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金属蛋白MT的电化学行为以及金属蛋白p53与DNA相互作用的研究

李雪  
【摘要】: 金属蛋白是由氨基酸和金属离子结合而成的。金属离子作为金属蛋白中重要的辅因子,承担着活性中心或结构中心的作用。金属硫蛋白与癌症抑制转录因子p53是两种重要的金属蛋白。 金属硫蛋白(Metallothionein, MT)是一类低分子量,高半胱氨酸含量,能结合大量重金属离子的蛋白质。MT广泛存在于人体、动物、植物以及微生物体内,它参与必需金属的平衡代谢和重金属解毒过程。MT电化学行为的研究对阐述氧化还原诱导的MT电子转移与金属释放过程以及环境毒理学方面的作用具有重要意义。到目前为止,MT电化学行为的研究几乎都是在汞电极上进行的,由于MT与汞之间较强的结合力,MT中的Cd和Zn离子有可能被汞所取代。此外,汞电极的机械强度差且容易产生污染。引入具有选择性渗透作用的Nafion膜,有望克服上述缺陷。本文采用新型的Nafion-汞膜修饰电极(NCMFEs)对两种形态的MT,即Zn7-MT和CdT-MT进行了定量研究。分别在-1.141和-0.774 V处观察到Zn7-MT和Cd7-MT的氧化还原峰。结合电化学和原子吸收计算出电极表面每个MT分子中具有电活性的金属-巯基(M-Cysteine, M=Zn,Cd)侧链的数量分别为2.03和0.62。表明在一个MT分子中,并不是所有金属-半胱氨酸侧链都参与氧化还原反应,只有距离电极表面较近的基团才能够参与电子转移过程。上述工作对于阐述MT在环境毒理学和细胞内金属转移过程的机制具有重要的作用。 肿瘤抑制转录因子p53在遏止肿瘤细胞生长、DNA修复、以及细胞程序化凋亡等方面扮演着十分重要的角色,因而有“基因组卫士”的美称。p53是一种结合Zn离子的蛋白质,其生物学功能和与DNA键合的特性有关。p53蛋白质中与DNA键合的区域含有一个锌指结构,锌指结构中锌离子对于维持野生型p53(没有发生突变的型体)的构型、稳定性及其与DNA的键合活性至关重要。目前常见的检测p53与DNA相互作用的方法有凝胶迁移滞后法、酶联免疫吸附分析法(ELISA)、以及电化学等。与上述方法相比,荧光分析法是一种简单、有效且灵敏的检测手段。通过引入能嵌入DNA螺旋中的荧光染料探针,检测了p53与DNA相互作用。另外,通过荧光共振能量转移(FRET),其中p53作为供体,DMACA修饰的DNA作为受体,来指示p53与DNA之间的相互作用。上述方法对灵敏、简便地检测p53与DNA的相互作用过程提供了重要依据。


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