金属硫蛋白对仔猪抗氧化功能及SOD基因表达的影响(一)
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金属离子对细胞内金属硫蛋白基因调控的影响王诵涛;谢鹏;张敏红;冯京海【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2010(037)009【摘要】金属硫蛋白是可以被金属诱导和调节细胞内金属离子平衡的一类细胞内小分子蛋白质.作者主要阐述了金属硫蛋白调节细胞内金属离子平衡的机理和金属诱导硫蛋白合成的基因调控,并简要介绍了其他因素对金属硫蛋白的诱导,从而探讨不同因素对金属硫蛋白生物合成的差异.【总页数】3页(P67-69)【作者】王诵涛;谢鹏;张敏红;冯京海【作者单位】中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】Q756【相关文献】1.不同铜源对Caco-2细胞内铜-ATP酶二价金属离子转运体1和金属硫蛋白含量的影响 [J], 高晨;朱连勤;朱风华;王学鑫;张婷;张静2.金属硫蛋白基因对转基因鲤及实验动物体内重金属累积的影响 [J], 闫学春;孙效文;梁利群;曹顶臣3.重金属在金属硫蛋白基因表达中的调控作用 [J], 谢红4.外源金属硫蛋白对奶牛抗热应激调控及SOD基因表达的影响 [J], 张彬;薛立群;李丽立;DE Xing-hou;陈宇光;王洁;彭慧珍;肖定福5.螯合白血病患者骨髓细胞内外钙离子对硫化氢生成影响的实验研究相关检索词免疫组化蛋白表达白血病硫化细胞增殖 cell proliferation bax h2s 骨髓胃癌硫化氢细胞周期 bcl-2 间充质干细胞图像分析单个核细胞电极乳腺癌钙离子leukemia 相关专家李杰张旻李艳平葛楚天相关机构· 中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所· 中国科学院上海生命科学研究院· 北京师范大学· 浙江大学动物科学学院· 浙江大学螯合白血病患者骨髓细胞内外钙离子对硫化氢生成影响的实验研究 [J], 孙晓红;于志刚;张雪莉;庄宝祥;张圣明因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2016·17摘要本文简要综述了金属硫蛋白的理化性质、来源、生理功能及其在动物营养代谢和维持畜禽健康中的重要作用,并对金属硫蛋白在现代动物养殖业中的应用进行了展望。
金属硫蛋白(metallothionein ,MT )是一类广泛存在于生物中的低分子量、富含金属和半胱氨酸、且能被金属或其他因素诱导生成的金属结合蛋白,具有重金属解毒、调节机体应激反应以及必需微量元素代谢等功能,因而它成为了近年来的研究热点。
1MT 的发现及来源1957年,美国科学家Margoshes 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6000~7000道尔顿,直径30~50A ,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,具有特殊的光吸收特征。
MT 构象较坚固,具有较强的耐热性。
第2届金属硫蛋白国际会议对金属硫蛋白的具体定义作出了明确规定,将以前称之为类金属硫蛋白的蛋白质和动物产金属硫蛋白统称为金属硫蛋白。
由于源于哺乳动物的金属硫蛋白与人的金属硫蛋白无论是结构、活性还是功能都很相似,因此在实际生产中,主要用镉或锌等金属诱导兔、鼠、猪等动物肝脏合成,经过分离纯化得到纯品MT 。
随着研究逐步深入,发现环毛蚓、两栖类动物大鲵、鲤鱼等,都可诱导产生MT。
对微生物的研究结果表明,加入金属离子可以使菌体内大量合成并且积累金属硫蛋白。
和使用动物肝脏提取金属硫蛋白的方法相比,利用微生物制备金属硫蛋白具有简便、过程可控、生产条件要求低等优点。
徐振彪等摸索了一种以玉米幼苗叶片为材料,成功提取了玉米金属硫蛋白的粗提方法。
2MT 的生理作用MT 是一种内源性小分子蛋白,可以通过诱导的方式进行表达,具有多种功能。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展金属硫蛋白是一类在生物体内发挥重要功能的蛋白质。
它们含有大量的硫原子和金属离子,并在调控金属代谢和解毒方面起到关键作用。
近年来,对金属硫蛋白的调控机制和重金属解毒功能进行了广泛研究,取得了一系列重要的进展。
金属硫蛋白的调控机制是其发挥作用的基础。
传统上认为,金属硫蛋白通过结合金属离子来调控其在生物体内的分布和代谢。
最近的研究显示,金属硫蛋白的调控方式是多样的,既可以通过直接结合金属离子,也可以通过间接调控其他蛋白质的活性来发挥作用。
金属硫蛋白可以通过与金属载体蛋白结合,在细胞内运输金属离子;也可以通过与金属离子结合后作为信号分子参与调控细胞的基因表达。
金属硫蛋白的合成和降解也受到多种调控机制的影响。
金属硫蛋白的重金属解毒功能是其最为重要的特性之一。
重金属是一类对生物体有害的物质,会干扰细胞内的代谢过程,导致细胞损伤甚至死亡。
金属硫蛋白通过结合重金属离子,形成稳定的金属硫蛋白-金属离子复合物,从而减少重金属离子对细胞的毒性。
金属硫蛋白还可以与其他代谢物相互作用,促进重金属离子的转运和解毒。
研究发现,金属硫蛋白在重金属解毒过程中起到了关键的调控作用,对维持细胞内重金属离子的平衡具有重要意义。
近年来,研究人员在金属硫蛋白调控及重金属解毒功能方面取得了一系列重要的进展。
研究人员通过使用免疫技术和基因敲除技术,确认了一些金属硫蛋白的存在和功能,并对其在生物体内的调控机制进行了深入的研究。
研究人员还利用生物化学和分子生物学的方法,揭示了金属硫蛋白和重金属离子之间的结合方式和解离机制。
这些研究结果丰富了我们对金属硫蛋白的了解,为深入研究其调控机制和重金属解毒功能提供了重要的基础。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的研究取得了重要的进展。
未来的研究还需进一步揭示金属硫蛋白的调控机制和重金属解毒功能的细节,以及与其他生物过程的关联,从而为开发新的解毒药物和治疗重金属中毒提供理论基础和实践指导。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白是一类通过结合金属离子而成的小分子蛋白质。
在生物体内,金属硫蛋白扮演着重要的角色,如金属离子的运输、存储、代谢和解毒等。
同时,由于重金属存在于环境中而引起的重金属污染已经成为一个全球性的问题,因此,研究金属硫蛋白对于重金属解毒的作用及其调控机制,有助于提高环境污染控制的效果。
金属硫蛋白在生物体内的调节存在多种途径,例如转录后调节、抗氧化应激反应及泛素依赖性途径等。
其中,转录后调节是主要的调节方式之一。
金属硫蛋白编码基因通常包含多个靠近起始密码子的金属硫蛋白基因转录起始位点,导致金属硫蛋白基因在转录过程中产生不同长度的前导序列,从而可以调整金属硫蛋白的表达量。
此外,金属硫蛋白还可通过抗氧化应激反应来调节其表达水平。
研究发现,在细胞的抗氧化应激反应中,金属硫蛋白的表达量会随着抗氧化能力的提高而上调。
最近的研究还发现了泛素依赖性途径。
这一途径研究明确表明,金属硫蛋白在泛素体中起关键作用,从而调节其表达和稳定性。
总之,金属硫蛋白在重金属解毒的过程中扮演着重要角色。
对金属硫蛋白的调节机制和解毒功能的研究有助于深入了解其生物学功能和优化生态系统的观测和污染管理。
在未来,金属硫蛋白的研究将继续是生命科学、生态学和环境科学方面的热点领域。
断奶应激对仔猪血清抗氧化功能指标的影响
张秀英
【期刊名称】《畜禽业》
【年(卷),期】2010(000)011
【摘要】随机选取体重相近的12头断奶仔猪,分别采取仔猪断奶时,断奶后第七天、第十四天和第二十八天的血液进行抗氧化功能指标的测定.结果发现:断奶应激对仔
猪血清SOD的活性影响不大,而血清GSH-Px活性第七天和第十四天的极显著低
于断奶时的和第二十八天的(P<0.01).第七天的MDA含量高于断奶时、断奶后第
十四天和第二十八天的差异显著(P<0.05).
【总页数】2页(P42-43)
【作者】张秀英
【作者单位】青海大学农牧学院,青海,西宁,810016
【正文语种】中文
【中图分类】S815.4
【相关文献】
1.抗仔猪断奶应激剂对断奶仔猪血清生化指标及血常规的影响 [J], 陈琼;廖三赛;贺长青;文利新;傅童生
2.断奶应激对仔猪4项血清脂类代谢指标的影响 [J], 都占林;李生芳
3.超早期断奶应激对仔猪血清生化指标的影响 [J], 张振斌;蒋宗勇;林映才;郑黎;余
德谦
4.高铜对断奶应激仔猪血清生化指标及激素水平的动态影响 [J], 吴金节;王希春;李
义刚;李福宝;李健
5.锌源和锌水平对断奶应激仔猪血清生化指标的影响 [J], 汤继顺;吴金节;王希春;刘莉;徐雪松;刘智
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金属离子对细胞内金属硫蛋白基因调控的影响王诵涛;谢鹏;张敏红;冯京海【摘要】金属硫蛋白是可以被金属诱导和调节细胞内金属离子平衡的一类细胞内小分子蛋白质.作者主要阐述了金属硫蛋白调节细胞内金属离子平衡的机理和金属诱导硫蛋白合成的基因调控,并简要介绍了其他因素对金属硫蛋白的诱导,从而探讨不同因素对金属硫蛋白生物合成的差异.【期刊名称】《中国畜牧兽医》【年(卷),期】2010(037)009【总页数】3页(P67-69)【关键词】金属硫蛋白;金属诱导;金属反应元件【作者】王诵涛;谢鹏;张敏红;冯京海【作者单位】中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京,100193【正文语种】中文【中图分类】Q756金属硫蛋白(metallothionein,M T)化学名为金属硫组氨酸三甲基内盐,是自然界广泛存在的一种低分子质量、遗传上高度保守的功能独特的蛋白质。
对哺乳动物MT 的研究结果发现,其分子特征有:分子质量低(通常小于10 ku)、金属含量高(通常有4~12个金属离子/分子)、半胱氨基酸含量高且缺乏芳香族氨基酸和组氨酸、有丰富的cys-x-cys结构(x为除cys外的其它氨基酸)、金属-巯基结构的特征光谱性质、金属巯基簇结构域。
M T的生物学功能涉及生物体微量元素储存、运输和代谢,重金属解毒,颉颃电离辐射,清除自由基等方面,其中金属离子与MT相互作用关系的研究最为明确。
1 MT对细胞内金属离子的动态调节研究结果发现,无论在正常状态还是诱导状态下,肝细胞中的M T mRNA主要存在于游离的多核糖体上,只有不到10%的MT mRNA位于膜核糖体上,说明MT主要是一种胞内蛋白。
SOD技术在反刍动物养殖的利用(一)应用于制作生态饲料SOD是超氧化物歧化酶(superoxidedismutase)的英文缩写,是一种含有金属元素的活性蛋白酶,是目前生物学、医学和生命科学领域中世界级的高、尖、精技术。
SOD为自由基清除剂,它广泛存在于生物体的各种组织中,能清除自由基O2(超氧阴离子自由基),保护动物细胞膜,预防炎症、肿瘤,可大大提高自身免疫力,并可延迟机体衰老。
用于配合处理反刍动物草料,可取代传统的青贮饲料,快速达到发酵饲料,软化并降解粗纤维,提高动物生产性能之功效。
在南方,全株玉米都是切碎后直接喂牛,据测定,全株玉米直接饲喂对于牛的总利用率为79.6%,反刍所需要的时间为7-8小时。
如果通过SOD生态技术处理后饲喂,总利用率提高10%以上,反刍时间缩短为6个小时以下,牛增重提高20%以上,可提前3个月以上达到出栏体重,每头牛可多盈利2700元以上。
这个指标的实现,对于广西这样一个省,如果按照年存栏10万头牛计算,一年可增收2.7亿元以上,经济效益显著,对于养牛业来说,意义十分重大。
通常,肉牛停止进食后半小时开始反刍,一昼夜用于反刍的时间为7~8小时,而且50-70%的反刍时间在夜晚。
一昼夜反刍10~15次,每次反刍所需时间为24~36分钟。
这就减少了牛的休息与睡眠的时间,而且由于频繁的反刍与咀嚼,也消耗能量,这是造成肉牛增重慢且消耗更多的饲料的一个重要原因。
应用SOD将饲用全株玉米进行发酵、软化、粗纤维降解,则实现了草料在体外的微生物发酵分解,等于给牛增加了一个瘤胃,缩短瘤胃的微生物作用时间,缩短反刍时间和咀嚼时间,达到提高牛的生长速度、节约饲料的目的。
在畜牧业极度发达的今天,养牛业却十分落后,积极探索养牛饲料技术,更新传统的养牛方法,很有必要。
SOD制作生态饲料的技术关键:1、SOD的提取、菌株分离、培养与制备:超氧化歧化酶(Superoxide Dismutase)的提取,根霉菌、酵母菌、乳酸菌、双歧杆菌、粪链球菌、枯草芽孢杆菌、放线菌、光合细菌的分离、培养、提纯与复壮。
金属硫蛋白对仔猪抗氧化功能及SOD基因表达的影响(一)
作者:李丽立,刘云华,侯德兴,印遇龙,张彬,侯振平,邱细敏
【关键词】金属硫蛋白;抗氧化酶;基因表达;仔猪
【Abstract】
AIM:ToinverstigatetheeffectsofexogenousZnmetallothionein(ZnMT)onantioxidativefunctionandge
neexpressionofSODinweaningpiglets.METHODS:Eighteenpiglets(Duroc×Landrace×Yorkshire)were
selectedanddividedinto3groups(1,2and3)randomly.Thepigletsweresporttoproducestress.ZnMTofp
igletliverdissolvedinphysiologicalsalineweretheninjectedintothepigletsofgroup1,2and3withthecon
centrationsof0,0.8,1.6mg/kg,respectively.Threeand6hlater,3pigletswereselectedfromeachgroupra
ndomlyandslaughteredtogetliversamples.Thebiochemicalindexesrelatedtoantioxidationandthelev
elofSODgeneexpressioninliverweredetermined.RESULTS:AfterZnMTinjection,theactivitiesofSODan
dGSHPXincreasedsignificantly(P0.05),
thecontentofMDAdecreasedsignificantly(P0.05),andthelevelofantireactiveoxygenspeciesandantis
uperoxideanionhadthetrendofimprovement.SixhoursafterZnMTinjection,thelevelofSODgeneexpr
essioningroup2and3increasedsignificantlyascomparedwiththatingroup1(P0.05).ThelevelofSODgen
eexpressioningroup2and3at6henhancedsignificantlyascomparedwiththatat3h.Thus,ourdataindica
tedthatZnMTtreatmentstimulatedSODmRNAexpressioninatimeanddosedependentmanner.CONCL
USION:ActivityofantioxidasecanbeincreasedbysupplementofZnMT,therebyimprovingthepowerofa
ntistress.
【Keywords】metallothionein;antioxidativeenzyme;geneexpression;piglet
【摘要】目的:用仔猪作模型,研究经锌元素诱导的外源性金属硫蛋白(ZnMT)对机体抗
氧化功能和超氧化物歧化酶(SOD)基因表达的影响.方法:选用杜长大杂交仔猪18头,随机
分为3组(1,2和3).分别肌肉注射经生理盐水溶解的猪肝ZnMT0mg/kg(1组),0.8mg/kg(2
组),1.6mg/kg(3组),让仔猪运动产生应激.注射MT后3h和6h,分别从每组取3头仔猪
屠宰取肝脏,测定肝脏中与抗氧化有关的生化指标,检测肝脏SOD基因表达水平.结果:在
应激条件下,补充外源性ZnMT一段时间后,仔猪肝脏SOD,GSHPX活性显著升高(P0.05),
MDA含量显著降低(P0.05),肝脏抗活性氧和抗超氧阴离子水平也有提高的趋势.在注射ZnMT
后6h,0.8mg/kg,1.6mg/kg组仔猪肝脏SOD基因表达水平比对照组显著提高(P0.05).0.8mg/kg
组和1.6mg/kg组6hSOD基因表达水平比3h显著增加,表明MT对SOD基因表达的诱导与
时间和剂量关系密切.结论:补充外源性ZnMT可提高应激机体的抗氧化物酶活性,从而提
高机体的抗应激能力.
【关键词】金属硫蛋白;抗氧化酶;基因表达;仔猪
0引言
应激可使机体脂质过氧化反应增强,继而通过产生自由基造成组织损伤,致生物体病变,生
产力下降,甚至死亡〔1〕.金属硫蛋白(metallothionein,MT)是分子量低、富含半胱氨酸的
金属结合蛋白.研究表明,MT具有显著的清除自由基、抗脂质过氧化和增强机体免疫力的作
用〔2-3〕.因此,MT通过清除自由基,可增强抗氧化酶的活性,阻断脂质过氧化链式反应,
减少膜脂质过氧化损伤,减少DNA损伤.因而将MT应用于动物,完全有可能达到缓解氧化
应激,提高生长速度,减少疾病的发生,减缓鲜肉氧化速度,延长动物利用年限,提高经济
效益的目的.但以往有关金属硫蛋白的抗氧化、抗应激研究以内源性为主,而且大都仅从抗
氧化酶的活性变化来探讨金属硫蛋白清除自由基、抗氧化的作用.有关MT在猪体内的研究
鲜见报道.基于此,我们以杜长大杂交仔猪为对象,通过注射外源性ZnMT,测定肝脏与自由
基有关的生化指标以及肝脏中SOD基因表达水平,从蛋白和基因水平探讨外源性ZnMT在
应激状态下对抗氧化酶的影响.
1材料和方法
1.1材料选用胎次、日龄相同并且体质量相近的杜长大三元杂交雄性仔猪18头,14d一次性
断奶,单栏饲养,自由采食和饮水.试验前体质量(4.42±0.24)kg.屠宰前1d停食,不断水.
梯度PCR仪:德国Eppendorf生产,型号为5331055888;稳压稳流电泳仪:北京六一仪器
厂生产,型号为DYY6B;凝胶成像系统:美国UVPBiolmagingSystem生产,型号为GDS8000;
紫外分析仪:北京六一仪器厂生产,型号为WD9403B;紫外分光光度计:德国Eppendorf
生产,型号为603105430;超低温冰箱:青岛海尔股份有限公司生产,型号为BD396LT65W;
台式离心机:德国Eppendorf生产,型号为Centrifuge5415D;低温离心机:德国Eppendorf
生产,型号为Centrifuge5810R;微波炉:青岛海尔股份有限公司生产,型号为HR6702DW.
猪肝ZnMT:本课题组提取的产品;BIOXYTECHSOD525TM试剂盒:购自OXIS公司;谷胱甘
肽过氧化物酶(GSHPX)活力测定试剂盒、丙二醛(MDA)测定试剂盒、活性氧(ROS)测定试剂盒、
超氧阴离子(SOA)自由基测定试剂盒:购自南京建成生物工程研究所;ISOGEN总RNA抽提试
剂盒:购自日本基因株式会社;RTPCR试剂:购自AmershamPharmaciaBiotech公司;琼脂
糖及Tris:购自Roche公司;GeneRulerTM100bpDNALadder:购自MBIFermntas公司.
1.2方法
1.2.1试验设计将18头供试仔猪,随机分为3组,每组6头.驱赶仔猪使其产生应激,然后3
组分别肌肉注射经生理盐水溶解的猪肝ZnMT0mg/kg(1组),0.8mg/kg(2组),1.6mg/kg(3
组).在注射MT后3h和6h,分别从每组随机抽取3头仔猪,从前腔静脉放血屠宰,取肝脏,
测定肝脏中与抗氧化有关的生化指标,检测肝脏SOD基因表达水平.
1.2.2样品采集解剖时取两份1g左右的肝脏迅速用无菌锡铂纸包好并编号于液氮中速冻,再
转移至-70℃冰箱中以备总RNA的抽提和肝脏上清液的制备.