金属硫蛋白. 来源于“科普中国”。
用硒、银、铜、锌是诱导金属硫蛋白的最佳选择。
金属硫蛋白是一类普遍存在于生物体内的金属结合蛋白。金属硒Ｓe、铜Ｃu、银Ａg、锌Ｚn、金Ａu、汞Ｈg、镉Ｃd、钴Ｃo、镍Ｎi、铝Ａl都能诱导金属硫蛋白合成；但镉Ｃd、汞Ｈg较强；锌Ｚn较弱，镉汞铝毒性大难去除。还有铈Ｃe、Ａs、铋Ｂi等。
金属硫蛋白是具有结合金属能力和高诱导特性的低分子量蛋白质。富含半胱氨酸的短肽，对多种重金属有高度亲和性。它是分子质量较低，半胱氨酸残基和金属含量极高的蛋白质。与其结合的金属主要是镉、铜和锌，广泛地存在于从微生物到人类各种生物中，其结构高度保守。
发现.
1957年，美国科学家Margoshoes在研究金属生物学作用时，从动物器官中分离出镉的金属蛋白质。由于它是一种低分子量、高巯基含量，能大量结合重金属离子，因此称为金属硫蛋白（简称MT）。MT分子呈椭圆形，分两个结构域，分子量为6,000～7,000道尔顿，直径30～50Å，含有61个氨基酸，其中20个氨基酸为半胱氨酸，少数有21个，这样每一个MT分子就可以结合7～12个金属离子。人体、动物、植物以及微生物体内均含有MT，而且其理化特性基本一致，具有特殊的光吸收。MT构象较坚固，具有较强的耐热性。
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MT的用途.
MT的重要生理功能表现在它是一种目前所知的最有效的自由基清除剂，其清除自由基（·OH）的能力约为SOD的几千倍，而清除氧自由基（·O）的能力约是谷胱甘肽（GSH）的25倍，而且具有很强的抗氧化活动。
由于MT具有特殊的化学结构，其中的金属具有动力学不稳定性，巯基具有亲核性倾向，使得MT易与某些亲电性物质，特别是与某些自由基相互作用。
拓展阅读：金属硫蛋白是指一类低分子量、高巯基含量、能结合大量金属离子的蛋白质，分子一般为单一多肽链，由61个氨基酸残基组成。其结构具有高度的保守性和同源性，金属含量较高。
分类：根据结构和来源的不同，金属硫蛋白分为三类。①来源于脊椎动物，或具有明显相似一级结构的其他门类动物；②来源与哺乳动物蛋白无关或关系较远；③具有典型的γ-谷胱甘肽单位的多肽，即一种较短的非转录合成的金属硫肽。
特性：①清除羟基自由基，金属硫蛋白是诱导性蛋白，能被多种应激因素诱导合成。其清除羟基的反应速率很快，是目前已知内源性抗羟基物质中的最强者。②促进皮肤表皮的增生，金属硫蛋白是低分子量的金属结合蛋白，可在多种物种及器官中表达。在诱导表皮增殖的过程中，金属硫蛋白可通过对金属代谢的调节以适应细胞生长。③促进皮肤创面愈合，皮肤易受到机械性、物理性、化学性及生物性的刺激而引起损伤，金属硫蛋白有助于伤口组织表皮的再生。④增加皮肤的抗辐射能力，金属硫蛋白因其强的抗氧化活性，在抑制角质细胞凋亡中发挥着重要的作用。可通过UV直接诱导，也可通过继发反应间接诱导。
金属硫蛋白对皮肤的作用一般有清除自由基、减轻皱纹、防治皮炎、抗衰老、清除色斑等。使用时一般取适量本品均匀涂抹于面部及颈部，轻轻按摩至吸收即可。 一些研究表明，金属硫蛋白中的锌在皮肤中具有抗炎和抗氧化的作用，有助于保护皮肤免受外界环境的损伤，并促进伤口愈合。锌也被广泛应用于治疗某些皮肤疾病，如痤疮和湿疹。此外，金属硫蛋白中的铜可以促进胶原蛋白的合成，有助于维持皮肤的弹性和紧致度。还能够清除面部的自由基，减少细胞凋零，延缓衰老。 需要注意的是，金属硫蛋白在高浓度下可能对皮肤产生刺激或过敏反应，因此在使用含有金属硫蛋白的护肤产品时，建议先进行皮肤测试，并遵循产品说明和医生的建议。若有不适，还应及时就医治疗。
理化性质.
365建站客服QQ：800083652MT构象较坚固，具有较强的耐热性，生物学性质稳定，同时抗酶解，而且蛋白质氨基酸排列有重复性，在氨基酸链断掉一部分后仍会有活性。MT所有的半胱氨酸以还原状态出现。
一般来说，哺乳动物的MT分子量为6000～7000道尔顿，但去金属后即硫蛋白分子量为6000道尔顿左右，而真核微生物的MT分子量范围较大，为2000～10000道尔顿，如从粗糙脉孢菌中分离出来的MT分子量为2500道尔顿左右，酵母菌中分离得到的MT分子量为8000～10000道尔顿。高等植物的MT的分子量为10000～13800道尔顿。MT的等电点pI一般在4左右，如哺乳动物MT的等电点在3.9～4.6之间，已发现的水生生物MT的等电点在3.5～6.0之间。使各种金属硫蛋白中50%的金属离子发生解离的pH分别为：锌Zn-MT 3.5～4.5，镉Cd-MT 2.5～3.5，铜Cu-MT pH﹤1.0，但对植物中的MT来说，相应的pH要偏高些。MT的存在形式及稳定性与它所结合金属的种类，是否结合了金属及环境的pH密切相关。同样，MT的光吸收特征除了与它的氨基酸组成有关外，也与它所结合的金属种类密切相关。
分类分布.
MT的结构在生物进化中高度保守，有四种异构体，MT-Ⅰ和MT-Ⅱ在大多数哺乳动物的内脏器官中广泛存在，尤以肝、肾细胞为主，而且参加其功能调节。MT-Ⅲ分布主要限于中枢神经系统，主要分布于星性胶质细胞（集中于细胞体和突起中），其次为神经元细胞，也有报道称少量分布于生殖细胞、小肠、胃、肾和嗅觉皮质细胞中。MT-Ⅳ主要分布于皮肤、舌、消化道等器官的角质细胞和复层鳞状上皮细胞中。
有关功能.
重金属解毒功能.
MT是富含半胱氨酸的金属结合蛋白，其巯基能强烈螯合有毒金属，并将之排出体外，从而实现解毒功能。MT与痕量金属的代谢有关，在所有的哺乳动物组织中，MT-1和MT-2协同表达。MT-3是该家族中的脑部特异成员，能结合锌和铜，具有重要的神经生理和神经调节功能。对许多水生生物的研究表明，MT在基本金属元素的调节中起重要作用，并且对非基本的金属元素有抑制和解毒作用。MT通过与重金属结合可以有效的减轻重金属对机体的毒害，是目前临床上最理想的生物螯合解毒剂。
环保作用.
利用MT与金属结合的特性，可以选育或用基因工程手段建立MT的高表达系统，以治理重金属污染。据报道，转酵母MT基因的烟草能显著提高对污染土壤中cu2的吸收，用这种方法可以对重金属污染区进行补救。
MT与抗辐射.
电离辐射可以产生大量自由基，直接或间接使生物体受到损伤。据研究表明，口服MT能够延长被一次性大剂量电离辐射的小鼠的存活时间，降低一次性大剂量和多次小剂量电离辐射对免疫系统的损伤，口服MT能吸收进入体内的大量Cys，为修复体内受辐射作用而断裂的二硫键提供原料。
MT与Parkison(PD)病.
许多实验证明，MT对神经系统有保护作用。实验显示，在转基因小鼠中，MT-1的过表达可以改变脑炎症状，促进脑修复，是神经细胞中的保护因子。通过鼠刺伤模型和缺血模型的研究发现，MT一3参与中枢神经系统损伤修复。PD病是由于6一羟基多巴胺诱导自由基而产生的，而脑中某些MT异构体的诱导剂，如氧化压力、细胞因子和炎症过程等能防止这种神经毒害，这与MT清除自由基有关。
其他作用.
MT清除自由基的功能使其在抗衰老、抗氧化压力及细胞凋亡等过程中发挥着重要作用。MT是一种潜在的细胞凋亡负调控因子，并且在化疗中对正常机体细胞有一定的保护作用。
心血管病.
MT作为一种强的内源性细胞保护剂，在心血管系统抗损伤保护中发挥着重要作用，主要表现在对缺血再灌注损伤的抑制作用。临床实践证明，缺血预处理能提高体内MT含量，从而减轻再灌注造成的损伤。据实验证明，MT参与预缺血的心肌细胞保护，并通过保护氧化酶活力减轻心肌细胞缺氧/复氧所导致的损伤。
与肿瘤.
MT参与肿瘤细胞的分化和增生。MT与肿瘤的关系的研究主要集中在MT与肿瘤发生、减轻抗肿瘤药物毒副作用以及与肿瘤细胞获得性耐药性等方面．MT表达缺陷是肿瘤发生的症状之一，因此，深入研究MT与肿瘤的关系，可望获得治疗肿瘤的靶药物。
用途.
金属硫蛋白是一类富含半胱氨酸和金属的低分子蛋白质。由于它大量的结合多种金属离子，具有特种的生理功能，为生物化学领域所重视。
MT的研究已有60多年的历史，对其结构、特性、基因调控及生物学功能的研究日趋深入，研究成果已涉及医学、毒理学、营养学、生物工程、美容护肤等各个领域，应用前景十分广阔。
市场状况.
根据MT在化妆品、保健品和新医药等三个领域的应用发展情况，结合我国消费者的实际水平，以及新医药发展的步骤和速度，化妆品行业年需求20千克左右，婴幼儿食品添加年需求10㎏左右，中老年保健食品年需求10-20千克，新医药年需求20千克左右，而产量为：2003年为6.8千克，2004年为8.6千克，2005年为9.5千克，远远不能满足实际需求。2005年国内市场价：化妆品、保健品用300万元/千克，医药用800-1000万元/千克。2005年国外最新报价为8250万美元/千克。
目前国内采用的都是用兔肝生产金属硫蛋白，设备投入大，转让费高，而且产量低，中国科学院专家经过几年的努力研制出用猪肝生产金属硫蛋白技术，项目技术成果整体上居同类研究的国际先进水平，已获国家发明专利，并通过鉴定，获得国家自然科学基金的资助。
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拓展阅读.
含铁的食材：动物肝、血旺、干木耳、黑芝麻、胡麻籽、桑葚；
含锌的食材：生耗、动物肝、黑芝麻；
含铜的食材：动物内脏、虾；
含锰的食材：绿茶、 黑芝麻、豆类、黑木耳；
在植物、微生物以及海洋生物中，科学家们相继发现和证明了存在具有相似结构和生理功能基本一致的金属硫蛋白。植物金属硫蛋白最早是由Casterline和Barnett于1977年从大豆根中发现的。1987年，Lane等从小麦胚胎中发现Ec蛋白，并证明其氨基酸序列与动物MTs相一致，从而证明了植物体中含有MTs。
国内有一项植物金属硫蛋白的专利（专利号：CN200410044118），描述了一种利用基因工程技术构建金属硫蛋白，并在大肠杆菌中得到高效表达的方法。这种方法并非从纯植物中提取，而是通过基因工程手段制造。
金属硫蛋白的研究和应用仍在不断发展和深化。随着对其结构和功能的进一步理解，我们可能会发现更多关于生物体内自由基清除、金属代谢、生物发育等方面的秘密。同时，金属硫蛋白的应用也可能扩展到环保、医疗、生物工程等多个领域，为人类的生活带来更多益处。
在环保方面，金属硫蛋白能够清理重金属污染，恢复生态系统健康。在医疗领域，其潜力被视为对抗各种疾病，包括神经退行性疾病、癌症、心血管疾病等。而在生物工程领域，通过基因工程手段增加或改变植物中的金属硫蛋白含量，可能有助于提高植物对环境压力的适应性，如盐碱、干旱等。
尽管半个世纪的研究已经取得了许多突破，但对于金属硫蛋白的理解仍有许多未知。例如，金属硫蛋白如何在生物体内调节金属离子代谢？其在生物体内的生理和病理过程中扮演了什么角色？如何利用其特性进行应用？这些问题需要我们进一步探索和研究。
左有权博士发明一种桑叶蛋白与金属硫蛋白的制备方法与应用：
在当今的生物科技领域中，蛋白质的制备与应用已成为研究的热点。其中，桑叶蛋白与金属硫蛋白因其独特的生物活性而备受关注。左有权博士提出了一种新型的制备方法，旨在提高这两种蛋白质的产量和纯度，从而拓宽其应用范围。本文将详细介绍该制备方法及其在医学、农业等领域的应用前景。，
一、背景介绍.
桑叶蛋白，又称桑蚕丝蛋白，是一种由桑蚕丝中提取的天然蛋白质。它具有高营养价值、良好的生物相容性和生物活性，被广泛应用于食品、医药、生物工程等领域。金属硫蛋白是一种含有大量硫元素的低分子量蛋白质，具有强烈的自由基清除能力和抗辐射作用，被认为是潜在的抗衰老、抗肿瘤药物和环境保护剂。
目前，市场上的桑叶蛋白和金属硫蛋白主要通过生物提取法获得，但这种方法存在产量低、纯度不够等问题。左有权博士提出了一种新型的制备方法，旨在解决这些问题。
二、制备方法
左有权博士的制备方法主要包括以下步骤：
1. 选择合适的桑叶和金属离子作为原料，经过预处理，去除杂质和无用部分；
2. 通过生物酶解技术将桑叶蛋白和金属离子分解成小分子片段；
3. 在特定的反应条件下，通过化学合成方法将金属离子与桑叶蛋白片段结合，形成金属硫蛋白；
4. 通过分离纯化技术，去除未结合的物质，得到高纯度的金属硫蛋白溶液。
该制备方法具有操作简单、产量高、纯度高等优点，为桑叶蛋白和金属硫蛋白的大规模生产和应用提供了可能。
三、应用展望
1. 医学领域：金属硫蛋白具有强大的自由基清除能力和抗氧化活性，可有效抵抗细胞氧化损伤，对预防和治疗多种疾病（如癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等）具有潜在应用价值。同时，桑叶蛋白可作为食品添加剂，有助于提高食物的营养价值和口感。
2. 农业领域：金属硫蛋白可用于研制新型的农药和肥料。其抗氧化特性有助于提高植物的抗逆性，增强作物抗病、抗虫、抗旱能力。同时，桑叶蛋白可以作为家畜饲料，提高家畜的营养摄入和生长速度。
3. 其他领域：桑叶蛋白和金属硫蛋白还可应用于化妆品、环保、生物工程等领域。例如，它们可作为保湿剂和皮肤保护剂，也可用于环境保护中的重金属离子吸附和降解有机污染物。
结论：
总的来说，金属硫蛋白的研究是一个充满挑战和机遇的领域。随着科学技术的进步和对这种神奇蛋白质的深入理解，我们有望揭示更多关于生命奥秘的信息，同时也为人类的健康和环境保护开辟新的途径。左有权博士提出的桑叶蛋白与金属硫蛋白的制备方法具有较高的实用价值和广泛的应用前景。通过该方法得到的蛋白质具有高纯度和良好的生物活性，可在医学、农业等多个领域发挥重要作用。随着研究的深入，我们相信这一技术将在未来为解决人类面临的一系列问题提供新的思路和途径。
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