马脾铁蛋白的应用研究
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科技资讯2015NO.24
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DOI:10.16661/.1672-3791.2015.24.214
马脾铁蛋白的应用研究①
权静管增东
(南京科技职业技术学院江苏南京210048)
摘要:铁蛋白广泛存在于生物体内,哺动物铁蛋白在脾脏中含量较高,其中马脾脏中铁蛋白的含量最高。马脾铁蛋白在免
疫显微分析、疾病诊断等方面均有重要的作用。铁虽是组成生物体的微量元素,但却是机体进行氧化还原反应的重要元素,铁元
素参与多种生化反应,是生物体必须的化学元素之一,具有特殊的化学及生物学性质。血液中的血红蛋白就是铁的配合物,
具有固定氧和输送氧的功能。
关键词:马脾铁蛋白免疫显微分析疾病诊断
中图分类号:TQ917文献标识码:A文章编号:1672-3791(2015)08(c)-0214-02
1937年Laufberge首先从马的脾脏中分离出马脾铁蛋白,研究
表明,铁蛋白是由蛋白壳包裹一个由水合氧化铁构成的铁核形成
的特殊的结构。铁蛋白的蛋白壳由若干亚基组成,亚基间留有孔
隙作为通道。
1马脾铁蛋白的结构及特征
(1)马脾铁蛋白的蛋白结构特征。马脾铁蛋白的蛋白壳空腔是
由24个亚基构成的,亚基间位置和取向是有序的,并具有高对称性
特点。马脾铁蛋白的蛋白壳空穴直径约7.8nm,厚度约2.5nm。铁
蛋白中的亚基两两成对,每对相互平行,尾首相对,构成菱形十二.htsReserved.
面体,结构中有6个四重轴和8个三重轴,形成14条通道,其中6个四
重轴通道是疏水性的,另外8条三重轴通道呈亲水性。两种通道的
功能不同,非极性4重轴通道允许水及中性小分子通过,而阻止带
电荷物质进入,3重轴通道可能是适于金属离子通过的。
(2)马脾铁蛋白亚基结构特征。铁蛋白具有H和L两种不同类型
的亚基。酸性的H亚基分子量约为2.1×104D,碱性的L亚基分子
量约1.9×104D。H亚基和L亚基结构有差别,电荷分布也不同。不
同结构的铁蛋白中由于H亚基和L亚基的比例不同,由亚基聚合
形成纯聚合体或杂合体中各种铁蛋白图谱也不尽相同。马脾铁蛋
白的H/L=1/9。
(3)马脾铁蛋白的理化性质。铁蛋白中的铁核相对稳定性,因为
包裹铁核的蛋白壳具有稳定铁核的作用,80℃高温或10mol/L脲
室温下放置,都不能使之变性。铁蛋白的稳定性与其结构中的氢键、
盐桥和疏水作用力有关。其中,氢键对稳定铁蛋白结构的作用最大,
其次是疏水作用力,盐桥的作用最小。由于蛋白质分子中带电荷基
团少,能接近的更少,故盐桥作用对稳定蛋白质结构的作用有限。疏
水作用力能够使蛋白质结构变得更紧密,也是稳定蛋白质结构的重
要作用力。但是有机溶剂能够破坏疏水作用力却不能使铁蛋白变
性,由此可见,疏水作用力并不是稳定铁蛋白结构的主要因素[5]。
调节机内铁代谢方面具有重要的作用,可保持机体内铁的平衡。
当机体缺铁时,铁蛋白可将体内贮藏的固态铁通过还原释放机制
转化为机体可利用的可溶性铁,当生物体铁含量过高时会发生铁
中毒现象,铁蛋白可将生物体内过量的可溶性铁转化为固态的铁
储存到蛋白质空腔内,从而降低机体内可溶性铁的含量,保持机
体内铁的平衡。铁蛋白能通过胞饮作用进入到细胞内部,可以最
大限度的摄取铁,所以对铁缺乏的防治非常重要,铁蛋白作为补
铁制剂具有良好的应用前景。故而铁蛋白在生物体内调节铁平衡
主要从两方面着手,一方面可作为铁元素补充剂;另一方面还可
以作为铁元素中毒的解毒剂。
2.2马脾铁蛋白在医药新材料中的应用
铁蛋白的蛋白壳空腔不仅能够包裹铁核,还能够装载特定的
物质,有人将马脾铁蛋白中的铁核通过特殊的还原释放机制从蛋
白质空腔中释放到外界环境中,最后可以得到一个仍具有活性的
蛋白壳空腔,然后设法将其他的物质装载到蛋白质空腔内,可应
用于医疗诊断领域。目前已有人将一些金属核如FeS核、CdS核、
Mn30核、Fe304磁性铁核及放射性材料的铀核等,成功地组装到
铁蛋白蛋白壳的空腔内,这些组装后的铁蛋白可应用于临床诊
断。实验证明铁蛋白空腔不仅可以储存铁和其它重金属离子,还
可以贮存钙、锌、维生素等对有利的营养物质和一些有机小
分子物质。故完全有可能将铁蛋白进行改造,将它作为合成生物
来源的纳米新材料。如果在铁蛋白空腔内装载药物,并使其外蛋
白壳与生物素或特定的抗体相结合,可以实现药物的靶向给药,
其应用前景良好,铁蛋白靶向药物还可以避免产生免疫反应的问
题,这对人类的健康将产生巨大的积极影响。
2.3马脾铁蛋白在免疫电子显微镜分析技术中的应用
铁蛋白免疫电子显微镜分析技术在检测抗原位置中应用广
泛,铁蛋白的核心是高电子密度氢氧化铁胶态分子团,在电子显
微镜下,铁很容易和其他粒子区别,显像清晰。故可用交联剂使铁
蛋白与抗体共价结合,再进行免疫反应,与抗原结合,找出抗原的
位置。首先是用铁蛋白标记抗体,再以铁蛋白抗体与待测抗原作
用,通过电子显微镜检查,观察到铁蛋白抗体所在的位置,即抗原。
铁蛋白免疫电子显微镜检测的优点是铁标记物呈颗粒状,分辨率
高,易于观察;缺点是铁的分子量太大,难以透过细胞膜和组织,只
2马脾铁蛋白的功能与用途
2.1马脾铁蛋白的生理功能
铁蛋白能够将大量无毒且能被生物体利用的可溶性铁转化为
固态化铁贮藏于组织内,是生物体主要的铁贮藏单元。铁蛋白在
①作者简介:权静(1977—),女,南京科技职业学院应用化学系,副教授,研究方向:天然产物分离纯化。
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适用于细胞表面抗原定位。铁蛋白电镜检测操作时先将同铁蛋白
结合的抗体作用于已固定的细胞后,制成超薄切片,再用电子显微
镜观察,而且铁染标本只适合电子显微镜检测,不能用普通光学
显微镜观察,这也限制了铁蛋白免疫电镜检测技术的应用。
2.4马脾铁蛋白在疾病诊断中的应用
铁蛋白分为血清铁蛋白和组织铁蛋白两大类,内长期储
存铁元素的组织是组织铁蛋白。组织铁蛋白广泛存在于哺动物
的肝脾和骨髓中,其中脾脏中的组织铁蛋白可占其干重的20%左
右,主要起着保护细胞免受铁诱导伤害的作用,出现疾病时
铁蛋白功能会改变,机体内铁元素的含量会发生变化,可以通过
检测机体内铁蛋白的含量进行疾病诊断。血清铁蛋是由部分糖基
化的L亚基组成,其功能与组织铁蛋白不同,虽然其生理功能尚未
完全清楚,但是它的浓度与组织铁蛋白浓度相关联,故可以通过
检测血清铁蛋白的含量诊断各种疾病的形成和发展。
(1)马脾铁蛋白在血液检查中的应用。血液检查是临床上疾病
诊断的重要手段,血液中的各项指标与疾病有一定的相关性,随
着对铁蛋白研究的深入,血液中的铁蛋白检测作为一些疾病诊断
的指标越来越受到重视。过多输血、营养不良、炎症、肝脏病变等
均会造成血液中铁蛋白升高,这可能是由于铁蛋白来源增加或清
除障碍造成的。恶性肿瘤如肝癌、肺癌、胰癌、白血病等由于癌细
胞合成的铁蛋白增加,也会使血清铁蛋白含量升高,故血清中铁
蛋白的检测可作为恶性肿瘤的早期检测方法,对于恶性肿瘤的早
期诊断具有重要的意义。缺铁性贫血、营养性贫血、失血、长期腹
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有广阔的发展前景。
(2)马脾铁蛋白在核磁共振检查中的应用。磁共振成像技术是
目前临床诊断中首选的、无创伤性的检测手段,在恶性肿瘤、脑神
经退化性疾病检测中应用广泛。近年研究发现铁蛋白与多种神经
退化性疾病和癌症相关,阿尔茨海默症、帕金森症、亨廷顿症等病
人的脑组织中都曾发现有固态化铁异常沉淀,这些异常的铁主要
是亚铁磁性矿物沉淀,而这些异常的铁沉淀有可能主要是来自功
能异常的铁蛋白。研究发现多种肿瘤细胞中的铁蛋白表达也出现
异常,故可以将铁蛋白作为神经母细胞瘤和其他癌症的标志物和
免疫治疗的目标,用核磁共振定量地检测组织内铁的含量以及病
变组织损伤程度该方法在脑神经退化性疾病和肿瘤的检测中应
用前景良好。
3结语
随着铁蛋白与疾病相互关系的不断研究,越来越多的研究
显示铁蛋白水平异常与许多疾病相关,说明铁蛋白将可以作为
这些疾病诊断和治疗的辅助手段。由铁蛋白构建纳米材料,在生
物医药方面也将有着广泛的应用价值。马脾中铁蛋白的含量最
高,故其在疾病诊断等方面的应用更为广泛。
参考文献
[1]陈静,赵永亮,王丹.铁蛋白研究现状[J].河南师范大学学报:
自然科学版,2010,38(1):152-155.
[2]林志超.四种胰脏铁蛋白的理化特性[D].厦门大学,2008.
[3]王力,孔波,黄河清.铁蛋白纳米蛋白壳结构与功能研究
新进展[J].化学进展,2004,16(4):516-519.
泻等会造成铁蛋白降低,常见于铁吸收障碍、感染、肝硬化等疾
病,血液中铁蛋白的含量降低预示着可能有此类疾病。血液中铁
.htsReserved.
蛋白的检测作为临床诊断的常规方法将在疾病早期诊断方面具
(上接213页)
现部分学生的“一言堂”,其余学生沉默不语,袖手旁观的现象。针
对这种情况,教师要深入到小组中去,调动鼓励这些学生的参与
到课堂中去,把一些简单的问题让给他们说,适当给予回答的机
会,培养他们敢说的勇气。使那些不善言谈的学生也有参与、表现
自我和获得成功的机会。
3.3认真倾听同学的意见
倾听是与人协作的重要环节。学生在讨论时相互尊重,学会倾
听,相互尊重。学生只有尊重他人,他人才会尊重他,这是相互协
作的前提。但在现实生活中,当前孩子的通病是只顾表达自己的
意见,不会倾听他人的评价。因此,要在信息课堂上教育、培养学
生的相互尊重、认真仔细倾听同组同学的意见,对学会与人协作
的有效开展作用也很重要。学生只有善于倾听、吸收他人的意见
并进行反思,相互合作的效果才会更好。试想一个不善于倾听他
人意见的人,自以为是的人怎样能与人相处的融洽呢?
3.4正确评论他人的成果
信息技术是一门与当今信息社会接轨的学科,学生们如何
正确甄别网络里所出现的信息内容,培养信息素养。学生们之间
的互评是一种不可替代的方法。学生互评是一种以学生为主体、
以教师为主导,学生在教师的引导下相互指出问题所在的活动。
上课时引导学生对网络中的一些内容进行评改,不仅可以让他
们学会辨别、分析网络上的信息,加强网络安全,而且能调动学
生学习的积极性,培养学生的自控能力,体验到来自学生之间的
真诚。
4学会生存
我国的专家曾指出:21世纪的竞争,不是金钱和权力的竞争,
而是心理素质的竞争。作为每个学生,将来如何在激烈竞争的社
会中生存下去,不仅取决于科学文化素质及思想道德水平,更重
要的是具有良好的心理素质,即健全的人格。
高中学生时期是人的心理与生理成长发展并逐步走向成熟的
重要时期。一些不良行为、习惯和性格的养成,一些精神疾病的发
生,往往都是由于在这一时期心理不健康造成的。因此,在这个时
期加强对学生的心理健康教育是非常必要的。
教育的责任就是引导学生面对现实,面向发展,发挥个人的天
赋,挖掘个人的潜能。而现代信息技术能为新型教育模式的构建提
供理想的教学环境和现代化的教学手段,因而,中小学素质教育的
开展必须与信息技术紧密结合。课程改革就是以现代信息技术为
前提进一步推进和实施素质教育、创建以做人为中心的素质教育。
参考文献
[1]蔡秉坤.浅谈信息技术对现代中学教育的促进作用[J].中国教
育信息化,2012(16):24-25.
[2]呼美霞,华丽.谈信息技术对素质教育的促进作用[J].中国体
卫艺教育论坛,2008(11):41-42.
[3]张克明.浅谈信息技术与素质教育的关系[J].内蒙古教育,
2015(8):87.
[4]马秀莲.浅谈信息技术在创新教育中的应用[J].科教文汇(上旬
刊),2008(12):86,92.
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