概述^[1]

轉(zhuǎn)鐵蛋白，又稱為鐵傳遞蛋白、運(yùn)鐵蛋白，英文名字為transferrin，縮寫(xiě)為TRF，轉(zhuǎn)鐵蛋白是一種重要的β-球蛋白，是脊椎動(dòng)物體內(nèi)鐵的運(yùn)輸者。轉(zhuǎn)鐵蛋白是血漿中主要的含鐵蛋白質(zhì)，負(fù)責(zé)運(yùn)載由消化管吸收的鐵和由紅細(xì)胞降解釋放的鐵。以TRF-Fe3+的復(fù)合物形式進(jìn)入骨髓中，供成熟紅細(xì)胞的生成。自1945年Holmberg和Laurell首次在人血清中發(fā)現(xiàn)這種非血紅素結(jié)合鐵的轉(zhuǎn)鐵蛋白以來(lái)，人們又在豬等其它哺乳動(dòng)物以及魚(yú)類、兩棲類及爬行類的血清中發(fā)現(xiàn)了TRf的存在，隨后又相繼發(fā)現(xiàn)了乳TRf和卵TRf以及TRf的蛋白類似物。由于TRf具有特殊的生理功能TRf的研究一直受到國(guó)際上生命科學(xué)工作者的關(guān)注，人們已對(duì)許多種屬TRf的結(jié)構(gòu)與功能做了大量研究。

生理功能

轉(zhuǎn)鐵蛋白是體液中不可缺少的成分，不僅參與鐵的運(yùn)輸與代謝，參與呼吸、細(xì)胞增殖和免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，還能調(diào)節(jié)鐵離子平衡和能量平衡，更具有抗菌殺菌的保護(hù)功能，因而TRf具有較全面的蛋白質(zhì)生理功能。

TRf的主要生理功能是把鐵離子從吸收和儲(chǔ)存的地方運(yùn)輸?shù)匠杉t細(xì)胞供合成血紅蛋白用，或輸送到機(jī)體的其它需鐵部位。鐵是生物系統(tǒng)的重要組成部分，在生理?xiàng)l件下以Fe³⁺形式存在。機(jī)體中絕大部分的鐵都是血清TRf供給的。TRf的鐵結(jié)合量為2mol Fe3+/mol TRf，在生理情況下，TRf分子僅有三分之一被鐵飽和。TRf的兩個(gè)鐵離子位點(diǎn)的結(jié)合能力是不同的，因此，兩個(gè)半分子在結(jié)構(gòu)、序列和功能上是有區(qū)別的。Espara等的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)就是TRf的生理功能與溫度的關(guān)系。實(shí)際上，TRf在60℃加熱時(shí)幾乎無(wú)變性現(xiàn)象^[2]。魚(yú)類血清加熱試驗(yàn)表明：在56℃左右，TRf變化不大，結(jié)合鐵能力基本不發(fā)生變化，但有部分血清蛋白質(zhì)降解，而100℃時(shí)大部分血清蛋白質(zhì)降解，TRf亦降解。血清Tf的熱穩(wěn)定性可能與其空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有密切關(guān)系。

TRf具有抗菌殺菌、自我保護(hù)的抗病性能，是抑制細(xì)菌繁殖的重要因子。細(xì)菌蛋白酶消化試驗(yàn)表明：含鐵TRf和脫鐵TRf均不能被細(xì)菌的胞外蛋白酶消化，而且仍具有很強(qiáng)的鐵結(jié)合能力。由于TRf具有螯合鐵的能力，而鐵是許多細(xì)菌和病毒生長(zhǎng)的重要因子，因此TRf可抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)。OTf和LTf也存在于許多細(xì)胞中，在卵和乳中扮演非常重要的角色。TRf的抗菌和抗病機(jī)理可能有三個(gè)方面，一是TRf的螯合鐵特性；二是TRf的遺傳多態(tài)性；三是TRf的糖基(碳水化合物)。糖基的位置和長(zhǎng)短，直接影響TRf的結(jié)構(gòu)域結(jié)合鐵離子，去糖基的TRf會(huì)失去抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。

介導(dǎo)吸收?qǐng)D示^[3]

下圖為轉(zhuǎn)鐵蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體介導(dǎo)的鐵吸收過(guò)程。鐵是機(jī)體必需元素之一 ,對(duì)氧的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、活化、細(xì)胞增殖等一系列反應(yīng)具有重要作用。 然而，當(dāng)鐵過(guò)量與氧反應(yīng) ,產(chǎn)生活性自由基損傷細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和 DNA 時(shí) ,即為有害金屬。 當(dāng)鐵過(guò)少時(shí)又易引起貧血、神經(jīng)退化等一系列疾病。 人和其它哺乳動(dòng)物不存在有效的細(xì)胞外排途徑 ,只有通過(guò)腸上皮細(xì)胞對(duì)鐵的吸收及其向血液的運(yùn)輸加以控制。小腸上皮細(xì)胞能夠感受鐵的含量控制這一過(guò)程。機(jī)體對(duì)鐵的吸收主要通過(guò) Tf/TfR 介導(dǎo)的跨膜運(yùn)輸。在生理 (pH7.4) 條件下，Tf 兩端結(jié)構(gòu)域的兩小亞基能夠關(guān)閉 ,高親和力結(jié)合一個(gè) Fe^{3 +} ，形成 Fe₂-Tf 。復(fù)合體中 Fe³⁺ 與 Tyr (517、426) 的兩個(gè)氧原子、His(585) 的氮原子、Asp (392) 的氧原子和兩個(gè) CO3^{2 -} 的氧原子形成扭曲的八面體 ,而 Asp (63) 、Tyr (188) 、Try(95) 、His(249) 構(gòu)成 Fe³⁺的配體。 胞外 Fe₂-Tf 與膜表面 TfR 結(jié)合 ,在籠形蛋白的協(xié)助下 ,由 TfR 介導(dǎo) ,Fe₂-Tf-TfR 與質(zhì)膜內(nèi)陷形成胞吞體。 胞吞體在胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中逐漸與籠形蛋白解離。 在胞吞體膜質(zhì)子泵的作用下 ,胞吞體酸化 ,pH下降到5.5，Tf兩小亞基上的 Lys (209、301) 酸化，啟動(dòng)雙 Lys 開(kāi)關(guān)機(jī)制 ,迫使兩小亞基分開(kāi)釋放 Fe³⁺。 在還原酶作用下 ，F(xiàn)e³⁺ 被還原成 Fe²⁺ , ,由膜二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)體 DMT1轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)。 釋鐵后的脫鐵 Tf-TfR 經(jīng)胞吐作用回游到質(zhì)膜 ,Tf與TfR 解，Tf再與 Fe³⁺ 結(jié)合后重新循環(huán)。細(xì)胞內(nèi) Fe²⁺被血紅素 ,細(xì)胞色素結(jié)合或被鐵蛋白螯和作為儲(chǔ)備鐵備用

研究方向

（1）一種新的轉(zhuǎn)鐵蛋白壓電免疫傳感器的研究。一種基于等離子體聚合膜、結(jié)合聚電解質(zhì)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)鐵蛋白壓電免疫傳感器。 采用輝光放電等離子體聚合技術(shù)，在石英晶體上沉積一層正丁胺聚合膜， 再在膜上自組裝一層易再生的、帶負(fù)電的聚電解質(zhì)，調(diào)節(jié)抗體溶液的pH值使其帶正電，經(jīng)靜電吸附包被抗體后用以測(cè)定抗原。探討了自組裝聚電解質(zhì)的濃度和自組裝時(shí)間，抗體的包被濃度、包被時(shí)間和pH值以及免疫反應(yīng)的酸度、溫度及響應(yīng)頻率與時(shí)間的關(guān)系等實(shí)驗(yàn)條件的影響。考察了傳感器的靈敏度、選擇性、重現(xiàn)性和再生性能。用傳感器測(cè)定人血清中轉(zhuǎn)鐵蛋白的線性范圍為0.10～12.65μg/mL. 將其用于實(shí)際樣品中轉(zhuǎn)鐵蛋白的測(cè)定, 結(jié)果與酶聯(lián)免疫法基本一致。^[4]

（2）轉(zhuǎn)鐵蛋白-轉(zhuǎn)鐵蛋白受體在腫瘤主動(dòng)靶向治療中的應(yīng)用。轉(zhuǎn)鐵蛋白-轉(zhuǎn)鐵蛋白受體介導(dǎo)的給藥系統(tǒng)可以提高腫瘤細(xì)胞對(duì)藥物的攝取量，降低藥物毒性，提高藥物的主動(dòng)靶向性。研究轉(zhuǎn)鐵蛋白和轉(zhuǎn)鐵蛋白受體的特點(diǎn),轉(zhuǎn)鐵蛋白-轉(zhuǎn)鐵蛋白受體介導(dǎo)的納米給藥系統(tǒng)的分類,轉(zhuǎn)鐵蛋白-轉(zhuǎn)鐵蛋白受體在腫瘤疾病靶向治療中的應(yīng)用,并指出了當(dāng)前轉(zhuǎn)鐵蛋白-轉(zhuǎn)鐵蛋白受體及其介導(dǎo)的納米給藥系統(tǒng)在腫瘤治療上的不足與發(fā)展前景。^[5]

參考文獻(xiàn)

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