介導(dǎo)鋅和銅吸收、利用的載體

007畜牧

　　摘要  
       載體被發(fā)現(xiàn)前，人們認(rèn)為哺乳動(dòng)物體內(nèi)的鋅和銅是以陰離子復(fù)合物的形式協(xié)同運(yùn)輸，比如金屬離子與一個(gè)氨基酸結(jié)合形成螯合物或與轉(zhuǎn)鐵蛋白等受體結(jié)合。1995 年，第一個(gè)鋅離子載體 (ZnT) 基因 ZnT1 在哺乳動(dòng)物中被發(fā)現(xiàn)。 現(xiàn)在人們認(rèn)為有兩個(gè)蛋白家族參與鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)。ZnT 蛋白家族促進(jìn)胞內(nèi)鋅外流或內(nèi)流入胞內(nèi)小囊泡，降低胞內(nèi)鋅濃度。 ZnT蛋白逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)鋅的機(jī)制尚不明確，然而，只有ZnT1是位于質(zhì)膜上，它在動(dòng)物組織中以多種方式參與鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)。 我們實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，在藥理鋅濃度下，ZnT1 與金屬硫蛋白的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制相同。第二個(gè)是 Zip 蛋白家族，介導(dǎo)細(xì)胞外液或 細(xì)胞內(nèi)小囊泡中的鋅轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)中，但這種蛋白卻沒有在家畜中發(fā)現(xiàn)。目前，尚未找到合適的指標(biāo)來評(píng)價(jià)體內(nèi) 銅的狀態(tài)。然而，隨著近年來銅載體和伴侶蛋白的發(fā)現(xiàn)，研究人員認(rèn)為，銅運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)依賴于后翻譯機(jī)制介導(dǎo)的調(diào) 節(jié)位點(diǎn)蛋白結(jié)構(gòu)的改變。銅載體 Ctr1 和 Ctr3，調(diào)控銅吸收的高親和力位點(diǎn)。在人類的肝臟中發(fā)現(xiàn)一種小分子胞質(zhì)蛋 白 MURR1，但其在銅代謝中的作用機(jī)理尚不清楚。銅伴侶蛋白可促進(jìn)蛋白對(duì)銅的吸收，這可能成為衡量銅狀態(tài)的一 個(gè)合適的指標(biāo)。研究證實(shí)，適量的高鋅日糧誘導(dǎo)缺銅大鼠，這些大鼠組織內(nèi)的 Cu/Zn 超氧化物歧化酶銅伴侶蛋白 (CCS) 含量增加，我們最近在仔豬體內(nèi)也發(fā)現(xiàn) CCS。其他已證明的銅伴侶蛋白包括 COX17 和 Atox1，與 CCS 相同，他們與細(xì) 胞內(nèi)的 apo- 酶對(duì)銅的利用有關(guān)。這些分子領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)，對(duì)于評(píng)估家畜銅、鋅的生物利用率和營(yíng)養(yǎng)需要非常必要。
　　中圖分類號(hào) ：S816.72文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：A文章編號(hào) ：1006-6314(2013)08-0050-04
　　

      1 引言
　　一百多年前，人們就認(rèn)識(shí)到微量元素對(duì)家畜生產(chǎn)的重要性，根據(jù)微量元素需要量的評(píng)估結(jié)果，設(shè)計(jì)日糧配方，最大限度發(fā)揮畜禽的生產(chǎn)性能。近年來，隨著有機(jī)礦物的出現(xiàn)，人們?cè)絹碓疥P(guān)注環(huán)境污染以及飼料成本的增加，微量元素吸收和利用的相關(guān)問題也日益顯現(xiàn)。微量元素的來源與質(zhì)量，對(duì)于動(dòng)物能否有效利用和是否產(chǎn)生外源污染非常重要。我們更多關(guān)注的是無機(jī)微量元素引起的環(huán)境污染，而不僅僅是按標(biāo)準(zhǔn)添加。
　　

      2 改變的原因
　　礦物質(zhì)在動(dòng)物肝臟或骨骼的儲(chǔ)量并不代表動(dòng)物的代謝需要量，Bobilya 等 1994 年的研究結(jié)果很好地證明了這個(gè)觀點(diǎn)。他們通過骨活組織檢查發(fā)現(xiàn)，缺鋅導(dǎo)致仔豬生長(zhǎng)受阻，但其骨鋅含量卻高達(dá) 27mg/kg。這個(gè)經(jīng)典的試驗(yàn)告訴我們，動(dòng)物組織中被吸收的微量元素，并不能完全被利用。雖然組織礦物濃度測(cè)定在 1960年和 1970 年取得了一定的進(jìn)展，但酶活性依舊是評(píng)估礦物代謝率和狀況的有效指標(biāo)。Dell(1997) 將生物利用 率定為 ：用生理生化功能的礦物元 素占動(dòng)物總吸收量的比例。因此，20世紀(jì)末對(duì)無機(jī)微量元素生物利用率的 定義是基于酶活性、生長(zhǎng)性能、營(yíng)養(yǎng) 平衡和肝儲(chǔ)。Hollis 等 (2005) 利用生 長(zhǎng)性能評(píng)估鋅生物利用率的研究就是 一個(gè)很好的例子，他們通過研究藥理 濃度鋅對(duì)生長(zhǎng)的影響，來比較不同形 式鋅的生物利用率。Rincker等(2005)發(fā)現(xiàn)，乳豬飼喂 2,000mg/kg 的氧 化鋅或蛋氨酸鋅，排泄物中鋅含量不 同，其中蛋氨酸鋅組尿中鋅含量更高， 這表明蛋氨酸鋅組的鋅吸收率更高， 而在肝中鋅含量卻沒有差異。更重要 的是，這個(gè)研究還清晰地表明，乳豬 必須在飼喂試驗(yàn)日糧 10 ～ 14d 后， 糞中的鋅含量才會(huì)增加。因此，在試 驗(yàn)期的不同時(shí)間段測(cè)定的肝臟鋅濃度 差異很大。Hambridge(2003) 重復(fù)了 上述試驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)除硒以外，血漿或 血清中許多微量元素的濃度并不能作 為一個(gè)合適的生物標(biāo)記，反映機(jī)體微 量元素的狀況。由于許多微量元素在 動(dòng)物血漿、血清和肝臟中的濃度會(huì)在 急性反應(yīng)期內(nèi)升高或降低，因此經(jīng)常 會(huì)干擾血漿或血漿中的礦物含量的正 常測(cè)定，得到錯(cuò)誤的結(jié)果。
　　自從 Hill 和 Spears(2000) 關(guān)于 豬的微量和超微量元素的報(bào)道發(fā)表以 來，又出現(xiàn)了許多關(guān)于微量元素在體 內(nèi)應(yīng)用的分子水平上的研究成果。真 核細(xì)胞，轉(zhuǎn)基因小鼠 ( 如敲除小鼠 )和先天性代謝異常的人等都給了科學(xué)家應(yīng)用分子生物學(xué)研究的素材。研 究人員認(rèn)為，蛋白的調(diào)節(jié)存在多級(jí)水 平，他們假設(shè)金屬應(yīng)答轉(zhuǎn)錄因子存在(Rutherford and Bird,2004)。盡管在嚙齒目哺乳動(dòng)物上已經(jīng)進(jìn)行了許多類似的研究，但在非嚙齒目動(dòng)物如家畜上的研究還比較少。
　　
     3 鋅載體
　　Cousins 等 (2006) 在短篇綜述中提到，3% ～ 10% 的人類蛋白基因組含有鋅結(jié)合區(qū)。因此，為了健康和長(zhǎng)壽，必須保持鋅的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。在組織器官水平，這種穩(wěn)態(tài)依賴于腸道對(duì)鋅吸收的調(diào)節(jié)以及胰腺和腸道分泌物中鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)。而在細(xì)胞水平，鋅濃度的調(diào)節(jié)方面則依賴于吸收、分泌和重分配，甚至是螯合。因此，鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)對(duì)于生命至關(guān)重要。
　　

      4 ZnT
　　1995 年，Palmiter 和 Findley 發(fā)現(xiàn)第一個(gè)鋅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 ZnT1。在這之前，人們認(rèn)為鋅在體內(nèi)是通過陰離子、氨基酸復(fù)合物或螯合物、轉(zhuǎn)鐵蛋白受體來轉(zhuǎn)運(yùn)。ZnT1 蛋白家族被認(rèn)為是溶質(zhì)聯(lián)合載體家族 (SLC30) 的一個(gè)分支。ZnT1 通過介導(dǎo)胞內(nèi)鋅流出細(xì)胞外或流入胞內(nèi)小囊泡來降低胞內(nèi)鋅濃度。盡管載體轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制尚不明確，但Chimienti 等 (2004) 發(fā)現(xiàn)，人類 ZnT1蛋白存在很大的同源性。在人類細(xì)胞、酵母菌、蛙卵母細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn) 10 個(gè)這樣的蛋白家族。這些蛋白家族的蛋白序列各不相同，但除 ZnT5 含有 12個(gè)跨膜區(qū)以外，其余家族都含有 6 個(gè)跨膜區(qū)，而其中 4 個(gè)區(qū)域都有一個(gè)鋅移位的通道。另外，序列同源性表明，細(xì)胞膜內(nèi)側(cè)的氮端和碳端以及由幾個(gè)組氨酸殘基組成的胞內(nèi)環(huán)，是細(xì)胞內(nèi)鋅轉(zhuǎn)移的主要調(diào)節(jié)因子。
　　雖然大多數(shù)的 ZnT 蛋白存在于胞內(nèi)細(xì)胞器中，如高爾基體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，但 Cousins 等 (2006) 報(bào)道，ZnT1 定位于質(zhì)膜，ZnT2 定位于胰腺腺泡細(xì)胞中，ZnT5 存在于胰腺 β-細(xì)胞的分泌小囊泡中和腸細(xì)胞頂膜上，在有絲分裂細(xì)胞的胞核內(nèi)發(fā)現(xiàn)了ZnT9 蛋白。采用免疫組織化學(xué)分析法，Yu 等 (2007) 在小鼠中的研究發(fā)現(xiàn)，ZnT1 基因在胃腸道部分 ( 如食道、十二指腸，盲腸等 ) 上皮細(xì)胞表達(dá)，而 ZnT4 主要是在大腸中表達(dá)，ZnT6 蛋白在胃、空腸、盲腸、結(jié)腸和直腸中都有發(fā)現(xiàn)，ZnT7 蛋白在胃腸道的各部分都有表達(dá)，在小腸中最多。機(jī)體一定濃度的鋅對(duì)胚胎和胎兒的生長(zhǎng)非常重要，那么在胎盤發(fā)現(xiàn)ZnT 就不奇怪了。Helston 等 (2007)報(bào)道，小鼠胎盤 ZnT 的表達(dá)對(duì)日糧鋅含量非常敏感，當(dāng)日糧鋅含量低于或 3 倍高于需要量時(shí)，金屬硫蛋白(Mt)，ZnT1 和 ZnT4 的轉(zhuǎn)錄蛋白濃度降低。在人類絨毛合體滋養(yǎng)層細(xì)胞中，也發(fā)現(xiàn) ZnT1 和 ZnT5。
　　

      5 Zip
　　Zip 是哺乳動(dòng)物 SLC39 家族成員，主要與鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)活性有關(guān)，包括 Zip1 到 Zip8 和 Zip14。它們?cè)阡\吸收中的主要作用是推動(dòng)鋅順濃度梯度的運(yùn)輸，不需要 ATP 參與。盡管Zip 蛋白對(duì)鋅的轉(zhuǎn)運(yùn)具有特異性，但他們也會(huì)被其他一些陽離子抑制。大多數(shù) Zip 蛋白都有 8 個(gè)跨膜區(qū)域，他們的氮端和碳端在細(xì)胞外側(cè)，胞內(nèi)含有一個(gè)很長(zhǎng)的由組氨酸殘基組成的內(nèi)環(huán)。而不同的是，Zip14 的組氨酸環(huán)在胞外側(cè) (Cousins 等 ,2006)。
　　大多數(shù) Zip 蛋白定位于質(zhì)膜，但Zip7 卻在高爾基體上。Zip 能夠根據(jù)鋅的有效含量和生理狀況發(fā)生改變，以發(fā)揮功能。當(dāng)鋅利用受限，腸上皮細(xì)胞質(zhì)膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 Zip4 增加，而當(dāng)鋅恢復(fù)，基底層 Zip4 蛋白的表達(dá)減少 (Cousins 等 ,2006)。Zip1 蛋白增加急性反應(yīng)期肝細(xì)胞對(duì)鋅的吸收，因此，Zip 基因的表達(dá)受日糧鋅含量的調(diào)控，Zip 蛋白的出現(xiàn)，可能對(duì)家畜鋅利用的調(diào)控非常關(guān)鍵，但目前關(guān)于 Zip 家族在畜禽中研究的報(bào)道較少。
　　

      6 載體調(diào)節(jié)和 Mt
　　當(dāng)日糧含鋅量不同時(shí)，ZnT1 在不同組織中的調(diào)控是不同的，主要表現(xiàn)在金屬敏感轉(zhuǎn)錄因子 1 和 mRNA的豐度。我們實(shí)驗(yàn)室 (Martinez,2004)發(fā)現(xiàn)，無論在仔豬日糧中是否添加植酸酶，1,000mg/kg 鋅日糧組肝臟中ZnT1 蛋白的表達(dá)都大于 2,000mg/kg 組。而有趣的是，Mt 蛋白在試驗(yàn) 豬腸黏膜中的表達(dá)卻沒有發(fā)現(xiàn)這種 現(xiàn)象，2,000mg/kg 鋅( 以 ZnO 中Zn 計(jì) )+ 植酸酶組腸黏膜 Mt 含量 極顯著高于2,000mg/kg鋅-植酸酶 組，而且，2,000mg/kg 鋅 - 植酸酶組Mt含量極顯著高于 1,000mg/kg鋅 + 植酸酶組。這提示我們，當(dāng)給 保育豬飼喂藥理濃度的鋅，ZnT1 和 Mt 都參與了體內(nèi)鋅平衡的調(diào)節(jié)。在 另一個(gè)研究中，給保育豬分別飼喂100、1,000 和 4,000mg/kg 的鋅，1,000 和 4,000mg/kg 組十二指腸 黏膜細(xì)胞中 Mt 蛋白含量極顯著高于100mg/kg 組，而1,000mg/kg 和 4,000mg/kg 組沒有差異 ；然而，在空腸段，兩個(gè)高鋅組總鋅吸收量增加但單位腸表面積的鋅含量卻下降，4,000mg/kg 鋅組 Mt 蛋白含量極顯著高于 1,000mg/kg 或 100mg/kg鋅組 (Martinez et al.,2005)。假設(shè) 十二指腸內(nèi)的 Mt 蛋白通過從空腸細(xì)胞中脫落，降低了空腸吸收的鋅的可利用率，從而導(dǎo)致空腸鋅含量的差異。在空腸中，隨著結(jié)合 Mt 中鋅的量的減少，大量的鋅與肝臟中的Mt 結(jié)合，導(dǎo)致激發(fā) ZnT1 生成的可用鋅含量降低。
　　

    7轉(zhuǎn)銅載體
　　細(xì)胞生物， 人類代謝性疾病和分子生物學(xué)技術(shù)研究人員闡明 了動(dòng)物體內(nèi)銅代謝的規(guī)律。如肝豆核變性病人體內(nèi)銅的蓄積異常，而門克斯病患者則是伴 X 染色體銅 代 謝紊亂， 由于銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白缺乏，導(dǎo)致銅在不同器官內(nèi)缺乏或蓄積 (Hill 等,1987;Cater 和Mercer,2005;Vonk 等 ,2008)。門 克斯病患者表現(xiàn)為頭發(fā)和皮膚的功缺失，生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，神經(jīng)機(jī)障礙，結(jié)締組織異常 (Cater 和Mercer,2005)。肝豆核變性患者表現(xiàn) 為肝功異常，神經(jīng)機(jī)能障礙，或兩者 皆而有之，可能會(huì)死于紅細(xì)胞不完 整 (Hill 等 ,1987)。伯靈頓更病也是 一種銅代謝紊亂的遺傳疾病。作為一 種營(yíng)養(yǎng)需要，銅在體內(nèi)存在是有矛盾 的，因?yàn)樗且远r(jià)氧化還原態(tài)形式 存在，可以通過接受或供給電子改變 價(jià)態(tài)。因此，像鐵一樣，為了防止芬 頓反應(yīng)產(chǎn)生自由基，銅必須與蛋白結(jié) 合。最重要的是，銅在體內(nèi)的含量以 及在細(xì)胞中的傳遞必須被精密調(diào)控和 管理。銅的吸收主要是在十二指腸段， 從刷狀緣轉(zhuǎn)移到腸上皮細(xì)胞 (Cater和 Mercer,2005)。然而，腸黏膜上的 這些特殊細(xì)胞端吸收銅的機(jī)制尚不明 確。兩個(gè)相關(guān)蛋白分別是 ：①高親和 力的銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (Ctr1)，一種普遍表 達(dá)的跨膜蛋白。②刷狀緣上的二價(jià)金 屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (DMT1)，也叫 nramp。
　　

      8DMT1
　　已知 DMT1 與 細(xì) 胞 Cu2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+ 的吸收有關(guān)。然而，當(dāng)銅不足或其他微量元素缺乏時(shí)，DMT1 不參與銅吸收的調(diào)節(jié) (Cater和 Mercer,2005)。
　　
      9 Ctr1
　　Ctr1 蛋白使銅轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞成為可能 (Zhou 和 Gitschier,1997)。Ctr1含有富含組氨酸和蛋氨酸殘基的三 個(gè)銅結(jié)合跨膜區(qū)，有證據(jù)表明，Ctr1蛋白還構(gòu)成一個(gè)銅離子通道。因此， 當(dāng)銅超量時(shí)，Ctr1 通過介導(dǎo)質(zhì)膜內(nèi) 陷或降解內(nèi)涵體調(diào)節(jié)體內(nèi)銅含量。經(jīng) 檢測(cè)，Ctr1 基因在所有組織中都存 在，其中以肝臟中含量最豐富 (Cater和 Mercer,2005)。這與肝細(xì)胞需銅理論相符，因?yàn)楦闻K具有很強(qiáng)的代 謝作用。Ctr1 以 Cu2+ 形式將銅傳遞給細(xì)胞，又以一種未知的機(jī)制將銅 以Cu1+ 形式轉(zhuǎn)移給伴侶蛋白。正如Field 等 (2002) 描述，為了將銅合成金屬酶，生物體演化出一組胞內(nèi)銅結(jié) 合蛋白家族，形成一個(gè)用于合成金屬 酶的可用銅儲(chǔ)備庫(kù)，直接將銅離子轉(zhuǎn) 運(yùn)到適當(dāng)?shù)陌衅鞴佟?br /> 　　

     10 COX17
　　據(jù)統(tǒng)計(jì)，已確定有 3 個(gè)伴侶蛋白， 機(jī)體可能通過將銅轉(zhuǎn)運(yùn)入這些小分子 蛋白，調(diào)節(jié)銅在各組織結(jié)構(gòu)中的數(shù)量 和位點(diǎn)，發(fā)揮功能。細(xì)胞色素c氧化 酶銅伴侶蛋白 (COX17) 將銅運(yùn)輸進(jìn)入線粒體，在線粒體膜間隙中再將銅傳遞給細(xì)胞色素c氧化酶 (Maxfield等 ,2004)。 然而，Bertinato 和Abbe(2004) 卻認(rèn)為，COX17 只是將銅轉(zhuǎn)運(yùn)給線粒體，由SCO1和SCO2蛋白負(fù)責(zé)將銅結(jié)合到細(xì)胞色素c氧化 酶分子上。細(xì)胞色素c氧化酶中的銅 對(duì)于能量的有效利用的作用不可低 估，它在細(xì)胞中產(chǎn)生ATP的效率最高。
　　

     11 CCS
　　超氧化物歧化酶 (SOD) 是細(xì)胞質(zhì)中一種主要的酶，需要銅和鋅才能發(fā)揮正常功能，其中銅的轉(zhuǎn)運(yùn)依賴于銅轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白 (CCS)。SOD 是胞質(zhì)中一種必需的抗氧化物酶，對(duì)于降解超氧化物自由基非常重要，但在真核生物線粒體的膜間隙也發(fā)現(xiàn)大約1% ～ 2% 的 SOD(Field 等 ,2002)。CCS 蛋白將 apo-SOD 前體轉(zhuǎn)換為活性 holo-SOD，并對(duì)銅濃度變化敏感。 我們最近發(fā)現(xiàn)豬 CCS 中的銅是一種 有機(jī)形式的銅，Bertinato 等 (2003)建議 70-kDA 的蛋白可以用作評(píng)估 銅含量的生物標(biāo)記，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)， 在缺銅大鼠肝臟和紅細(xì)胞中 CCS 的表達(dá)呈現(xiàn)出一種劑量依賴性的增量調(diào)節(jié)作用。這與肝臟、紅細(xì)胞和大腦中 的 SOD 活性不同，雖然標(biāo)準(zhǔn)日糧、 適當(dāng)缺乏或缺銅日糧會(huì)引起機(jī)體銅含 量變化，但各組 SOD 活性卻并沒有 差異。而 Bertinato 和 Abbé(2003)報(bào)道，銅通過降解 26S 蛋白亞基調(diào)節(jié) 培養(yǎng)細(xì)胞 CCS 的表達(dá)。這可能是當(dāng) 機(jī)體銅缺乏時(shí)，哺乳動(dòng)物保護(hù)重要細(xì) 胞的一種方式，比如心細(xì)胞。
　　我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到高鋅或藥理濃度鋅日糧會(huì)對(duì)動(dòng)物體銅含量造成一定的 影響。1983 年，我們就報(bào)道了給妊 娠和泌乳母豬飼喂含鋅量 5,000mg/ kg(ZnO) 的日糧，引起新生仔豬銅缺 乏 (Hill 等 ,1983)。在肝豆核變性病 患者中，我們也發(fā)現(xiàn)這種影響胃腸道 銅吸收的代謝交互效應(yīng)。飼喂藥理 濃度的鋅引起腸道內(nèi) Mt 含量增加，Mt 與腸道內(nèi)的含銅黏膜細(xì)胞結(jié)合，導(dǎo)致其脫落，加劇了銅的缺乏 (Hill和 Spears,2000)。如果在動(dòng)物活體組 織中沒有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆从炽~狀態(tài)的生物標(biāo)記，研究人員將很難評(píng)估機(jī)體銅含量的變化，然而，CCS 似乎解決了這個(gè)問題。Iskandar 等 (2005) 報(bào)道，CCS 在紅細(xì)胞中的表達(dá)對(duì)輕微的銅缺乏也表現(xiàn)敏感，而血漿銅藍(lán)蛋白和血漿銅濃度卻沒有表現(xiàn)出這種效應(yīng)。在這個(gè)研究中，他們發(fā)現(xiàn)日糧鋅含量240mg/kg 組大鼠十二指腸中 Mt1、ZnT1、ZnT2 和 ZnT4 濃度顯著高于30、60、或 120mg/kg 鋅組。正如預(yù)期，30mg/kg 和 60mg/kg 鋅組十二指腸Zip4 含量高于 120mg/kg 和 240mg/ kg 組。因此，這些鋅銅載體對(duì)我們 研究藥理濃度的鋅、銅或兩者聯(lián)合使 用的生物學(xué)機(jī)制是非常有用的。
　　

      12Atox1
　　另一個(gè)銅伴侶蛋白Atox1通過與ATP7A(轉(zhuǎn)銅ATPase1)和ATP7B( 轉(zhuǎn)銅 ATPase2) 的直接交互 作用，將銅轉(zhuǎn)移給他們。這兩個(gè)蛋白 與 P 型 ATPase 密切相關(guān)，他們通 常在轉(zhuǎn)運(yùn)高爾基體網(wǎng)將銅轉(zhuǎn)移給賴氨 酸氧化酶、血漿銅藍(lán)蛋白等含銅酶(Cater 和 Mercer,2005)。如果細(xì)胞內(nèi)銅濃度增加，ATP7A 將多余銅釋放 到質(zhì)膜內(nèi)側(cè)，而ATP7B 將其儲(chǔ)存在 質(zhì)膜囊泡內(nèi)。因此，除了將銅轉(zhuǎn)移合成必需的含銅酶以外，這些 ATPase還作為一種解毒途徑，幫助細(xì)胞清除 或存儲(chǔ)多余的銅。肝臟是調(diào)節(jié)銅平衡 的主要器官，它是體內(nèi)銅的儲(chǔ)存庫(kù)，它以血漿銅藍(lán)蛋白形式將銅分泌入血漿或以一種不能重吸收的形式分泌入膽汁，來調(diào)節(jié)機(jī)體的銅含量。肝豆核 變性患者銅代謝紊亂，主要是由于體內(nèi)ATP7B 蛋白生成障礙，不能將適量的銅分泌入膽汁所致。門克斯病 患者由于 ATP7A 基因的缺陷，銅的吸收和分配發(fā)生障礙，由于沒有足夠的 ATP7A 來進(jìn)行銅跨血腦屏障的轉(zhuǎn)運(yùn)，導(dǎo)致大腦缺銅。因此，Atox1是銅從 Ctr1 運(yùn)輸?shù)?ATPase(ATP7A和 ATP7B) 的 第 1 個(gè) 連 接， 通 過ATPase 最后將銅轉(zhuǎn)移給許多含銅酶類 (Cater 和 Mercer,2005)。
　　

    13 其他銅鋅蛋白
　　其他蛋白也會(huì)影響動(dòng)物對(duì)銅的需要或者防范單體或離子銅的風(fēng)險(xiǎn)。伯靈頓更患者含有一種常染色體隱性 遺傳基因 (MURR1 或 COMMD1)，已證實(shí)這種基因與 ATP7B 存在交互 作用 (Bertinato 和 L'Abbé,2004)。在哺乳動(dòng)物中，ATP7B 蛋白具有多 種功能，但它在銅代謝中的作用尚不 明確，它影響伯靈頓更患者肝臟中銅 的蓄積，作用方式與肝豆核變性病 相似。盡管 Mt 在種屬和進(jìn)化時(shí)期上 存在廣泛的同源性，但是這種高硫 含量的低分子蛋白的主要功能至今 尚不明確。可以肯定的是，它的功 能之一就是沉積過量的銅、鋅等陽 離子，最終作為一種降低這些陽離 子毒性的生物學(xué)手段。而 Mt 的功能 可能不僅僅是防止過量的銅、鋅吸 收，而且還與這些元素的正確價(jià)態(tài) 或靶向吸收有關(guān)。
　　

14 結(jié)論
　　隨著飼料成本的增加，人們?cè)?來越關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量以及如何減少動(dòng)物 排泄物中礦物對(duì)環(huán)境的污染。如何根 據(jù)家畜種屬、遺傳基礎(chǔ)、生理階段以 及環(huán)境四個(gè)方面，確定家畜日糧銅、鋅和其他微量元素的適宜添加水平，已成為我們的挑戰(zhàn)。而分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，是我們現(xiàn)在以及將來獲得 這些信息的有效工具。（參考文獻(xiàn)略。文章來源：吉隆達(dá)集團(tuán)技術(shù)中心　作者：楊 帆 羅仕偉 文 然）


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