金属硫蛋白混合体的应用

背景^[1-3]

金属硫蛋白混合体是一种金属结合蛋白，具有多种生物功能。它广泛存在于生物体内，参与了包括金属代谢、细胞凋亡、氧化应激和DNA修复等在内的多种生物过程。

在化学结构上，金属硫蛋白混合体是一种包含多个二硫键的蛋白。这种二硫键结构使其能够与多种金属离子形成结合力极强的配合物，从而在金属代谢和调控中发挥关键作用。

此外，金属硫蛋白混合体还具有细胞保护作用，可以清除活性氧和自由基，保护细胞免受氧化损伤。它也可以调节细胞凋亡过程，参与DNA修复和应激反应等。

在生物化学领域，金属硫蛋白混合体的研究已经取得了许多进展。例如，人们已经发现它与一些疾病的发生发展密切相关，包括癌症、神经退行性疾病和心血管疾病等。因此，金属硫蛋白混合体在生物医学领域具有广泛的应用前景。

然而，目前对于金属硫蛋白混合体的详细作用机制仍不完全清楚，还需要进一步的研究和探索。例如，金属硫蛋白混合体在不同类型的细胞中可能具有不同的功能和作用方式；同时，其与金属离子的相互作用机制也需要深入探讨。

金属硫蛋白混合体

金属硫蛋白混合体在化学结构上具有以下特点：

1.含有多个二硫键：金属硫蛋白混合体是一种二硫键丰富的蛋白质，二硫键的数目和位置在不同的MT亚型中可以有很大的变化。二硫键的形成使得MT具有较高的稳定性和热稳定性。

2.富含半胱氨酸：MT混合体具有高浓度的半胱氨酸残基，这些半胱氨酸可以与金属离子形成配位键，从而与金属离子结合。

3.形成多聚体：金属硫蛋白混合体可以形成同二聚体或异二聚体，甚至多聚体，这有助于MT在体内形成更为复杂的结构和功能。

4.具有多种翻译后修饰：MT混合体具有多种翻译后修饰，如磷酸化、甲基化、乙酰化等，这些修饰可以影响MT的生物活性和分布。

应用^[4-5]

金属硫蛋白混合体可以用于金属硫蛋白对三氧化二砷和肥胖共同诱导心肌损伤的保护作用及机制研究

金属硫蛋白混合体是一种有效的内源性抗氧化剂,可有效保护心肌细胞免受氧化应激损伤,故本研究的目的旨在证明金属硫蛋白混合体在肥胖和治疗剂量三氧化二砷的双重打击下,是否可以保护心肌细胞,抑制心脏毒性的发生。

方法:金属硫蛋白混合体心脏特异性高表达转基因小鼠与同种系野生型对照组小鼠,在4周龄时开始暴露于高脂饮食和正常对照饮食。4个月后进行糖耐量实验,检测暴露于高脂饮食的小鼠是否出现肥胖和胰岛素抵抗。随后尾静脉注射三氧化二砷(5mg/kg/day),持续1个月后处死各组小鼠,收集心脏组织,检测细胞凋亡、氧化应激、炎症反应与纤维化等各项分子指标。结果:单纯肥胖小鼠模型中,没有金属的参与不能启动MT的保护机制。三氧化二砷单因素打击下,MT可抑制氧化应激反应,并可通过抑制P53信号通路和细胞三大凋亡途径保护心肌细胞凋亡。同时,也可抑制NF-kB信号通路的活化,从而使其下游的炎症因子,趋化分子和黏附分子的分泌减少,从而进一步抑制巨噬细胞的招募。双重因素打击下,心肌细胞氧化应激损伤和其导致的细胞凋亡、炎症反应更重,同时肥胖增加了三氧化二砷诱导心肌细胞纤维化的敏感性,使心肌纤维化提早出现。但双重打击下,MT对心肌细胞损伤的保护作用也更强。

结论:金属硫蛋白混合体对三氧化二砷及合并肥胖的双重打击诱导的心肌损伤有保护作用。但在无金属离子参与的条件下,单纯MT高表达对肥胖诱导的心肌损伤无保护作用。

参考文献

[1]Manifestations and mechanisms of myocardial lipotoxicity in obesity.A.C.Sletten;;L.R.Peterson;;J.E.Schaffer.Journal of Internal Medicine,2018

[2]Incident adverse events following therapy for acute promyelocytic leukemia.Peter Geon Kim;;Kelly Bridgham;;Evan C Chen;;Mahesh K Vidula;;Olga Pozdnyakova;;Andrew M Brunner;;Amir T.Fathi.Leukemia Research Reports,2018

[3]Metallothionein Preserves Akt2 Activity and Cardiac Function via Inhibiting TRB3 in Diabetic Hearts.Junlian Gu;;Xiaoqing Yan;;Xiaozhen Dai;;Yuehui Wang;;Qian Lin;;Jian Xiao;;Shanshan Zhou;;Jian Zhang;;Kai Wang;;Jun Zeng;;Ying Xin;;Michelle T Barati;;Chi Zhang;;Yang Bai;;Yan Li;;Paul N Epstein;;Kupper A Wintergerst;;Xiaokun Li;;Yi Tan;;Lu Cai.Diabetes,2018

[4]Role of free fatty acids in endothelial dysfunction.Arijit Ghosh;;Lei Gao;;Abhimanyu Thakur;;Parco M.Siu;;Christopher W.K.Lai.Journal of Biomedical Science,2017

[5]葛婷雯.金属硫蛋白对三氧化二砷和肥胖共同诱导心肌损伤的保护作用及机制研究[D].吉林大学,2020.