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金属硫蛋白(Metallothionein,MT)是指一类低分子量,富含巯基,能结合金属离子的蛋白质。MT的结构在生物进化中高度保守,主要存在于脊椎动物,软体动物中,还存在于各类真核生物和原核生物中。重金属是自然界中重要的资源,但由于人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多,造成不少金属离子如镉、铜、铅、汞等进入大气、水、土壤中,而引起严重的环境污染问题,其中水体污染的重要指标是金属离子的积累程度;有文献报道[12],Gd3+(钆)若在肾脏中积累会导致肾中毒。利用金属硫蛋白较强的螯合有毒金属离子的解毒功能,有可能在人类疾病的预防治疗以及环境保护方面有重要应用价值。因此对于金属硫蛋白的研究具有重要意义。本文以三种不同来源的金属硫蛋白为研究对象,采用多肽固相合成法合成了鼠金属硫蛋白,利用反相色谱对其进行了纯化,并对其结合金属离子的性质进行了研究,主要实验结果如下。1.采用多肽固相合成的方法合成了鼠金属硫蛋白MT-1,MT-2,MT-3和MT-4的α结构域,并制成冻干粉,低温保存备用。2.电喷雾离子化质谱(Electrospray,ESI-MS)的方法对合成好的鼠的金属硫蛋白的α结构域的分子量进行鉴定。通过质谱测得的结果为MT-1的α结构域分子量为3022 Da;MT-2 分子量为 3110 Da;MT3 分子量为 3794.75 Da;MT4 分子量为 3070.50 Da;四种类型蛋白的实测值和理论值之差均小于1,表明四种金属硫蛋白α结构域合成正确。3.鱼胆金属硫蛋白的粗提。通过乙醇沉淀等方法对鱼胆汁样品进行粗提,粗提样品通过SDS-PAGE电泳测定分子量,其分子量与金属硫蛋白二聚体分子量相同,可确定粗提样品为鱼胆金属硫蛋白。4.金属硫蛋白的纯化。采用反相色谱分离纯化鼠金属硫蛋白,根据峰形和保留时间分析色谱图,可确定在14 min左右洗脱的蛋白峰即为金属硫蛋白。5.金属硫蛋白与不同浓度金属离子Cd2+、Cu2+结合性质研究。通过分析金属硫蛋白与不同浓度Cd2+、Cu2+结合后紫外光谱图变化,并与兔金属硫蛋白MT-2标准品进行比较。发现随着Cd2+浓度增加,紫外吸光度在280 nm处有明显增加,可能是Cd2+和金属硫蛋白结合形成了金属硫醇化合物,而使其在280 nm处的吸光度增加,表明金属硫蛋白能与Cd2+结合。Cu2+和金属硫蛋白本身在紫外区都没有特征吸收波长,但二者混合后,发现在265 nm处的吸光度随着Cu2+的浓度的增加而增加,且到达一定浓度后趋于平衡,表明金属硫蛋白能与Cu2+结合。DTNB分别滴定结合了 Cu2+、Cd2+的鼠金属硫蛋白的实验表明,Cu2+结合金属硫蛋白的能力强于Cd2+结合金属硫蛋白的能力。6.金属硫蛋白与不同浓度Gd3+结合性质研究。实验结果表明:Gd3+本身紫外光谱图中并没有特征光谱吸收,而在以不同的浓度Gd3+与鼠金属硫蛋白结合时,在285 nm处出现吸光度增加的现象,且与Gd3+浓度呈现一定相关性,表明金属硫蛋白可以与Gd3+离子结合。本实验成功合成了鼠金属硫蛋白以及粗提出鱼胆汁金属硫蛋白,并对它们与Cu2+、Cd2+和Gd3+等金属离子的结合性质做了初步探索,为金属硫蛋白的深入研究和应用奠定了实验基础。