《星蟲鐵結合蛋白基因的真核表達及富鉛功能的解析》是蘇秀榕為項目負責人，寧波大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：星蟲鐵結合蛋白基因的真核表達及富鉛功能的解析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蘇秀榕
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
鉛對兒童的健康危害很大, 主要是影響大腦發育, 損壞神經系統的許多功能。而且這種損傷還具有不可逆轉性, 因此鉛中毒已經成為影響兒童健康的重要醫學問題。課題組前期研究發現：星蟲具有明顯的富集重金屬能力， Cd2+富集順序為體壁＞後腎管＞內臟團＞血液；Pb2+為體壁＞內臟團＞血液＞後腎管。Cd2+的富集能力最強，其次為Pb2+，Hg2+和As3+為低富集。而重金屬對星蟲的致死濃度隨著環境離子濃度的增加而成倍數上漲。為進一步挖掘星蟲功能基因的潛力，本項目通過研究ferritin基因的甲醇營養型酵母系統的高效表達，重組蛋白的免疫磁珠分離純化，蛋白晶體的製備，選擇最佳含鉛配體、利用重組鐵結合蛋白特殊網狀孔道富集鉛，利用X-ray、原子力顯微鏡、圓二色光譜等檢測富集Pb+2後該蛋白結構的動態變化，根據ICP-MS檢測富集鉛量，篩選最佳富集的條件，解讀富鉛機理；為今後用於治療兒童鉛中毒奠定基礎。
結題摘要
可口革囊星蟲（Phascolosoma esculenta Chen et Yeh）俗稱海丁、土筍、沙蟲等。該動物營穴居生活、棲息於河口、港灣以及地表徑流豐富的泥沙或砂泥質灘涂中，以底棲硅藻和有機碎屑為食，其結構簡單，卻對鹽度、重金屬和溫度的適應範圍非常廣，在惡劣的環境中能生長良好，這與其抗性很強有關，它可抗低溫、高溫、缺氧和重金屬等。 本研究以可口革囊星蟲為研究對象，對課題組已克隆獲得的鐵結合蛋白基因，依據相應的胺基酸序列，對其編碼蛋白的信號肽、跨膜區以及磷酸化位點和疏水性等進行分析，採用CLUSTAL W程式進行多序列比對，構建進化樹，對可口革囊星蟲鐵結合蛋白的分子進化和系統發育進行了研究；利用畢氏酵母構建鐵結合蛋白真核表達體系並進行了大量表達；研究了鐵結合蛋白在體外富集重金屬離子後的光譜特徵。其次，將鐵蛋白分別用相同濃度的不同重金屬進行處理，讓其充分吸附重金屬後，利用掃描電鏡觀察其富集不同重金屬後的聚集形貌特徵，再利用透射電鏡觀察其富集不同重金屬後的超微結構的變化，並通過原子力顯微鏡檢測其納米級形貌的區別。將天然的馬脾鐵結合蛋白進行相同的處理，觀察重組鐵結合蛋白的天然鐵結合蛋白的區別。將不同處理的重組鐵蛋白和天然鐵蛋白用傅立葉變換紅外光譜檢測其富集不同重金屬後蛋白基團的變化，再用圓二色光譜檢測鐵蛋白空間結構的變化。用EDS進一步證實了鐵結合蛋白具有富集不同重金屬的能力，在經過重金屬處理的蛋白里均檢測到了相應的重金屬，對鐵結合蛋白富集重金屬進行了定性的檢測；ICP-MS的結果對蛋白富集重金屬的能力進行了定量的檢測。也利用了2株細胞研究了它的解毒功能。 研究結果顯示：鐵蛋白富集重金屬Fe3+的能力最強，富集有毒重金屬離子如Pb2+、Cd2+能力次之，而對低毒重金屬幾乎無富集作用。重組鐵蛋白富集重金屬的能力遠遠高於馬脾鐵蛋白組，僅以Fe3+和Pb2+為例，二者就相差約30倍和21倍。而細胞實驗也進一步表明了鐵結合蛋白能夠通過吸附Pb+2來保護小鼠成骨前體細胞MC3T3，使細胞的死亡率明顯降低（P＜0.05）。鐵蛋白調節一些特殊蛋白質合成、能量代謝和胺基酸代謝保護MSCs免受Cd+2 損傷。
