高铁对大鼠大脑皮层二价金属转运蛋白1表达的影响

目的探讨在脑铁代谢中发挥重要生理作用的二价金属转运蛋白1(DMT1)的表达及其调控机制。方法大鼠(n=6)侧脑室注射右旋糖酐铁3d和7d后,采用铁组织化学法检测脑内铁含量的变化,免疫组织化学技术检测大脑皮层中DMT1的两种亚型,即DMT1(+IRE)和DMT1(-IRE)蛋白表达的变化。结果铁组织化学染色结果显示,大鼠侧脑室注射右旋糖酐铁500μg/(只.d)7d后,大脑皮层中二价铁和三价铁均显著增高。同时,免疫组织化学结果表明,与对照组相比,脑内达高铁状态时大脑皮层DMT1(+IRE)蛋白表达显著升高,而DMT1(-IRE)蛋白表达无显著变化。结论在大鼠大脑皮层中,DMT1(+IRE)蛋白对铁水平的升高更为敏感,其表达与脑铁水平(尤其是二价铁)呈正相关。高铁对脑内不同区域内不同亚型DMT1表达的影响存在特异性。

嗜酸氧化亚铁硫杆菌中金属转运基因的克隆与差异表达

嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,At.ferrooxidans)广泛应用于铜、锌、锰和镉等金属离子的生物浸出,浸出液中含有大量的金属离子。研究At.ferrooxidans DC菌株在金属离子胁迫下金属转运基因的相对表达,测定At.ferrooxidans DC对Mn2+、Zn2+和Cd2+的最大耐受浓度。应用RT-qPCR技术分析At.ferrooxidans DC中4个金属转运基因(afe_0671、afe_0674、afe_1143和afe_1144)在Mn2+、Zn2+和Cd2+胁迫下的差异表达。利用BLAST等生物学软件对各基因及其编码的蛋白进行生物信息学分析。结果表明:At.ferrooxidans DC菌株对Mn2+、Zn2+和Cd2+的最大耐受浓度分别是0.38、0.18和0.08 mol/L;在Mn2+、Zn2+和Cd2+胁迫下,目标基因的表达均上调,且随着金属离子浓度的增加,上调倍数升高;生物信息学分析表明目标基因编码为与金属转运相关的膜蛋白;在At.ferrooxidans DC中,目标基因编码的蛋白与Mn2+、Zn2+和Cd2+的转运密切相关。

大鼠心脏二价金属转运体1表达量的不同发育期变化及其调节

目的 :研究二价金属转运体 1(divalent metal transporter 1,DMT1)在大鼠心脏中的表达及其受膳食铁调节的情况。方法 :采用 RT- PCR和 Western blot技术 ,观察 DMT1在雄性 Sprague- Dawley大鼠心脏中的表达。结果 :两种亚型的 DMT1m RNA(non- IRE形式和 IRE形式 )在不同年龄 (7、2 1、6 3和 196 d)的大鼠心脏中均有表达 ,随着大鼠年龄的增加 ,DMT1m RNA的表达量增加 ,并且其表达量与心脏中的铁含量呈正相关。出生 2 1d的大鼠用高铁或低铁饲料喂养 6周后 ,分别造成心脏铁超载和铁缺乏模型。高铁组、低铁组与对照组相比 ,心脏 DMT1m RNA的表达量没有明显变化 ;Western blot分析结果显示 ,DMT1蛋白 (non- IRE形式和 IRE形式 )在铁缺乏的心脏中含量分别增加 2 1%和 4 0 % (P<0 .0 1) ,在铁超载的心脏中其含量降低 2 6 %～ 2 8% (P<0 .0 1)。结论 :DMT1在心脏中的表达受膳食铁和心脏铁含量的调节 ,其调节方式与转铁蛋白受体不同 ,是一种转录后调节。

鸡二价金属转运蛋白1 cDNA的克隆与序列分析

鸡二价金属转运蛋白1(divalent metal transporter 1,DMT1)在动物胃肠道锰吸收过程中起重要作用.根据哺乳动物Dmt1同源蛋白氨基酸序列的保守性设计引物,应用3′RACE(rapid amplificationof cDNA ends)技术,扩增并克隆获得鸡小肠Dmt 1 cDNA 3′端1289bp和1092bp的2种片段,发现其3′端翻译区和非翻译区存在差异.根据鸡Dmt1 cDNA 3′端片段的测序结果设计引物,扩增获得1个与3′端片段部分重叠的鸡Dmt 1 cDNA 5′端907bp片段,并对其进行了克隆测序.根据鸡小肠Dmt13′RACE片段和5′RACE片段序列信息进行拼接,从而获得鸡小肠Dmt 1 cDNA全序列信息.结果表明,鸡小肠Dmt 1 cDNA有2种形式,1种全长为1972个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1 695个核苷酸,3′非翻译区为173个核苷酸,编码1个含564个氨基酸残基的蛋白质;另1种形式为1775个核苷酸,其中5′非翻译区为104个核苷酸,编码区1593个核苷酸,3′非翻译区为78个核苷酸,编码1个含530个氨基酸残基的蛋白质.据鸡Dmt 1 cDNA推测出的2种形式蛋白质的氨基酸序列与人、大鼠和小鼠的Dmt1蛋白具有高度同源性,它们的同源性分别为82%、82%、80%,和84%、84%、83%.对推测氨基酸序列进行疏水性和跨膜区分析表明,Dmt 1蛋白为1种跨膜整合蛋白,具有膜转运蛋白糖基化位点和底物结合位点的保守序列.

Wilson病和Menkes病:重金属转运的新证据

本文描述了Menkes与Wilson病的基因分离,以及含有HMA顺序的细菌重金属抗性基因:如汞抗性基因(merA和merP);镉抗性基因(cad A);肠球菌铜稳定基因(copA和copB)。

OsFWL3调控水稻金属离子转运和积累的研究

【目的】FWL(Fruit Weight2.2-Like)基因是细胞增殖的负调控因子,不仅调控植物器官发生和大小,也参与调控植株金属离子转运积累及信号转导,解析OsFWL3功能,有助于揭示作物体内微量金属元素转运机制,为减少重金属积累、改善作物品质提供理论支持。【方法】通过生物信息学方法,分析OsFWLs家族基因概况、基因组结构及系统进化树,并预测OsFWL3的时空表达分析。利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,获得2个Osfwl3敲除株系,在苗期和灌浆期进行ZnSO4处理,分析处理后的幼苗和籽粒表型,测定Zn等金属元素含量变化,探究OsFWL3对Zn等金属离子转运和积累的影响。【结果】OsFWLs家族基因功能存在一定程度的相似性。OsFWL3在花药和圆锥花序中高表达,暗示其与水稻生殖发育密切相关,突变体Osfwl3的一级枝梗数显著增多,其种子在长度、厚度和百粒重方面显著大于WT。同时,OsFWL3影响水稻幼苗和籽粒中Zn等金属离子的含量和分布,OsFWL3缺失影响Zn、Cd、Mn从植株地下部向地上部、穗下部向穗中部以及稃壳向糙米的竞争性转运。【结论】OsFWL3影响水稻籽粒及植株中Zn等金属元素的积累和转运,对水稻植株生长发育和籽粒大小均起重要调控作用。

植物重金属转运蛋白研究进展

土壤中的有毒重金属不仅对植物有害,也可通过食物链危害人类和动物的健康.重金属转运蛋白在植物吸收、抵抗重金属的复杂机制中起着关键作用.植物重金属转运蛋白分为吸收蛋白和排出蛋白,其中,吸收蛋白转运必需重金属进入细胞,同时也会因为必需重金属的缺乏或离子之间的竞争而运载有毒重金属;排出蛋白是一类解毒蛋白,可将过量的或有毒的重金属逆向转运出细胞,或区室化于液泡中.目前,细胞内多种重金属转运蛋白基因的转录水平与重金属离子积累之间的联系已被揭示,并分离克隆出诸多相关蛋白家族成员.本文综述了近年来发现并鉴定的主要重金属转运蛋白的金属亲和性、器官表达特异性及细胞内定位等的研究进展.

MRP1/MRP2与重金属转运的研究进展

多药耐药相关蛋白（multidrug resistance-associated protein,MRPs）是ATP结合盒式转运蛋白（ATP-binding cassette,ABC）家族中的一个亚群,1992年由Cole等[1]最初在耐阿霉素小细胞肺癌细胞株H69/AR的研究中发现,该耐药细胞株表达了一种不同于P糖蛋白（P-gp）的蛋白,此后命名为多药耐药相关蛋白1（multidrug resistance-associated protein 1,MRP1/ABCC1）。随后人们又陆续发现多药耐药相关蛋白2（multidrugresistance-associated protein 2,MRP2/ABCC2）及MRPs的其他成员。MRP1和MRP2是细胞代谢产物、药物、

二价金属转运体1参与脉络丛上皮细胞铅吸收的机制

目的研究二价金属转运体1(DMT1)参与脉络丛上皮细胞系Z310细胞铅转运的机制。方法采用原子吸收分光光度法检测Z310细胞铅吸收的时间效应。免疫荧光法观察DMT1在Z310细胞内的表达。采用siRNA干涉DMT1表达,荧光实时定量PCR检测DMT1的表达水平。原子吸收分光光度法检测DMT1 siRNA干涉对细胞铅吸收影响。结果醋酸铅暴露后,Z310细胞铅吸收量呈时间-依赖性增高;DMT1在Z310细胞中有较丰富的表达,主要在胞质中呈较均匀的分布。与阴性对照组相比,siRNA干涉后,Z310细胞DMT1 mRNA表达水平下降了74.8%。DMT1siRNA干涉后细胞铅吸收量减少了52.3%(P<0.01)。结论在脉络丛上皮细胞吸收铅的过程中,DMT1起到重要的转运作用。

二价金属离子转运蛋白1——一个新发现的重要铁转运蛋白

二价金属离子转运蛋白 1(divalentmetaltransporter 1,DMT1)的发现是近年铁代谢研究领域最重大的一项突破 .DMT1是哺乳类跨膜铁转运蛋白 .这种蛋白质广泛分布于人体各组织 .DMT1mRNA有两种形式 ,一种含有IRE (ironresponseelement) ,而另一种则不含此结构 .DMT1的功能主要是介导小肠上皮细胞的铁吸收以及参与铁从内吞小体移位到胞浆的过程 .DMT1介导的铁转运是一个主动的和H+依赖的过程 .DMT1也参与其他二价金属如Zn2 +、Mn2 +、Co2 +、Cd2 +、Cn2 +、Ni2 +和Pb2 +的转运 .小肠DMT1的表达受饮食或组织铁控制 .第四跨膜区是DMT1的重要功能区 .此区基因发生点突变 (G185R)是导致不可逆性缺铁性贫血的原因 .在帕金森氏病人的黑质发现DMT1表达异常增加 ,因而DMT1可能也与某些神经退行性疾病的形成有关 .

金属转运蛋白SLC39A14的代谢性功能研究进展

微量元素是维持人体生理和代谢功能的重要的营养素之一,既可参与人体生理生化功能调控,亦可作为生物大分子的组成或辅助成分,如激素和维生素有机组成.微量元素对维持机体正常生命活动具有重要意义.其中,必需微量元素是机体内不能产生或合成但又是维持生物体正常生理机能不可或缺的,如铁、锰、锌等,主要通过消化道中不同的金属转运蛋白(metal transporter)转运吸收.近年来,随着金属转运蛋白不断被鉴定与发现以及金属转运蛋白的功能研究进展,认为SLC39A14在不同组织中参与铁、锌、锰等必需微量元素转运,并且参与多种生物学功能.基于目前对金属转运蛋白在代谢性器官以及代谢性疾病中的作用机理的了解和认识,本文回顾性总结了金属转运蛋白SLC39A14在不同代谢组织器官的代谢性功能和作用机制.

植物Nramp基因及其与金属离子转运的关系

概述了植物Nramp基因家族及其序列结构分析;在金属离子转运方面的作用机制;表达调控及亚细胞定位;与植物乙烯信号转导途径的核心组分EIN2基因之间的关系等;对今后的研究重点和应用也做了展望。

铁调素在小鼠脑内的表达及其对膜铁转运蛋白1和二价金属离子转运体1表达的影响

目的探讨铁调素(hepcidin)在小鼠脑内的表达及其对膜铁转运蛋白1(ferroportin 1)和二价金属离子转运体1(DMT1)表达的调节作用。方法应用RT-PCR技术检测铁调素在正常小鼠各脑区的表达分布,并观察了脑室内注射铁调素对DMT1、膜铁转运蛋白1表达的影响结果铁调素在小鼠脑内有广泛表达,且不同脑区表达程度不同,脉络丛部分表达较高。结论侧脑室内注射铁调素后,能够显著影响DMT1、膜铁转运蛋白1表达,且具有明显的区域特异性。

锌对断乳小鼠金属离子转运体mRNA表达的影响

目的 观察哺乳期后幼鼠在不同膳食锌水平条件下的生长情况 ;探索膳食锌对幼鼠 2价金属离子转运体 (DMT1)mRNA表达所产生的影响。方法 2 0只肿瘤研究所 (ICR)幼鼠 (P2 1)随机分为膳食缺锌 (ZD ,Zn 1mg/kg)、适锌 (ZA ,Zn 30mg/kg)、高锌 (ZS ,Zn 180mg/kg)、对喂 (PF ,Zn 180mg/kg) 4组。以相应饲料饲喂 3周 (P2 1～P4 2 ) ,观察小鼠P2 1～P4 2期间的摄食量及体重变化。饲喂 3周后 ,处死小鼠取血清及相关组织 ,原子吸收分光光度法测定小鼠血清锌含量。半定量 (RT -PCR法 )检测不同膳食锌水平幼鼠P4 2时DMT1mRNA的表达状况。结果 断乳幼鼠饲喂不同水平膳食锌 3周后 ,缺锌幼鼠摄食量及体重显著低于其余各组 ,血清锌与其余各组存在显著性差异。膳食高锌可致睾丸DMT1mRNA表达显著降低 ,约为适锌时表达量的 1/ 3～ 1/ 4 ,脑中DMT1mRNA表达未见变化。结论 哺乳期后保证膳食足量锌对幼鼠的生长发育十分重要 ;小鼠睾丸DMT1mRNA在高锌时表达量下降可能是哺乳期后幼鼠维持锌内稳态的一种反馈保护机制。

二价金属离子转运蛋白1在铅、镉转运中的作用

机体缺铁可致铅、镉吸收增加,说明铁、铅、镉拥有相似的分子转运机制。研究发现,小肠的非色素铁转运体——二价金属离子转运蛋白1(DMT1)能介导铅、镉吸收,且吸收水平与DMT1的表达量密切相关。铁与铅、镉通过DMT1的竞争性结合、转运提供一种解释缺铁可增加铅、镉中毒危险性的机制。本文总结DMT1与铅、镉吸收间关系的研究进展,并指出补铁对预防铅、镉中毒有重要意义。

二价金属离子转运蛋白的功能和表达调控

二价金属离子转运蛋白 1(divalentmetaltransporter 1,DMT1)是动物跨膜铁转运蛋白 ,它主要是介导小肠上皮细胞的铁吸收以及参与铁从内吞小体跨膜转运到胞浆的过程。DMT1mRNA有 2种存在形式 :“ +IRE”和“ -IRE”型 ,它的表达与铁呈依赖性关系。DMT1mRNA调控主要是通过DMT1-IRE结合到IRP1的铁参与后的转录调控 ,但也存在其他未知的调控机制。

谷氨酸钠、γ-氨基丁酸注入黑质对大鼠尾壳核二价金属离子转运体1和膜铁转运辅助蛋白表达的影响

目的探讨谷氨酸、γ-氨基丁酸(GABA)对大鼠尾壳核铁代谢的影响。方法大鼠立体定位后,向大脑黑质分别注射谷氨酸钠(MSG)和GABA,观察大鼠尾壳核铁含量,黑质多巴胺能神经元酪氨酸羟化酶(TH)的变化以及尾壳核的无铁反应元件结构的二价金属离子转运体1(DMT1-IRE)、膜铁转运辅助蛋白(HP)含量的变化。结果与对照组相比,MSG组大鼠尾壳核铁含量显著增加,GABA组与对照组相比没有显著差异;谷氨酸钠组和GABA组大鼠黑质TH免疫阳性细胞平均吸光度(AA)与对照组相比均无显著差异;与对照组相比,谷氨酸钠组大鼠尾壳核DMT1-IRE表达均显著增加,而GABA组DMT1-IRE表达有明显降低;谷氨酸钠组大鼠尾壳核HP表达显著降低,GABA组HP表达显著增高。结论黑质的谷氨酸和GABA可能通过影响尾壳核DMT1-IRE和HP的表达影响纹状体尾壳核的铁代谢。

脑缺血诱导大鼠皮层和海马二价金属离子转运体1表达增加的研究

目的:探讨脑缺血对大鼠皮层、海马二价金属离子转运体1(DMT1)表达的影响。方法:雄性Wistar大鼠随机分为脑缺血1、3、7、28 d和假手术组。结扎双侧颈总动脉建立脑缺血模型组,假手术组仅分离双侧颈总动脉但不结扎。采用RT-PCR测定DMT1+/-IRE mRNA的表达;采用免疫组化染色测定大鼠皮层及海马组织DMT1的表达。结果:大鼠皮层和海马DMT1+/-IRE mRNA的表达随缺血时间的延长逐渐增加。与假手术组比较,皮层DMT1+/-IRE mRNA的表达在缺血1、3 d时无差异(P>0.05);缺血7 d时表达增加(P<0.01),缺血28d时增加更明显(P<0.01)。海马DMT1-IRE mRNA表达除在缺血1 d时与假手术组无差异外(P>0.05),其余时间点DMT1+/-IRE mRNA表达均高于假手术组(P<0.01)。随缺血时间的延长,大鼠皮层、海马的锥体细胞、颗粒细胞及血管内皮细胞DMT1的表达逐渐增加。DMT1的表达除缺血1 d组与假手术组无差别外(P>0.05),其余各组均高于假手术组(P<0.05)。结论:脑缺血可诱导大鼠皮层及海马DMT1表达升高,DMT1表达的改变可能参与了脑缺血引起大鼠脑铁含量升高及神经元铁沉积过程。

二价金属离子转运体DMT1的研究进展

1997年 ,两个研究组分别用表达克隆和定位克隆方法单独地克隆到同一个功能基因 :二价金属离子转运体 (divalentmetaltransporter 1,DMT1)。DMT1是具有 12个跨膜域的糖蛋白 ,在机体各组织广泛分布 ,特别在肠、肝、肾、脑等处有特征分布 ,肠中DMT1定位于十二指肠刷状缘膜表面 ,在其它组织细胞中定位于细胞膜和 或胞浆内内吞小体 (endosome)和溶酶体 (lysosome)的膜上。相关研究已基本证实 ,分布于十二指肠吸收细胞的DMT1可将肠道非血红素铁转运入细胞 ;组织细胞内吞小体膜的DMT1可将内吞小体中已解离铁转入胞浆 ,供细胞利用。DMT1表达主要受膳食铁水平调节。除遗传性血色素沉着症等疾病与DMT1表达过量有关外 ,亦已证实脑铁代谢紊乱相关的一些神经元变性病变与DMT1异常表达有密切联系。深入研究DMT1将为了解金属离子代谢机制提供重要的研究资料。

水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因OsLCT3的克隆与功能研究

【目的】部分稻米镉超标严重影响我国粮食质量安全,本研究旨在鉴定对稻米镉积累有调控作用的基因,为阻控稻米镉积累提供新的基因资源。【方法】通过逆转录PCR和RACE技术,克隆了水稻低亲和性阳离子转运蛋白基因家族的一个新成员OsLCT3。通过生物信息学方法对OsLCT3的自然变异进行分析,对OsLCT3蛋白的理化性质进行预测;利用实时荧光定量PCR分析其全生育期表达模式及对镉、锰、铁胁迫的响应;采用融合报告基因定位法探究OsLCT3的亚细胞定位。通过苗期镉胁迫水培以及镉污染土壤的成熟期植株各部位的镉及二价矿质金属元素测定,分析敲除OsLCT3对水稻二价阳离子运输的影响。此外,通过酵母细胞的异源功能互补验证OsLCT3对酵母镉耐受性的影响。【结果】OsLCT3仅存在于部分水稻品种中,编码区全长1263 bp,根据编码区变异其氨基酸序列可划分为5个单倍型,编码的蛋白具有12个跨膜结构域,与小麦、节节麦的LCT亲缘关系较近,与水稻OsLCT_(2)的同源性仅52%,与籼稻、粳稻两个亚种OsLCT_(1)的同源性分别为49%、47%。OsLCT3在生长发育的各时期均在根部高表达,在扬花期的表达最高,且在根部的表达受镉胁迫及过量铁、锰的抑制,蛋白定位于质膜。与野生型相比,oslct3敲除系苗期株高降低,地上部的镉、铁、锌含量降低,根部铁含量升高,其他元素含量不变;根部镉、铁、锌向地上部的转运率降低。大田条件下,oslct3敲除系成熟期的茎叶和糙米镉含量较野生型均显著下降,稻草和糙米锰、铜、铁、锌含量较对照无显著差异。表达OsLCT3导致酵母对镉胁迫更敏感。【结论】OsLCT3参与根部的镉、铁、锌向地上部的运输,正调控稻米镉积累。