论文摘要
转铁蛋白（transferrin,Tf）是一类存在于血清中,具有转运Fe3+的铁结合蛋白,它通过与细胞表面转铁蛋白受体（TfR）结合,将其携带的铁转入细胞内。转铁蛋白的分子量约为80kD,由含有680氨基酸的单一多肽链构成,并含有15个二硫键,C-端的二硫键多于N-端。转铁蛋白具有两个相似的Fe3+结合位点,分别位于分子的C-和N-端半分子。Tf-Fe在pH=7.4-10时是稳定的,pH=6.5时开始解离,pH=4.0时完全解离。在Tf与Fe3+的结合过程中,需要相应的阴离子作配基,主要是碳酸根或碳酸氢根。阴离子的主要作用是在Tf与Fe3+之间提供配位键,形成Fe3+-Tf-CO32-,使两者结合更加稳定,同时可以使Fe3+不与水结合,Tf每结合一个金属离子释放三个H+。近年来,环境污染日益严重,越来越多的重金属离子被引入生物链,因此研究重金属离子与生物分子的相互作用就具有重要的意义。实验证实,在血液中人血清脱铁蛋白的铁结合部位仅有30%被Fe3+所占据,因此转铁蛋白可以参与其它金属离子的运送。那么转铁蛋白与重金属离子的结合（Tf-M）就可能具有介导重金属离子的毒性作用,因而有必要深入研究转铁蛋白与重金属离子的相互作用。镉,锌和铁同属于过渡族金属元素,具有相似的化学性质。镉,锌进入生物体后将有可能占据或取代铁的位置,从而影响一系列的生物功能。基于Cd2+和Zn2+具有高灵敏度的方波极谱信号的特点,论文探讨利用方波极谱法研究了Tf与重金属离子Cd2+和Zn2+的结合情况。实验概括起来有以下几方面:1.利用方波极谱法研究了在pH=7.4时,Tf与Cd2+的结合情况。实验表明,在pH=7.4,Tf-Cd2+体系中,方波极谱法测得游离Cd2+的浓度小于加入Cd2+的浓度,说明两者发生了结合。在浓度为10μmol/L的Tf溶液中,逐渐增加Cd2+的浓度,使两者浓度比/0,0.2,0.4,,62=…C Cd + CTf。实验结果表明在/0.8≤CC d + CTf的范围内检测不出体系中游离Cd2+的浓度,Cd2+几乎定量结合在Tf分子上,两者结合速率较快,结合力较强,Cd2+进入了Tf的强结合位点。当CC d /CTf>0.8时,测得游离Cd2+的浓度逐渐增大,说明Tf与Cd2+的结合速率减慢,结合力下降,Cd2+进入了Tf的弱结合位点。随着加入Cd2+浓度的增大,配位数也增大,最大值约为1.2,说明该体系在此浓度的范围内,Tf可以结合两个Cd2+,但不被Cd2+所饱和。利用单纯形优化算法计算Tf逐级结合Cd2+的常数分别为lgK1=6.57,lgK2=3.73。2.利用方波极谱法研究了在pH=7.4时,Tf与Zn2+的结合情况。实验表明,在pH=7.4,Tf-Zn2+体系中,方波极谱法测得游离Zn2+的浓度远小于加入Zn2+的浓度。在浓度为10μmol/L的Tf溶液中,逐渐增加Zn2+的浓度,使两者浓度比/=0,0.2,0.4,…,20C Zn 2 +CTf。实验结果表明,当/≤C Zn2 +CTf1时,检测不出体系中游离Zn2+的浓度,这说明在此浓度范围内Zn2+与Tf结合力较强,几乎定量结合,而当CZ n /CTf2+>1时,开始检测到Zn2+的还原电流。说明Tf至少可以结合强一个Zn2+。但是该体系较复杂,Zn2+的还原峰电位向负方向移动了约30mV,方波极谱信号比同浓度Zn2+单独存在时弱很多,可见体系中Tf的存在影响了Zn2+的还原速率以及汞电极的双电层性质,因此不能用校正曲线的方法求出该体系中的Zn2+的准确浓度和是否继续结合的信息,还需其他方法对此进一步验证和解释。3.利用方波极谱法研究了在pH=7.4时,Tf与Pb2+的结合情况。实验表明,在pH=7.4,Tf-Pb2+体系中,没有检测到Pb2+的极谱信号。4.缓冲溶液中是否加入NaHCO 3对体外研究此实验基本没有影响。