金属硫蛋白综述
金属硫蛋白
（Metallothionein，MT)
综
述
报
告
王吉
目录
一、 MT的主要生理功能……………………………………
(一) 重金属的去除解毒功能„„„„„„„„„„„„„
(二) 自由基的清除功能„„„„„„„„„„„„„„„
(三) 抗肿瘤功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„
二、 金属硫蛋白提取工艺„„„„„„„„„„„„„
(一) MT的诱导„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
(二) MT的提取与分离纯化„„„„„„„„„„„„„„
(三) MT的检测方法„„„„„„„„„„„„„„„„„
三、 MT的应用………………………………………………
四、 MT的研究展望„„„„„„„„„„„„„„„„
金属硫蛋白（Metallothionein，MT）
——综述报告
王吉
摘 要：金属硫蛋白(metallothionein，MT)是一种广泛存在于生物界、低分子量、高金属含量、功能独特的蛋白质。目前，对MT的研究已涉及农业、医药、生物化学、分子生物学、环境科学、卫生毒理学、食品科学、营养学、保健科学和方法学等领域，其特殊的理化性质与结构及独特的生物学功能在疾病的发生、发展、诊断及发病机制探讨中显示了重要作用。
关键词：金属硫蛋白MT，医学，环保，动物养殖
前 言：金属硫蛋白(metallothionein，MT) ，化学名为金属硫组氨酸三甲基内盐，是一类广泛存在于生物中的低分子质量(2 ～7kD)、富含半胱氨酸(20%～30%)、不含组氨酸和芳香族氨基酸的一类金属结合蛋白质。MT能被金属、细胞因子、荷尔蒙、细胞毒性药物、有机化学药物和应激等诱导。自1957年Margoshoes等首次报道从马肾中分离得到Cd-MT以来，MT成为基础和应用科学的热点之一，也是我国“863 ”重大攻关课题和 “火炬”计划之一，我国在MT 的研究和应用方面已经在国际上占有重要一席。但目前，人们对金属硫蛋白在生物学上的功能的认识远远不够，还有待进一步研究。临床实验证明，MT具有调节生物体内微量元素浓度以及对重金属的解毒作用，此外它对激素、细胞代谢的调节，细胞分化和增殖的控制以及参与紫外(UV)诱导反应和清除自由基都有重要作用。对MT的研究和开发利用涉及农业、医药、保健、生物工程、环境保护等各个领域。到目前为止，已经在瑞士、日本、美国、中国等国家相继召开了 5 次金属硫蛋白国际会议。
一、 MT的主要生理功能
(一) 重金属的去除解毒功能
目前，金属硫蛋白解毒机理尚不明确，可能通过这样3 个途径：
1. 与重金属螯合成无活性的复合物；
2. 螯合重金属，并将其排出体外；
3. 减少金属的进入量。目前普遍让人接受的一种观点是还原条件下MT通过巯基与金属离子结合再形成Cys-M 或Cys-M-Cys 键。
(二) 自由基的清除功能
正常情况下，参与代谢的氧大多数与氢结合生成水，然而有一部分氧被酶催化形成超氧阴离子，后者又可以形成氧化氢，它们都属于自由基。自由基有很多种，如氧自由基和羟自由基。一般来说，动物体组织内自由基较少，其参与体内的重要有益的反应。但当机体处于病理或应激时，体内自由基产生过多，就使机体许多重要的生物大分子发生不可逆的氧化损伤，从而导致细胞结构和功能的破坏甚至导致细胞的突变。由于MT具有特殊的化学结构，其中的金属具有动力学不稳定性，巯基具有亲核性倾向，使得MT易与某些亲电性物质，特别是与某些自由基相互作用。
(三) 抗肿瘤功能
近年来，MT与某些抗肿瘤药物间的相互作用已成为研究重点，深入研究MT与肿瘤的关系可望获得治疗肿瘤的有效药物。然而，有一些研究支持MT促进肿瘤细胞的生长的说法，其实是通过两种机制：
1)MT 可以向各种转录因子提供Zn，包括肿瘤抑制基因产物如P53 ，体外实验证明硫蛋白可以调节激活SP1 的转录；
2) MT能抑制细胞死亡，因此可作为抗肿瘤药物。
二、 金属硫蛋白提取工艺
金属硫蛋白(MT)是一类普遍存在于生物体内的低分子量(6-7kDa)、富含半胱氨酸、热稳定性、可诱导型非酶蛋白，它能广泛地被重金属、电离辐射、化学药品、激素、应激激素等多种因素诱导表达合成。
(一) MT的诱导
MT 的最显著的生物特性是其可诱导性。已知的诱导因素有金属、激素、四氯化碳中毒、阿片样物质、阿霉素和其他物质（如cAMP 、干扰素和白细胞介素1 等）可进行诱导；各种应激，如压力、刺激、进食、体力限制、高温、寒冷以及由于炎症和细菌内毒素引起的组织损伤均能使MT 合成增加。目前主要靠用金属镉或锌诱导动物肝脏合成MT ，因其产率低，而价格昂贵（Sigma 公司产品超过30 美元/ 毫克，国内MT 含量90 ％以上者30 ～50 元/
毫克），大大影响了MT 的开发应用。
1. 金属对M T 的诱导
1) 锌对MT 的诱导
2) 镉对MT 的诱导
3) 硒对MT 的诱导
2. 激素对M T 的诱导
(二) MT的提取与分离纯化
1. MT的提取
可用缓冲液匀浆后直接离心法，有可在分离过程中短时间加热处理法等。
2. MT的分离纯化
一般最常用的方法是凝胶过滤和离子交换技术相结台的层析法。
(三) MT的检测方法
1. 酶联免疫吸附法( ELISA ) 法检测金属硫蛋白
2. 毛细管区带电泳技术( C Z E ) 检测金属硫蛋白
3. 高效液相色谱方法( H PLC ) 检测金属硫蛋白
4. 巯基显色法
三、 MT的应用 1. MT与衰老
人体内有一套抗氧化系统，MT就是其中的一种。MT清楚自由基的能力非常强。当人步入中年行列后，适当补充MT，有助于延缓衰老并预防疾病，提高中老年人生命质量，保持青春和活力。
2. MT与美容
MT在美容护肤方面,具有六大特殊功效:
(1).清除造成人体衰老氧自由基和羟基自由基，从而起到延缓皮肤衰老功能
(2).抗辐射功能
(3).去色斑及防止色素沉着：
(4).加速皮肤炎症康复
(5).解除重金属毒害功能
(6).缓解皮肤过敏性反应。
3. MT与儿童锌缺乏症
随着生物高科技的不断发展进步，尤其在人体的补锌方面已发展到了分子研究水平。经大量动物实验和临床证实：利用金属硫蛋白（MT）补锌，已可完全代替过去传统补锌的方法。从科学的角度来讲，金属硫蛋白应称为锌金属硫蛋白（Zn-MT），从Zn-MT分子结构来看，每个Zn-MT分子都会结合5-7个锌离子，Zn-MT进入人体后，Zn离子很快被置换出来。同时在体内发生一系列生理反应。Zn离子就会作用到人体细胞与组织中去，完成补锌的过程。
4. MT与肿瘤
研究表明，MT作为自由基消除剂，能强力有效清除体内的垃圾--自由基，减少自由基对机体的损害作用，激发机体免疫功能，增强机体防癌和抗癌作用。此外，MT还可减轻肿瘤患者放疗、化疗的副作用，例如，MT所含硫基，易与亲子顺铂结合，减轻了顺铂对机体局部组织器官的毒性，同时MT还可增加肿瘤对顺铂敏感性。MT抗辐射作用还可减轻放疗、化疗引起的毒副作用。因此，MT对肿瘤患者有辅助治疗作用。
5. MT与冠心病
经测定，在动脉粥样硬病人体内自身抗氧能力有所降低，才使自由基在体内得不到及时清除，造成体种种病理性变化。MT即金属硫蛋白，是迄今为止清除自由基最强的蛋白质。比超氧物歧酶（SOD）强一万倍以上。补充外源性MT对预防和治疗冠心病有很好疗效。在日本MT已作为心肌梗塞治疗获得专利并应用于临床。
6. MT与糖尿病
目前发现，MT是清除体内自由基能力最强非酶蛋白，由于其含有多个金属原子和20个还原性---SH而有效地防治糖尿病及其并发症发生。
7. MT与白内障
实验证明，白内障形成过程可以被自由基清除剂阻止，而且自由基清除剂可以降低晶状体混浊度。MT是自由基强有力清除蛋白，可以将体内（包括眼内）过剩自由基清除，保护晶状体免受自由基损害作用，从而防治白内障发生，对于已患白内障老年人，每天补充MT可以防止白内障发展，对治疗也大有好处。
8. MT与辐射
实验发现，MT含量丰富细胞或组织，可以抵抗离辐射或紫外线引起组织损伤。实际上，MT可以强有力地清除体内过量自由基，保护体免受损伤，所以经接触辐射人，适当补充MT可以防治辐射病发生。对于癌症患者，补充MT可以提高放疗和疗效果，防止或减轻辐射对身体不良影响。
9. MT与消化道溃疡 MT是一种强有效自由基清除剂，其分子量小，易于人体吸收，在消化道内将过量自由基清除，防止过剩自由基粘膜细胞损伤，从而防止溃疡发生。
10. MT与肝病
从以往研究中，我们不难发现，自由基是肝脏疾病一个重要因素，清除或对抗过剩自由基，对防止肝细胞变性和肝脏疾病发生是非重要。由于MT分子内含有20个具有还原特性---SH基，所以可以有效地清除体内过量自由基，达到防治肝脏疾病作用。
11. MT与肾病
实验发现：MT在肝肾含量丰富，但是，当肾脏受到感染，免疫损伤，或缺血时，自由基就会引起肾脏损害，影响肾脏功能发挥，导致疾病发生，所在适当补充MT可以防治肾病发生和发展。
12. MT与体内解毒
科学家们经过多年研究，发现MT（金属硫蛋白）在解除重金属中毒方面有突破性进展，MT是一种能与重金属元素高度亲和多肽或蛋白质。MT对各种不同金属亲和力不同，既能排出对人体有害重金属，又能保留住对人体有益微量元素。此外MT还具有无毒副作用的优点，是目前临床上所应用解除重金属方法所不能代替
13. MT与微量元素
经过美、日、德、中国等国科学家近四十年努力，发现MT具有极其独特和重要生理功能，在生命活动中起着非重要和广泛作用。MT在人体内参与微量元素储存、代谢，维持人体微量元素平衡，调节人体微量元素代谢，使人体组织细胞发挥正有序生理功能。
14. MT与动物应激
金属元素、糖皮质激素等多种因素均可诱导合MT，成各种生理病理或心理应激也能诱导MT的合成故，MT被认为是一种急性期蛋白。因此MT必然与应激及应激性疾病有紧密联系。
15. MT与环境保护
MT可作为重金属污染物、潜在重金属污染暴露和毒性效应早期预警的主要生物标志物，以及作为环境中重金属污染胁迫与风险评价以及监测的分子生态毒理学诊断指标，对制定预防性的管理措施，及时监控环境污染具有重要的现实意义。为了促进金属硫蛋白相关的环境科学研究，有必要对作为生物标志物的金属硫蛋自在环境检测方面的研究进展与应用现状进行评述，并展望其今后的研究方向。
四、 MT的研究展望
Mt的研究已有50多年的历史。对其结构、特性、基凶调控及生物学功能的研究日趋深入，研究成果已涉及医学、毒理学、环境科学、营养学、生物工程、美容护肤等各个领域，应用前景十分广阔．随着研究方法的不断改进和完善，Mt的研究将不断深化发展。Mt制备的药物具有高活性的抗衰保健作用．可用作超氧化物歧化酶的替代产品，也是极其有效的自由基清除剂，用作化妆品的生物型添加剂．使化妆品更具滋润皮肤、防止皱纹、增白防晒和保持生理活性的综合功能。用于营养保健食品的生产．具有增强机体应激反应能力、调节微量元素的作用，适应于高血压、脑血栓、动脉硬化、糖尿病等多种病人的特殊需求。用作畜禽饲料的生长激素．可加快牛、羊、猪、鱼的生长发育。降低饲喂成本和提高养殖效率；与植物基因工程相结合，可培养出具有高含锌量的转化基因蔬菜和各种营养蔬菜。
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白是一类拥有金属离子和硫原子共价结合的蛋白质，主要包括金属硫蛋白A（Metallothionein, MT）和硫蛋白精酶（Thioredoxin, Trx）。金属硫蛋白在生物体内具有重要的生物学功能，其中最为突出的是其在重金属解毒过程中的作用。近年来，关于金属硫蛋白调控及重金属解毒功能的研究取得了一系列重要的进展，为我们深入理解金属硫蛋白的生物学功能和防治重金属污染提供了重要的科学依据。
金属硫蛋白是一类小分子的蛋白质，具有高度可塑性和多功能性。金属硫蛋白主要由金属离子和硫原子组成，其金属离子主要包括锌、铜、铅和汞等，而硫原子是金属硫蛋白的主要配位基团。金属硫蛋白的主要生物学功能包括金属离子的储存和运输、抗氧化应激和重金属解毒等。金属硫蛋白在重金属解毒过程中扮演着重要的角色。
重金属是指相对密度大于5的金属元素，包括铅、汞、镉、铬等，它们对生物体健康造成严重的危害。生物体内的重金属主要通过食物链和环境污染等途径进入，一旦超过生物体的耐受范围就会产生毒性作用，严重的甚至危及生物体的生命。而金属硫蛋白在重金属解毒过程中发挥着重要的作用，主要表现在以下几个方面：
金属硫蛋白可以与重金属形成配位化合物，将其转化为相对稳定的络合物。在细胞内，金属硫蛋白可与铅、汞等重金属结合，组成具有较高稳定性和低毒性的络合物，从而降低了重金属对细胞内其他生物分子的损害程度。这种携带功能对于细胞内的重金属离子稳定转运和分布具有重要的意义。
金属硫蛋白具有还原性，可以通过与重金属结合的硫原子提供电子，还原重金属离子，将其还原为低价态，从而减少重金属的毒性。金属硫蛋白能够在细胞内与一氧化氮、过氧化氢等氧化物质结合，通过提供电子帮助其还原成水等较为稳定的物质，从而减轻氧化应激的损害。
金属硫蛋白还能够调控一些重金属解毒相关的基因表达，参与重金属的代谢和转运过程。研究发现，金属硫蛋白的合成受一些金属元素的调控，对于汞、铅、铬等重金属的解毒过程也有较大的影响。在重金属污染环境中，金属硫蛋白的表达水平明显上升，从而加强了细胞对重金属的抵抗能力。
金属硫蛋白的研究进展
龙源期刊网
金属硫蛋白的研究进展
作者：李停停 宗婧婧 高学慧
来源：《安徽农业科学》2018年第25期
摘要金属硫蛋白（MT）是一类富含半胱氨酸、具有金属结合特性、广泛存在于动物、植物、微生物体内一类低分子量多功能诱导性蛋白。MT具有清除自由基、调节生物体内微量元素浓度、参与重金属的解毒的作用，参与激素的调节、细胞代谢的调节，在细胞增殖分化控制中都有重要作用。就金属硫蛋白的理化性质、提取纯化技术、检测技术、生物学功能等研究进展及应用前景进行综述，以期为其开发应用提供参考依据。
关键词金属硫蛋白；理化性质；分离纯化；检测技术；应用前景
中图分类号Q51文献标识码A文章编号0517-6611（2018）25-0015-04
Research Progress of Metallothionein
LI Tingting1，2，ZONG Jingjing1，2，GAO Xuehui1，2 et al
（1.Zhejiang Ocean University， Zhoushan， Zhejiang 316021；2.Marine Fisheries Research
Institute of Zhejiang， Zhoushan， Zhejiang 316021）
AbstractMetallothionein （MT） is a low molecular weight multifunctional induced protein，
which is rich in cysteine， has metal binding properties， and widely distributes in animals， plants
and microorganisms.MT can scavenge free radicals and plays important roles in modulating
金属硫蛋白在皮肤疾病中的研究进展
中国美容医学２０１３年９月第２２卷第１７期Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｔ Ａｅｓｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ．Ｓｅｐ．２０１３．Ｖｏ１．２２．Ｎｏ．１７
金属硫蛋白在皮肤疾病中的研究进展
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｏｆ ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ ｉｎ ｓｋｉｎ ｄｉｓｅａｓｅｓ 薛燕 综述，李大铁 审校
（Ｉ．遵义医学院附属医院贵州遵义５６ ３０９９；２．云南华美美莱美容医院美容皮肤科云南昆明 ６５００００）
金属硫蛋白（ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ，ＭＴ）是一种富
含半胱氨酸、相对分子质量较低（６－ＴｋＤａ）的金属结 合蛋白 １］，广泛存在于生物界，具有多种生物学功
能。ＭＴ由Ｍａｒｇｏｓｈｅｓ和Ｖａｌｌｅｅ于１９５７年首次从马 的肾脏中分离出来，至今对ＭＴ的研究已走过半个
多世纪，大多数研究集中在脊椎动物ＭＴ的结构、功 能和基因调节等方面，研究成果丰富，涉及生物化
学、卫生毒理学、食品科学、医学、农学、环境科学等 各个领域。皮肤是人体最大的器官，重量占人体总
重的１６％，具有抵御外来刺激、吸收紫外线、免疫调 节等功能。ＭＴ在人类许多组织包括皮肤中Ｅ２３广泛表
达，目前在皮肤领域中的研究主要涉及创面愈合、
光保护、黑素合成、肿瘤表达等方面。本文拟对ＭＴ 在皮肤相关疾病中的表达、调控等作综述，为ＭＴ在
皮肤病中的临床应用和开发寻求新的靶点。
１ ＭＴ的结构特征及分布
哺乳动物ＭＴ由６１～６２个氨基酸残基组成，其 中有２Ｏ个半胱氨酸（约占３０％），缺乏芳香族氨基
酸，组氨酸的含量极少；自然情况下，蛋白中所有半 胱氨酸巯基均处于还原状态，这种特殊结构使ＭＴ
通过巯基键与金属离子结合，对金属有高度亲和 力，每一个ＭＴ分子可结合７个锌离子，也有结合其
他金属离子的能力，如铜离子。Ｎｒｒ的结构在进化中
高度保守，ＭＴ家族有ＭＴ—Ｉ、ＭＴ—ＩＩ、ＭＴ—ＩＩＩ和ＭＴ—ＩＶ
四种异构体。ＭＴ－Ｉ和ＭＴ—ＩＩ在哺乳动物的组织器官 中广泛表达，在肝和肾中含量最为丰富；ＭＴ—ＩＩＩ被 称为生长抑制因子（ＧＩＦ），主要在人和其他哺乳动
金属硫蛋白及其在动物养殖中的应用前景
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。其中重金属的解毒、参与微量元素的代谢和抗应激抗氧化作用是最基本的功能。应激可使动物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。羟自由基是通过攻击生物膜多不饱和脂肪酸、DNA、蛋白质和其他生物大分子，引发细胞和组织氧化损伤，细胞组织裂解，酶和氧化强化剂释放，导致生物体病变、生命力和生产力下降，甚至死亡。由于自由基的氧化作用，肌肉中细胞膜及亚细胞膜被氧化损伤，肌肉中的肌红蛋白被氧化成次肌红蛋白，同时膜被破坏，细胞内液体渗出，畜禽屠体的颜色由红色变成褐色，不但降低鲜肉产品质量，降低口感，还会导致动物的生长速度减缓，蛋鸡的产蛋率、母畜的繁殖力、机体抵抗力下降，疫病的发生率提高等。羟自由基引起的氧化、应激，还会使奶牛发生乳房炎和繁殖性能金属硫蛋白及其在动物养殖中的应用前景王霞1刘兴2周庆安3*董滢3（1.陕西省咸阳市渭城区动物卫生监督所；2.咸阳市饲料工业办公室；3.杨凌职业技术学院）
金属硫蛋白与皮肤
２７０ 中国美弃医学２００２年６月第】１卷第３期 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｍａｌ ｏｆ Ａ￣ｔｂｅｔｉｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ Ｊｕｎ ２００２ ｖ０ｌ ｌ１ ｏ ３ 综述・ 金属硫蛋白与皮肤 ＲＥＬＡＴＩｏＮＳｍＰ ＯＦ ＭＥＡＬＬＯＴＨＩｏＮＥＩＮ ＡＮＤ ＳＫＩＮ 郭杰 王冬艳－综述 姜洪池。唐朝枢：审较 （Ｉ哈尔滨匡科大学附属第二医院康奥整彤蔓容教光中一 哈亦滨１ ５００８６；２北京太学医学部生理压痛理生理学系） 金属硫蛋白（ｍｅｔａｌｌｏｔｈｉｏｎｅｉｎ，ＭＴ）是一类低分子 量（６～７ｋＤａ）富含半胱氨酸｛３０％）的细胞内蛋白， 与必需金属（ｚｎ，Ｃｕ），和非必需金属（Ｃｄ．Ｈｇ）有高亲 台性。１９５７年Ｍａｒｇｏｓｈｅ和ｖａｌｋ首次从马肾中分离 出ｃｄ和ｚｎ的结合蛋白ＭＴ。此后发现ＭＴ是存在于 整个生物界的金属结合蛋白，其结构在进化中高度 保守，在组织再生和发育过程中合成。皮肤是人体 最大的器官，参与全身功能活动，维持机体和外界 环境的对立统一 受到的机械性，物理性、化学性及 生物刺激时易产生特异性变化及全身性非特异性 反应 因此利用ＭＴ细胞保护的作用，在保护皮肤方 面将具有十分重要的意义。 １ 金属硫蛋白的一般特性 １．１ 金属硫蛋白的结构：ＭＴ分子一般为６１个氢 基酸残基组成的单一多肽链，分子量为６—７ｋＤａ，半 胱氨酸约占氢基酸的３０％，结构具有高度的保守性 和同源性，金属含量高，每个ＭＴ分子可结合７个 Ｚｎ或ｃｄ原子 １。ＭＴ在哺乳动物器官中有四种异构 形式：ＭＴ—Ｉ，ＭＴ一Ⅱ，ＭＴ一１１１，ＭＴ一Ⅳ。ＭＴ—Ｉ，和 ＭＴ一Ⅱ是ＭＴ最主要的异构形式 ｌ，ＭＴ—Ｉ和ＭＴ一 Ⅱ在大多数哺乳动物器官中表达，ＭＴ一１１１和ＭＴ一 Ⅳ分别在脑和鳞状上皮中表达 。。ＭＴ包括两个金 属簇，其中一个硫金属簇与４个金属离子、另一个 硫金属簇与３个金属离子结合。 １ ２ ＭＴ的基因：人的ＭＴ基因定位于ｌ６号染色 体，高等动物都有基本相似的结构，一般由三个外 显子和两个内含子组成，三个外显子分别对应于 ＭＴ序列中的１—９，１０—３１，和３２—６ｌ位氨基酸残 基，前一个外显子编码ＭＴ蛋白的Ｂ结构域，后两个 外显子编码ｎ结构域 １．３ ＭＴ的代谢：ＭＴ主要以Ｚｎ—ＭＴ和Ｃｕ—ＭＴ 的形式广泛分布于肝、肾、胰腺。细胞内的ＭＴ主要 存在于细胞质中。也存在细胞核中，其分布量取决 于组织的金属含量和细胞的不同发育时期 ＭＴ具 有很强的可诱导性，可被金属、激素、氧化剂、过度 运动、寒冷刺激等因素诱导 ］ 紫外线Ｂ（ｕｌｔｒａｃｉｏｌｅｔ Ｂ，ＵＶＢ）照射损伤皮肤后释放的ＩＬ—ｉ、ＩＬ一６、 ＴＮＦ— 等可诱导ＭＴ表达 生理性介质通过ＭＴ 基因启动区的应用组件驱动，使ＭＴ基因转录迅速 上网，参与细胞基因表达、凋亡、增殖 。ｚｎ通过锌 指转录因子ＭＴＦ—ｌ的表达诱导ＭＴ—ｌ，ＭＴＦ—ｌ是 金属调节蛋白，根据细胞游离ｚｎ的浓度，其ＤＮＡ结 合活性可逆地被活化（９ ７ ＭＴ因所结合的金属不同 而代谢方式不同：ＭＴ中金属代谢在释放金属的同 时有蛋白质自身的降解；结合的金属与游离的金属 交换的同时，金属与特异的配基结合而没有蛋白的 降解 完整的ＭＴ复台物从细胞质中转移到另一细 胞间隙。 ２ ＭＴ的生物学反应 ２．１ 参与重金属的解毒，调节金属的吸收和代谢 平衡：ＭＴ是一种金属运输蛋白，可向一些脱金属酶 提供ｚｎ和ｃｕ。ｚｎ是人体内多种酶的必需成分，ＭＴ 对ｚｎ的结合、释放影响体内的酶催化反应、基因表 达、免疫反应、病毒感染等过程 。ＭＴ基因的自动 凋节可保持细胞内游离ｚｎ和ｃｕ在低水平上，并与 其过量的金属结合。ＭＴ作为金属的缓冲剂决定细 胞内ｚｎ、ｃｕ水平的稳定状态。ＭＴ对重金属解毒和 调节金属通路的内环境稳定性发挥着重要的作用 １ ５ｌ。 ２．２ 清除自由基、抑制脂质过氧化反应：ＭＴ可被 很多产生自由基的情况诱导，ＭＴ螫合Ｆｅ ’使其变 成无活性形式，减少过氧化物转换成羟自由基。ＭＴ 富含半胱氨酸残基，其硫簇是羟自由基的主要靶 子，ＭＴ释放ｚｎ及膜吸收的ｚｎ参与抑制脂质过氧 化反应。Ｚｎ—ＭＴ在细胞水平上抑制脂质过氧化，起 到保护细胞的作用。ｚｎ降低铁的吸收，干扰铁的氧 化还原，诱导ＭＴ的合成，清除自由基。ＭＴ释放金属 可作为氧化应激的代偿信号刺激ＭＴ基因启动子区 间的某些因子，从而提高ＭＴ基因的转录水平。ＭＴ 以清除羟自由基作用最强，
金属硫蛋白与肿瘤关系的研究进展
金属硫蛋白与肿瘤关系的研究进展
作者：王昭 彭冬 王席 杨威 柳忠玉
来源：《科技视界》 2014年第20期
王 昭 彭 冬 王 席 杨 威 柳忠玉
（长江大学 生命科学学院，湖北 荆州 434025）
【摘 要】金属硫蛋白（metallothionein，MT）是一类普遍存在于生物体内的富含半胱氨酸、相对分子质量较低的金属结合蛋白。MT 在不同类型恶性肿瘤中的表达情况及其作用机制存在差异。本文主要针对金属硫蛋白在实体瘤和血液肿瘤中的关系进行综述。
【关键词】金属硫蛋白；血液肿瘤； 实体瘤
金属硫蛋白（metallothionein，MT）具有高诱导特性和多种生物学功能，参与纤维化疾病、神经退行性疾病及肿瘤的发生发展 。MT 的表达与肿瘤诊断之间的关系是临床医学研究的焦点。MT与实体瘤的关系已经得到了广泛研究，而MT在血液肿瘤中研究相对较少，本文主要针对金属硫蛋白在实体瘤和血液肿瘤中的作用进行综述。
1 金属硫蛋白与实体瘤的关系
1.1 MT异常表达于实体瘤各种组织中
MT的异常表达主要表现在多种肿瘤中发现MT呈高水平表达，包括乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌、宫颈癌。但并非所有肿瘤中MT过量表达，MT-I 、 MT-II在肝癌、胃癌、大肠癌、中枢神经恶性肿瘤、甲状腺瘤表达下调[1]。MT在肿瘤组织中的上调或下调可能成为疾病诊断的筛选标准。
1.2 MT基因表达可作为某些实体瘤的诊断和预后指标
MT的过度表达可能预示肿瘤的早期，MT作为免疫组化标志物用于多种肿瘤的诊断，包括乳腺癌、前列腺癌、黑色素瘤等 [1]。同时，MT也可作为血清肿瘤标记物用于肿瘤诊断，
Kruseova等[2]利用差分脉冲伏安法检测多种儿童实体瘤患者血清中的MT，结果显示患者的MT表达量显著高于对照。同时，MT表达与肿瘤分级/ 分期相关，MT过量表达促进肿瘤细胞的增殖、侵袭和肿瘤形成，检测MT表达可用于鉴别胃肠道间质瘤、甲状腺瘤、前列腺癌、卵巢癌[3]等的恶性程度。此外，MT与恶性肿瘤的预后相关。有研究表明MT过度表达者，治疗后肿瘤复发率高且存活时间短，提示MT表达高者预后差 [1]，在乳腺癌、前列腺癌中MT可以作为一个独立的预后指标；与之相反，一些研究则显示MT表达低者预后差，例如Kruseova等[2]研究了172例儿童肿瘤的865份样本，结果显示血清MT水平低者复发率高；还有些研究显示直肠癌、膀胱癌等肿瘤中MT的表达与预后无相关性。因此MT表达与肿瘤预后关系可能与肿瘤的组织学类型有关。
牦牛金属硫蛋白(MTs)-Ⅲ--Ⅳ分子特性及MT-Ⅲ表达研究
牦牛金属硫蛋白（MTs）-Ⅲ--Ⅳ分子特性及MT-Ⅲ表达研究
牦牛金属硫蛋白(MTs)-Ⅲ/-Ⅳ分子特性及MT-Ⅲ表达研究
引言：
牦牛是高原生态系统中重要的牲畜之一，其对高原环境中的金属元素有较高的耐受能力。金属硫蛋白（MTs）是一类高度保守的蛋白质家族，参与调节和维持细胞内金属离子平衡。本研究旨在探究牦牛金属硫蛋白Ⅲ和Ⅳ的分子特性，并分析MT-Ⅲ的表达情况，以了解其在牦牛耐受金属离子的机制。
一、牦牛金属硫蛋白-Ⅲ/-Ⅳ的序列和结构特点
金属硫蛋白（MTs）是一类低分子量、高度保守的蛋白质家族，主要由6-7个金属硫团构成。各种MTs可分为几个亚型，其中Ⅲ和Ⅳ亚型在牦牛中较为丰富。牦牛MT-Ⅲ和Ⅳ的氨基酸序列与其他物种的MTs相似，表现出较高的保守性。通过多序列比对可发现，牦牛MTs在亚型中的氨基酸序列具有相当的一致性。
二、牦牛金属硫蛋白-Ⅲ/-Ⅳ的功能
MTs家族蛋白质在维持细胞内金属离子平衡、解毒重金属和参与免疫反应中发挥重要作用。牦牛MTs的表达水平通常受到环境中金属离子浓度的调控。通过对牦牛MTs的功能研究发现，MT-Ⅲ和Ⅳ主要参与抗氧化应激反应，能够调控细胞内一氧化氮（NO）和超氧阴离子（O2^-）等活性氧的水平，从而减轻细胞内自由基的毒性。
三、MT-Ⅲ在牦牛中的表达
为了探究MT-Ⅲ在牦牛中的表达情况，我们设计了一系列实验。首先，收集不同组织（如肝脏、肌肉、肾脏等）的牦牛样本，并利用RT-PCR技术检测MT-Ⅲ的mRNA表达水平。结果显示，MT-Ⅲ的表达在不同组织中存在差异，其中肝脏中的表达水平最高。接着，我们进行了MT-Ⅲ蛋白质的免疫组化染色实验，发现MT-Ⅲ主要在肝脏细胞的胞浆中表达，并形成颗粒状结构。
结论：
本研究对牦牛金属硫蛋白Ⅲ和Ⅳ的分子特性进行了分析，并揭示了MT-Ⅲ在牦牛中的表达情况。研究发现，牦牛MTs具有高度的序列保守性，并具有一定的功能特点。MT-Ⅲ和Ⅳ在维持细胞内金属离子平衡和抗氧化应激反应中扮演重要角色，其中MT-Ⅲ在牦牛肝脏中的表达水平较高，并主要定位于胞浆中。此研究对于进一步揭示牦牛抗金属离子毒性机制及优良适应高原环境的遗传基础具有重要意义
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展 2
金属硫蛋白调控及重金属解毒功能研究进展
金属硫蛋白是一类富含硫氨基酸残基（如半胱氨酸和甲硫氨酸）的蛋白质家族，其主要功能是参与金属离子的结合和转运，同时也起到了重金属解毒的作用。这些蛋白质在细胞内起到了重要的调控作用，控制了金属离子的浓度和在细胞内的分布，并参与了许多重要的生理过程。
对金属硫蛋白的调控机制的研究表明，其转录和翻译水平是最主要的调控方式。在转录水平上，研究发现许多转录因子可以结合到金属硫蛋白基因的启动子区域，调控其基因表达。金属响应元件（MREs）是一类可以与金属响应转录因子结合的DNA序列，这些转录因子可以受金属离子的浓度和种类的影响，来调控金属硫蛋白基因的转录。一些转录因子还可以受其他信号通路的调控，如氧化应激等，来影响金属硫蛋白的表达。在翻译水平上，研究发现金属硫蛋白的合成受一系列转录因子和转化因子的调控。这些因子可以通过不同的机制来选择性地增加或降低金属硫蛋白的合成速率。
金属硫蛋白的调控机制对于维持细胞内金属离子平衡和解毒具有重要的意义。金属离子是细胞内许多重要酶的辅助因子，也是许多代谢途径中必需的成分。过量的金属离子会对细胞造成严重的损伤，甚至导致细胞死亡。金属硫蛋白通过结合和转运金属离子，调控其在细胞内的浓度，从而避免了金属离子对细胞的损伤。金属硫蛋白还可以结合一些重金属离子，如汞、铅等，形成稳定的络合物，从而减少了重金属的毒性。金属硫蛋白还可以与其他金属离子之间发生相互作用，调控其在细胞内的分布和代谢。
最近的研究还发现，金属硫蛋白可能参与调控细胞的凋亡和抗氧化应激能力。许多研究表明，金属硫蛋白的表达水平在氧化应激条件下会显著增加，从而增强了细胞对氧化应激的抵抗能力。金属硫蛋白还可以通过调节一些凋亡相关分子的表达，参与细胞凋亡的调控。这些研究为金属硫蛋白在抗氧化应激和细胞生存中的作用提供了一些新的线索。
金属硫蛋白是一类重要的蛋白质家族，参与了金属离子的结合和转运、重金属解毒以及细胞凋亡和抗氧化应激等生理过程。对金属硫蛋白调控机制和功能的研究已取得了很大的进展，但仍有许多问题需要进一步解答。未来的研究将继续深入探究金属硫蛋白的调控机制和生物学功能，为其在环境毒理学、生物医学等领域的应用提供新的理论和实证基础。
金属硫蛋白的检测方法及其应用
金属硫蛋白的检测方法及其应用
金属硫蛋白（Metallothionein）是一类富含半胱氨酸残基和金属的小分子蛋白质物质，简称MT，又叫金属硫氨酸甲基内盐。主要存在于动物的肝脏、肾脏、胰腺和小肠中，因动物的不同，其分布和半衰期略有差异。其研究和开发涉及农业、医药保健、生物工程、环境保护等各个领域。
1MT的一般性质
根据与MT结合的金属种类、摩尔含量来分别命名，如Cd-MT、Cu-MT或Cd7-MT、Zn7-MT（表示每个分子中结合7个原子Cd或Zn）或Cd、Zn-MT这类形式。也可用罗马数字和小写字母标出分子结构的差别，如人MT-Ⅰb、MT-Ⅱa等。MT的三级结构由α结构域（羧基末端后30个氨基酸残基）和β结构域（氨基末端前30个氨基酸残基）构成，分子呈哑铃形。每个区域有4个Cys巯基结合金属原子。等电点PI一般在4左右。分子量范围较大，为2 000～13 800Da，其中哺乳动物的MT分子量为6 000～7 000Da。分子中不含芳香族氨基酸，没有280nm的吸收峰，与不同金属结合产生不同特征吸收峰，脱掉金属后，硫蛋白在190nm处有一明显的肽键吸收峰。
MT的金属具有动力学不稳定性，巯基具有亲核性，决定了MT易与某些亲电物质特别是某些自由基相互作用，消除辐射形成的·OH自由基。MT具有抗应激作用，如动物注射糖皮质激素、干扰素、白细胞介素－Ⅰ后，肝脏中的MT合成增加；各种炎症因子及机体的应激状态（如寒冷、过度疲劳、饥饿等）都增加MTmRNA的转录。并且MT可保护细胞抵抗重金属和烷化剂的致癌、致突作用。重金属（Cd、Zn等）可使MT合成速率增加，可防止Zn和Cu、Hg中毒。但MT并不是对所有能诱导它合成的金属都具有解毒作用，如Ag、Au、Co和Ni都能诱导MT的合成，却不对这些金属有解毒作用。另外在细胞内，Cd-MT具有保护作用，但在细胞外，Cd-MT具有比Cd2+本身更大的肾细胞毒性。
金属硫蛋白清除自由基的能力
- 1 - 金属硫蛋白清除自由基的能力
金属硫蛋白是一种含有硫和金属离子的小分子蛋白质，在细胞内广泛存在，具有多种生物学功能。其中，其清除自由基的能力备受关注。
自由基是一种高度不稳定的分子或原子，具有强氧化性，易引起细胞内氧化应激，导致细胞受损、死亡，从而引发多种疾病。金属硫蛋白具有显著的清除自由基的能力，可以通过多种机制来抑制自由基产生和清除已经产生的自由基。
金属硫蛋白的清除自由基能力与其含有硫和金属离子密切相关。硫可以通过与自由基反应生成硫自由基，阻止自由基进一步损伤细胞；金属离子则可以通过捕获自由基，降低其反应能力。
此外，金属硫蛋白还可以通过激活其他抗氧化酶的活性来增强细胞内抗氧化能力，进一步保护细胞免受自由基的损伤。
因此，金属硫蛋白在预防和治疗多种疾病方面具有广泛的应用前景，特别是在抗氧化应激领域的研究中扮演着重要的角色。