol/L 最低检测限：0.006nmol/L 特异性：本试剂盒可检测人TF，且与其他相关蛋白无交叉反应。 有效期：6 个月 预期应用：ELISA 法定量测定人血清、血浆中TF 含量。 说明 1. 试剂盒保存：2-8℃。 2. 中、英文说明书可能会有不一致之处，请以英文说明书为准。 3. 刚开启的酶联板孔中可能会含有少许水样物质，此为正常现象，不会对实验结果造成任何影响。 实验原理 用纯化的抗体包被微孔板，制成固相载体，往包被抗TF 抗体的微孔中加入标本或标准品、HRP 标记的抗TF 抗体，经过彻底洗涤后用底物显色。底物在过氧化物酶的催化下转化成蓝色，并在酸的作用下转化成最终的黄色。颜色的深浅和样品中的TF 呈正相关。用酶标仪在450nm 波长下测定吸光度（OD 值），计算样品浓度。 试剂盒组成及试剂配制 1. 酶联板(Assay plate )：一块（96 孔）。 2. 标准品（Standard）：2 瓶(冻干品)。 3. 酶结合物（HRP-conjugate）: 1 x 120μl /瓶。 4. 酶结合物稀释液(HRP-conjugate Diluent) : 1×20ml/瓶。 5. 样品稀释液(Sample Diluent)：2×20ml/瓶。 6. 底物溶液（TMB Substrate）：1×10ml/瓶。 7. 浓洗涤液（Wash Buffer）1×20ml/瓶，使用时每瓶用蒸馏水稀释25 倍。 8. 终止液（Stop Solution）：1×10ml/瓶。 需要而未提供的试剂和器材 1. 标准规格酶标仪 2. 高速离心机 3. 电热恒温培养箱 4. 干净的试管和Eppendof 管 5. 系列可调节移液器及吸头，一次检测样品较多时，最好用多通道移液器 6. 蒸馏水，容量瓶等 标本的采集及保存 1. 血清：全血标本请于室温放置2 小时或4℃过夜后于1000 x g 离心20 分钟，取上清即可检测，或将标本放于-20℃或-80℃保存，但应避免反复冻融。 2. 血浆：可用EDTA 或肝素作为抗凝剂，标本采集后30 分钟内于2 - 8° C1000 x g 离心15 分钟，或将标本放于-20℃或-80℃保存，但应避免反复冻融。 注：标本溶血会影响最后检测结果，因此溶血标本不宜进行此项检测。 标本的稀释原则： 血清，血浆样本用样本稀释液进行1:20000 倍稀释后进行检测，具体操作如下：取1μl 样本加入到99μl 的样本稀释液（1:100 稀释）中混匀，再从上述稀释液中取1μl 加入到
纳米凝胶的研究进展 摘要：纳米凝胶是由亲水性或两亲性高分子链组成的三维网状结构，它能显著的溶胀于水但是不溶解于水，由于水和凝胶网络的亲和性，水可能以键合水、束缚水和自由水等形式存在于高分子网络中而失去流动性，因此纳米凝胶能够保持一定的形状。它们可以作为一种药物载体，而且也可以通过盐键，氢键或者疏水作用自发的结合一些生物活性分子。高分子电解质的纳米凝胶可以稳定地结合带相反电荷的小分子药物和生物大分子，比如寡或多聚核苷酸（siDNA，DNA）和蛋白质。目前的研究表明纳米凝胶在生物医药方面有很广阔的应用前景。关键词：纳米凝胶药物载体 前言 纳米凝胶通常指的是由物理或者化学交联的聚合物网络组成的水凝胶颗粒， 它是一种纳米尺度的水分散体。按形成的化学键，凝胶分为两种：一种是化学凝胶（聚合物凝胶），这种凝胶是由交联的共价键而形成的三维网络结构，比如PEG-cl-PEI。另一种是物理凝胶，是由非共价键形成的三维网络结构，比如甘露糖类，右旋糖酐等。按溶剂分，则一般分为有机凝胶和水凝胶。 纳米凝胶可以很好的作为药物运输载体是因为它们有很高的负载能力，高的稳定性，更重要的是相对于普通的药物纳米载体，它们对环境敏感，比如离子强度，pH和温度。至从2002年第一篇关于纳米凝胶的合成与应用的综述发表后，这类新颖的纳米结构材料在药物，大分子和显影剂运输方面受到人们越来越大的关注。这篇综述简单介绍了纳米凝胶的合成与
应用，尤其是药剂学方面的应用。 没有负载的纳米凝胶含有大量的水而处于一种溶胀的状态。纳米凝胶可以通过生物活性因子与其多聚链基质之间的静电作用，范德华力或者疏水作用自发的负载这些因子。因此，纳米凝胶塌陷而形成稳定的纳米粒子，生物活性因子负载其中。可以在其结构中加入分散的亲水性聚合物比如聚乙二醇来阻止纳米凝胶的聚集。在负载药物的纳米凝胶络合物塌陷的过程中，这类聚合物可以暴露在其表面并形成一个亲水的保护层从而阻止了相分离。纳米凝胶表面的官能团可以进一步的用各种不同的靶向基团修饰以达到靶向输送特定部位的目的。研究表明纳米凝胶可以将其负载送到细胞里面并穿过生物膜。这种纳米凝胶有很好的稳定性并且可以保护生物活性因子不被细胞内代谢系统降解。纳米凝胶在全身性药物输送及提高口服和脑部位的生物利用度方面表现出很大的潜能。 1 纳米凝胶的制备 目前报道的制备纳米凝胶的方法有以下几种：（1）聚合物之间的物理自组装；（2）均相或微小非均相环境下的单体聚合；（3）形成了的聚合物交联；（4）模板辅助。下面详细介绍这几种方法。 许多研究团队用聚合物之间的物理自组装制备了各种不同的纳米凝胶。这种方法通常包括控制亲水性聚合物之间通过疏水作用或者静电作用或者氢键导致的聚集。这种制备纳米凝胶的方法在温和条件和水介质中进行。亲水性聚合物相互作用将生物大分子包裹其中，并且对于制备负载蛋白质的纳米凝胶非常有用。比如Akiyoshi等人通过胆固醇修饰的淀粉之间的疏水作用制备了负载胰岛素的纳米凝胶（如图1a）【1】。这种纳米凝胶在一个窄的胆固醇∕糖比例（1:40-1:100）
878 华南理工大学 2008年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 (请在答题纸上做答,试卷上做答无效,试后本卷必须与答题纸一同交回 科目名称:生物化学与分子生物学 适用专业:微生物学,生物化学与分子生物学,生物医学工程 共 8 页 (考试时间3小时,总分数150分 一. 选择题 (从备选答案中选出一个正确的答案, 每小题 1分,共 30分 1.反转录酶除了有以 RNA 为模板生成 RNA-DNA 杂交分子的功能外,还有下列活性 A DNA聚合酶和 RNase A B DNA聚合酶和 S1核酸酶 C DNA聚合酶和 RNase H D S1核酸酶和 RNaseH 2.一个酶有多种底物,判断其底物专一性强弱应依据参数 A Kcat B Km C Kcat/Km D 其它 3.DNA 分子上被依赖于 DNA 的 RNA 聚合酶特异识别的顺式元件是 A 弱化子 B 操纵子 C 启动子 D 终止子 4.蛋白质形成三级结构的驱动力是:(B A 范德华力 B 疏水作用 C 氢键 D 离子键 5.利用羟基磷灰石分离提纯蛋白质是属于
A 离子交换层析 B 吸附层析 C 亲和层析 D 分子筛层析。 6.下述哪种方法不适合用来测定核酸分子的大小及其分子量 A 电镜测量法 B 沉降分析法 C 粘度法 D 吸咐层析法。 7 .今有 A,B,C,D 四种蛋白质, 其分子体积由大到小的顺序是 A>B>C>D,在凝胶过滤柱层析过程中,最先洗脱出来的蛋白质一般应该是 A A, B B, C C, D D 8.生物体内甲基的直接供体是 A S-腺苷蛋氨酸 B 半胱氨酸 C 蛋氨酸 D 牛磺酸 9 .如果要测定一个小肽的氨基酸顺序,下列试剂中选择一个你认为最合适的 A 茚三酮 B CNBr C 胰蛋白酶 D 异硫氰酸苯酯 10 .在天然蛋白质组成中常见的一个氨基酸,它的侧链在 pH7.2和 pH13都带电荷,这个氨基酸是 A 谷氨酸 B 组氨酸 C 酪氨酸 D 精氨酸 11.某蛋白质 pI 为 7.5,在 pH6.0的缓冲液中进行自由界面电泳,其泳动方向为 A 原点不动 B 向正极泳动 C 向负极泳动 12.在接近中性的pH的条件下,下列哪种基团既可以为H +的受体,也可为H +的供体 A His-咪唑基 B Lys-ε-氨基 C Arg-胍基 D Cys-巯基 13.测定蛋白质在 DNA 上的结合部位常用方法 A Western印迹 B PCR C 限制性图谱分析 D DNaseI保护足印分析 14.人细胞 DNA 含 2.9×109碱基对,其双螺旋的总长度约为
转铁蛋白的简介 万华普曼自主研制开发的万华牌消康保?便隐血检测试纸（胶体金法），成为早期筛查消化道肿瘤的最好方法。特别是最新推出的万华牌转铁蛋白检测试纸，进一步满足了临床检验对于检测结果的准确性、拓展检测样本范围等方面的需求，能更准确的检测出全消化道出血，并且不受饮食和药物的干扰，具有更好的特异性和灵敏度。上海、北京等多个城市的多家三甲医院临床试用结果表明，该产品不仅能够显著提高上消化道出血的检出率，还可检测呕吐物、胃液和其它体液标本中的隐性出血。对于检验人员和临床医生更全面的诊断消化道出血具有重要的提示作用，开创了全消化道肿瘤过筛检验的新纪元。 转铁蛋白检测试纸（胶体金法） 1．检测原理 转铁蛋白主要存在于血浆当中，在健康人的消化道中几乎不存在。因此只要在粪便、呕吐物或其它体液中检测到转铁蛋白，即说明存在消化道出血。本产品利用免疫学方法，特异性地检测样品中的人转铁蛋白（TRF），敏感度高，结合血红蛋白免疫法检测，对全消化道出血者阳性检出率有显著的提高。 2．适用范围 ⑴.作为血红蛋白法的补充检测手段，能够起到优势互补作用，排除假阴性的干扰，提高全消化道，特别是上消化道出血的阳性检出率。 ⑵.可作为黑便鉴别诊断的常规检测方法。 ⑶.可检测呕吐物、胃液中的出血，检测样本更广泛。 3. 临床意义： ⑴.上消化道大量出血。(常见的病因有消化性溃疡、急性胃粘膜损害、食管胃底静脉曲张 和胃癌等。) ⑵.上消化道少量出血。（常见于急性糜烂性胃炎、上消化道肿瘤、消化道溃疡等） ⑶.下消化道出血。（常见于肠道恶性肿瘤、息肉及炎症性病变引起的最为常见） ⑷.消化道出血性疾病的早期发现和诊断。 ⑸.呕吐物的检查。 ⑹.提高大肠癌检出率，40岁以上健康人群早期大肠癌的筛查。 ⑺.筛查胃肠道恶性肿瘤的主要方法。（主要包括胃癌和结、直肠癌） ⑻.消化道肿瘤高危人群定期体检； 备注：胃肠道出血时，粪便中出现大量转铁蛋白，其稳定性高于血红蛋白，粪便转铁蛋白检
可溶性转铁蛋白受体（sTfR）测定 标准操作程序SOP文件 1 测定方法 颗粒增强的免疫比浊法。 2 测定原理 标本中的可溶性转铁蛋白受体（sTfR）与试剂中包被有抗sTfR抗体的胶乳颗粒相遇，发生特异性的抗原-抗体反应，形成抗原-抗体复合物，使溶液的浊度发生改变。该浊度的高低在一定抗体存在时与抗原的含量成正比，待反应完成后测定其浊度，从而使sTfR得以测定。 3 标本 血清及肝素-Li/Na抗凝血浆,处理方法见标本处理程序。 稳定性：15 - 25℃ 3天 2 - 8℃ 7天 -20℃ 4周（允许冻融1次） 4 试剂 4.1 试剂 来源：ROCHE配套试剂（详见试剂说明书）。 贮存条件及稳定性：未打开试剂盒：2－8℃储存至效期末 R1：打开后机上稳定90天 R2：打开后机上稳定90天 准备：直接使用。 4.2 校准物 来源：S1: 0.9%的NaCl S2-6: ROCHE配套sTfR专用校准品 贮存条件：校准物在2-8℃保存至效期末。 准备: 直接使用。 定标频率：A 试剂批号更换 B 由质控结果决定 4.3 质控物 来源：ROCHE sTfR专用质控品
其它适合的质控品 贮存条件：置2-8℃冰箱至有效期。 准备：直接使用。 质控间隔时间及限制：应视不同地区及各自实验室情况而定。质控结果应在限定的范围之内，如果超出范围，实验室应根据情况采取措施。 5 仪器 ROCHE MODULAR P或日立7060生化分析仪。 6 操作 见ROCHE MODULAR P生化分析仪作业指导书。参数设置见附表。 7 参考范围 男性：2.16-4.54mg/l 女性：1.79-4.63mg/l 8 线性范围 本法线性范围为0.5-40mg/l，不准确度允许范围X±3SD，不精密度CV=3.06%，灵敏度为0.068mg/l。 9 注意事项 9.1 血清标本出现溶血、脂血或黄疸的干扰情况参见抗干扰能力。 9.2 换算公式：mg/dl × 10=mg/l 9.3 仅应用于体外诊断。 10抗干扰能力： 10.1 标准：回收率在90％－110％之间。 10.2 黄疸：黄胆指数达到60时不会有明显干扰。（直接和间接胆红素浓度约为60mg/dl）。 10.3 溶血：溶血指数在1000mg/dl以下时不会有明显干扰。（血红素浓度约为1000mg/dl）。 10.4 乳糜：甘油三酯的浓度在1000mg/dl以下不会受到明显干扰。 10.5 RF < 750Iu/ml时不会受到明显干扰。 10.6 sTfR的浓度低于80mg/l时不会有HOOK效应。 11 临床意义:
植物源性重组人血清转铁蛋白的多功能性 概述 人血清转铁蛋白（htf）是人血清中主要的结合铁蛋白质，在铁转运中有重要作用。另外，htf还有许多其他的作用，包括抗菌功能和对哺乳动物细胞增殖、分化中的生长因子效用。其多功能性使其在不同疗法和商业应用中有巨大价值。然而，htf的这些成功应用很大程度上取决于大量的高质量的htf的应用。本研究中，我们将植物作为获得重组htf的一种新平台。我们的研究表明转基因植物是一种获得rhtf的有效系统，最大积累量达到了全部可溶蛋白的0.25%（或高达33.5ug/g的叶子鲜重）。此外，植物源性rhtf保持了许多与天然htf相同的生物活性。尤其是rhtf在体外可逆性的结合铁作用，表明了其抑菌活性、在无血清培养基中的支持细胞增值的作用，和在体外内化进入哺乳动物细胞的性质。本研究的成功使得未来多领域应用植物源性rhtf成为可能。植物源性rhtf突出的应用就是作为特定细胞的一种新的载体或者作为蛋白质/肽段药物的口服递送以治疗人类疾病例如糖尿病。为证明此假说，我们在植物中又额外地表达了一种包含胰高血糖素样肽段-1（GLP-1）或其衍生物的htf融合蛋白。在此，我们展示植物源性htf-GLP-1融合蛋白保持了体外培养基中内化进入哺乳动物细胞的能力。 简介 转铁蛋白Tf包含了所有脊椎动物体内发现的一系列同源性的铁结合蛋白糖蛋白（Aisen and Harris, 1989），主要功能是铁的螯合和转运。Tf是一种单分子蛋白，分子量范围为76-81 kDa，取决于糖基化程度。每种TF蛋白包含两种相似的裂片，分别叫做N-末端和C-末端，每一裂片包含单一的铁结合位点（Aisen and Harris, 1989; Baker et al., 2002）。hTf是转铁蛋白Tf家族的主要成员。hTf蛋白由679个氨基酸组成，主要在肝脏合成并分泌入血（MacGillivray et al., 1983）。hTf的主要功能是络合血中的游离铁并将之转运到全身各处（MacGillivray et al., 1983）。放射示踪研究显示至少80%的络合至tHf的铁转运至骨髓并组成新生的红细胞（Finch and Huebers, 1982）。除其众所周知的铁转运功能外，hTf还有许多额外的功能，许多与其携铁能力无关。例如，研究显示HTF可促进体外无血清培养基条件下鼠粒性白细胞和巨噬细胞前体细胞的克隆生长（Iizuka and Murphy, 1986）。另外，HTF的存在对于大多数哺乳动物细胞的培养有重要作用，例如体外受精培养（Holst et al., 1990）和肝细胞群体的维护和扩展（Suzuki et al., 2006）。当增殖细胞高表达HTF受体以允许HTF包裹并可能引发和维持细胞DNA合成时，HTF常常作为一种生长因子（Gomme et al., 2005）。HTF的其他作用包括抵抗细菌、酵母菌、病毒和真菌的抗菌活性（(Artis et al., 1983; Salamah and al-Obaidi, 1995），降低细胞粘附的能力（Ardehali et al.,2002）。HTF的多功能性可以作为潜在的治疗和非治疗应用。例如，HTf已被用来治疗人类转铁蛋白缺乏症（一种以贫血、铁超载、生长迟缓和感染发生率增加为特点的状况）（Hayashi et al., 1993），局部贫血-再灌注损伤（促进氧化应激导致炎症、最终因凋亡和坏死而导致细胞死亡的一种情况）（Hayashi et al., 1993）和心血管疾病（Hayashi et al., 1993）。HTF的治疗送递也降低了放射疗法的副作用（Koterov et al., 2003），有助于为骨髓移植患者提供抗微生物活性的作用（von Bonsdorff et al., 2003）。此外，HTF已用来作为一种新的载体系统，在体内运载药物入癌细胞（Laske et al., 1997）。近来，HTF被证实作为一种高效的载体，以送服口服蛋白质和氨基酸药物入内脏以实现全身治疗效果（Widera et al.,2004; Bai et al., 2005）。HTF蛋白也有许多巨大的潜在非治疗应用。例如，许多无血清培养基以HTF作为血清代用品，支持哺乳动物细胞生长（Barnes and Sato, 1980a,b）。为了使HTF的这些商业和治疗应用具备可行性和得到实现，大量HTF的可靠、廉价的供应是很重要的，取决于一种高效、性价比合算的重组生产系统。 迄今为止，已有数种表达系统报道获得重组HTF。描述的RHTF的细菌表达，仅允许生产蛋白质的氨基末端和羧基末端领域（半分子）（Ikeda et al., 1992; Steinlein and Ikeda, 1993;
铁的吸收与代谢 摄入的食物铁在胃内，经胃酸的消化作用，溶解、离子化并还原成为亚铁状态，形成低分子的螯合物质。正常胃液含有一种未明的化学稳定因素，可能是内源性螯合物在小肠中碱性条件下，此种因素可使摄人的铁减慢沉降，而易为肠粘膜吸收。 (一)铁的吸收 铁的吸收主要在小肠的上段，且吸收效率最佳，但铁吸收在小肠的任何一段都可逆行。 大部分被吸收入血流的铁以小分子的形式，很快通过粘膜细胞，与脱铁铁蛋白(aoferritin) 结合形成铁蛋白，一部分铁蛋白的铁可在以后解离，以便进入血流，但大部分却可能留在粘膜细胞内直至此种细胞破坏死亡而脱落。 小肠粘膜上皮细胞对铁的吸收代谢有以下特点： ①对血红素铁和非血红素铁的吸出不同，血红素与肠粘膜上血红素受体结合，将血红素铁中的含铁卟啉复合物整个吸收并由血红素加氧酶裂解成卟啉和铁，随后铁与细胞内的脱铁铁蛋白结合成铁蛋白，再运转到身体其他部位而被利用。而非血红素铁则需先被还原成二价铁，才被吸收。 ②控制和调节铁的吸收，当人体内缺铁时，小肠粘膜上皮细胞就能多吸收铁，此时铁的吸收率就升高。肠内铁增高时，其吸收率则下降，但吸收量仍有增加。(二)铁吸收的影响因素 铁在食物中主要以三价铁形式存在，少数食物中为还原铁(亚铁或二价铁)。肉类等食物中的铁约一半左右是血红素铁(约40％)，而其他为非血红素铁，后者则明显受膳食因素的影响。无机铁被吸收时，对肠道环境的改变非常敏感，但血红素铁的吸收则不受其影响。非血红素铁在吸收前，必须与结合的有机物，如蛋白质、氨基酸和有机酸等分离，而且必须在转化为亚铁后方可被吸收。因而有很多因素可影响非血红素铁的吸收。 1.蛋白质与“肉因子”肉、禽、鱼类食物中铁的吸收率较高，除与其中含有一半左右(约40％)血红素铁有关外、也与动物肉中一种叫肉因子(meat factor)或肉鱼禽因子(MFPfactor)有关。此种“因子”能促进非血红素铁的吸收。动物组织蛋白
乳铁蛋白的研究进展 摘要：乳铁蛋白是一种具有多种生理功能的铁结合糖蛋白，是当今乳品界和 食品界最为关注的“热点”之一。本文综述了乳铁蛋白的基本结构、理化性质、生理功能、制备方法及应用前景。 关键词：结构、理化性质、生理功能、制备、应用 乳铁蛋白是一种主要存在于大多数哺乳动物乳汁中的铁结合糖蛋白[1]，属于转铁蛋白家族[2]。1960年首先由Groves从牛乳当中分离获得，因与铁结合呈红色，故又被称为“红蛋白”[3]。大量研究表明LF具有促进铁吸收、广谱抗菌、增强免疫、抗病毒、抗癌等生物学功能；还具有DNA酶、RNA酶、低聚寡糖水解酶、ATP酶以及磷酸酯酶等多种酶的活性。LF 多种功能的发现，使其研究非常活跃，已成为食品界和乳品行业关心的热点问题。 1 乳铁蛋白的基本结构 乳铁蛋白由转铁蛋白演变而来。转铁蛋白包括一大族生物糖蛋白(主要有3种) ，即：血清转铁蛋白，存在于血清和其它胞外液(如乳、脊髓液、精液)中；乳铁蛋白存在于乳汁、泪液、唾液、汗液等分泌液中; 卵转铁蛋白存在于爬行类动物和鸟类的蛋清中。 乳铁蛋白是一种铁结合性糖蛋白, 它的分子主体是一个大约有700个氨基酸残基构成的多肽链,相对分子量约为80 ku。该多肽链可以折叠成两个球状叶,一端是氨基末端叶,一端是羧基末端叶,每一叶状结构都含有一个Fe3+和一个碳酸氢阴离子结构部位,每一叶都能高亲和性地可逆的与铁结合。其中, Fe3+结构位于一个很深的裂缝中,当铁离子缺乏时,每一片叶片可以曲折, 使裂缝打开或关闭, 但当多肽链已同铁离子结合时则裂缝处于闭锁状态[4] 。 2 乳铁蛋白的理化性质 2.1 乳铁蛋白的糖基化反应 乳铁蛋白中糖基成分约占7%~11.5%, 天冬酰胺残基可与糖基相连, 由唾液酸与果糖、甘露糖、岩藻糖、半乳糖形成聚—N一乙酰乳糖胺多糖与之相连, 脱去糖基并不影响乳铁蛋白与受体的结合[5]。牛乳铁蛋白的N133,281,368,476,545位点可以进行糖基化反应, 人乳铁蛋白有2个糖基化位点。这些糖化位点都具有异质性, 是由唾液酸的成分及与之相连的糖链大小所引起的。 乳铁蛋白中糖链的作用尚不十分明确, 可能与乳铁蛋白的功能活性、构象稳定性有关, 也可能与免疫原性、微生物结合识别位点有关, 或是与细胞膜上接触信号有关。 2.2乳铁蛋白的配基作用 乳铁蛋白可与多种小分子及生物大分子结合, 如苔盼蓝、免疫球蛋白、血清
铁对基因表达的调控 摘要：铁作为动物生长发育及生产所需要的重要营养成分,既可作为代谢过程的底物和辅助因子,又可对许多编码基因的表达进行直接或间接的调控,本文综述了铁对基因表达的调控方式及途径,介绍铁对部分基因表达的主要影响。 关键词：铁；基因表达；调控 各种营养物质作为外部因子与基因表达相互作用,它们的关系表现在两个方面:一方面养分的摄入量影响基因表达;另一方面基因表达的结果影响养分的代谢途径和代谢效率,并决定动物的营养需要量。随着分子生物学理论和技术的快速发展,微量元素铁调控基因表达的方式、途径、机制得以不断揭示,其重要性得到了重视。 1铁的生理功能 铁对动物有多种功能，主要表现在：铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和多种氧化酶的重要成分，作为氧的载体，保证体组织内氧的正常输送；血红蛋白中的铁对于维持机体每个器官和每种组织的正常生理作用是不可缺少的；铁在胎盘中是以转铁蛋白的形式存在；以乳铁蛋白的形式存在于哺乳动物乳汁-胰液-泪液及白细胞胞浆；以铁蛋白和血红素形式存在于肝中；在禽卵和爬行类卵蛋白中存在的卵转铁蛋白；并且铁也是构成机体内许多代谢酶的活性成分，如：铁硫蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶等；铁与某些酶的活性有密切的关系，如乙酰辅酶A，琥珀酸脱氢酶，黄嘌呤氧化酶，细胞色素还原酶，是激活这些碳水化合物代谢酶的不可缺少的活化因子[1]。在细胞生物氧化过程中发挥着重要作用。现代研究证明：铁与能量代谢密切相关，因为三羧循环中有一半以上的酶和因子含铁或者只有铁存在时才能发挥其生化作用，完成生理功能#铁还影响动物体内的蛋白质合成和免疫机能。 缺铁或铁的利用不良，将导致氧的运输、贮存，二氧化碳的运输及氧化还原等代谢过程紊乱，影响生长发育甚至发生贫血等各种疾病。机体若贮铁或摄铁不足，或因寄生虫感染缺铁，或红细胞分解速度大于合成速度则出现缺铁性贫血，贫血可发生于生长的任何阶段,需要人工补铁。 2铁对基因表达调控的主要机制 2.1在转录水平上的调控 基因表达是指动物体内的DNA转录成几股信使RNA(mRNA),再以mRNA为模板合成蛋白质的过程.基因的表达要受到转录水平,转录后、mRNA翻译、翻译后等过程的调节[2]。.研究表明,营养物质在每一步都可对基因的表达产生影响,但主要是在转录水平的调控,这种调控的主要内容是对RNA聚合酶活性及正确起始位点的调节,这种调节主要是由DNA分子上所谓的启动子部位来完成,这一部位可与RNA聚合酶Ⅱ以及许多转录因子相结合.启动子位于同一条DNA 链上结构基因5′侧翼区上游,被称为顺式作用元件,通常位于距转录起始点40-200碱基对的位置.反式作用元件是由那些影响转录的其他基因所产生的因子,主要包括一些蛋白质或肽类激素,类固醇-受体蛋白复合物,维生素-受体蛋白质,矿物质或矿物质-蛋白质复合物。