金属锌硫蛋白ZNMA的抗自由基的综合保健作用。
金属锌硫蛋白ZNMA的抗自由基的综合保健作用
金属硫蛋白是一类广泛存在于生物体内的低相对分子质量富含半胱氨酸的金属结合蛋白,它可以被许多因素所诱导而产生。哺乳类动物的金属硫蛋白通常是一条61氨基酸的肽链,其中含有20个半胱氨酸,结合 7个金属离子,所有半胱氨酸以还原型与金属离子配位而形成具有特定光谱学特征的金属硫基配位簇。由于结构上的特殊性决定了金属硫蛋白生物学功能的多样性。MT除了具有对重金属的解毒作用及生物体必需的微量元素的储存,运输作用外,具有增强机体应激能力,拮抗电离辐射,清除自由基等重要生物学功能,并且金属硫蛋白的生物学功能在医学的研究和运用中越来越受到人们的关注。
一、金属硫蛋白与微量元素及相关疾病
人体是一个结构和功能极为复杂的生物体。从物理化学的角度上看,人体必定也是一种带有不同电荷的载体。带电荷的载体有不同电荷的微量元素的影响。长期科学实践中的人们,加入带有不同电荷的电解质,根据性质不同,胶体溶液变化的结果也不相同。当然,人类的生理功能不能从简单的离子,电荷来解释,但可从侧面认识微量元素对人体的影响,从化学观点上看,体内金属离子与生物体相互作用体系一旦遭到破坏,生物体自身控制失调而导致中毒并引起疾病的发生和发展。金属离子广泛存在于生物体中,不仅在细胞膜,细胞液和核糖体上,在蛋白质,酶和核酸之中对各种功能产生抑制,协同,激活作用。生物体中的金属离子,是与功能基础结合,元素与生物体的相互作用是错综复杂的,不能用任何一种简单的理论来解释微量元素与生物体之间的关系,所以人体的健康与否,与体内各种微量元素有着紧密的关系。在正常的状态下,体内的各种微量元素维持在相对平衡的统一体中,当内部或外界某些因素打乱这一状态下,使某些微量元素增多或减少,都可导致生理功能失调或引起疾病。有些疾病与微量元素的关系已经明确,但大多数与微量元素的关系不明了,只能发现某些现象,无法弄清楚根本机制,微量元素与许多疾病之间的关系处于探讨阶段。但可为疾病的预防和诊断,治疗提供一定的理论依据。
, http://www.100md.com
关于金属硫蛋白,因结合人体必需的元素锌,可称为锌金属硫蛋白,参与体内的金属代谢,运输和贮存,并且可以与铅、镉、汞重金属离子等配位结合成无毒或低毒的络合物,直到消除重金属危害作用。当人体通过食物及其他途径摄取必需的微量元素成分时,金属硫蛋白输送金属离子达到机体所处的部位,进入组织细胞中发挥作用。金属硫蛋白与金属离子结合是可逆的,能快速进行交换,当体内某种金属含量过大,金属硫蛋白结合它们,使浓度正常。若金属离子含量过少,金属硫蛋白将它释放出来。所以金属硫蛋白是金属自动调节器。使人体的微量元素处于一个平衡状态中。预防治疗,是我国卫生保健事业的重要方针。金属硫蛋白是微量元素的功能作用和机制方面的研究显示了保健和预防和治疗的独特作用。
二、金属硫蛋白与自由基
随着科学技术的发展,许多基础的生命现象和疾病机制的探讨,都在分子水平和细胞水平进行研究的。
, 百拇医药
1900年,美国化学会会志和德国化学会学报同时发表了美国密执安大学化学系年轻教师康勃格(Gomberg)关于“自由基”的论文,引起了化学界一场持续十年的大辩论。由于康勃格的实验不可重复,所以化学界并不接受其自由基学说。
1910年,一些研究者分别合成了若干类别的自由基,使科学界开始接受自由基存在说。
1940年,前苏联物理学家利用电子自旋共振仪(ESR)直接检测到自由基,人们对自由基的认识才取得了长足的进展。
1970年,科学家将自由基生物学理论与基础医学相结合,从而使自由基在生物学领域的研究进入了一个理论与应用相结合的崭新阶段,并形成了一门新兴的交叉学科——自由基生物学与医学,同时发现90%以上的疾病与自由基有关。这包括过敏、冠心病、溃疡、肿瘤、衰老、关节炎等。
2003年2月28日,中国上海科学院上海有机化学研究所的蒋锡夔院士率领的科研小组获得了连续4年空缺的中国自然科学界科研成就最高奖项——中国国家自然科学一等奖。奖项项目是:有机分子簇集和自由基化学的研究。“有机分子簇集”所表现的“疏水亲脂相互作用”被科学界认为是导致宇宙间生命现象形成的基本作用力之一:“自由基”在生命过程中和人类的疾病、衰老等息息相关。
, 百拇医药
自由基是含有未配对电子的分子,原子或原子团,共同特征是外层轨道上带有一个或多个未配对电子,自由基十分活泼,反应连锁,具有顺磁性的物理特征。另一方面,生物体内尚有许多非酶类和酶类反应,如吞噬细胞系统,线粒体和微粒电子传导系统,黄嘌呤氧化酶系统及脂质化合物都会产生自由基。
机体内抗自由基的系统包括酶类和非酶类。酶类主要包括超氧化物,过氧化物,通过多种机制清除自由基。在近些年来的抗氧化研究中发现锌金属硫蛋白具有直接或间接地清除自由基的作用和机制,特别是它在清除对机体危害力量大的自由基方面更好,具有开发应用前景的抗氧化剂。
自由基在机体多种生理活动中是不可缺少的。吞噬细胞的杀菌作用及代谢相关,在正常情况下,机体内自由基的产生与消除始终保持动态平衡。一旦由于某种原因造成体内自由基的堆积,会损伤细胞,导致各种病理变化,进攻体内多种生物分子,细胞的生理及代谢活动发生改变,导致疾病的发生和发展。
, 百拇医药 自由基对人体的危害不会像车祸、肿瘤、疼痛、高烧等给人以直观的感受,是因为自由基存在于我们的体内,它的危害是从对细胞和组织的损伤开始,这个过程就像往一杯清水中放无色的盐,只有盐放到一定量以后我们才能感觉到咸,如果超出一定的量就会苦。
自由基对细胞和组织指挥损伤是其致病的基础,由于人体是由各种各样不同功能的细胞组成,因而自由基对不同细胞的损伤可导致表面看起来毫无关联的疾病。如:自由基摧毁细胞膜,导致细胞膜发生变性,使得细胞不能从外部吸收营养,也排泄不出细胞内的代谢废物,并丧失了对细菌和病毒的抵御能力;自由基攻击正在复制中的基因,造成基因突变,诱发癌症发生,自由基激活人体免疫系统,使人体表现出过敏反应,或出现如:红斑狼疮等的自体免疫疾病;自由基作用于人体内酶系统,导致胶原蛋白酶和硬弹性蛋白酶的释放,这些酶作用于皮肤中的胶原蛋白和硬弹性蛋白并使这两种蛋白产生过度交联并降解,结果使皮肤失去弹性,出现皱纹及囊泡;类似的作用使体内毛细血管脆性增加,使血管容易破裂,这可导静脉曲张、水肿等与血管通透性升高有关疾病的发生;自由基侵蚀机体组织,可激发人体释放各种炎症因子,导致出各种非菌性炎症;自由基侵蚀脑细胞,使人得早老性痴呆的疾病;自由基氧化血液中的脂蛋白造成胆固醇向血管壁的沉积,引起心脏病和中风;自由基引起关节膜及关节滑液的降解,从而导致关节炎;自由基侵蚀眼睛晶状体组织引起白内障;自由基侵蚀胰脏细胞引起糖尿病。总之,自由基可破坏胶原蛋白及其它结缔组织,干扰重要的生理过程,引起细胞DNA突变。自由基与70多种疾病有关,包括心脏病、动脉硬化、静脉炎、关节炎、过敏、早老性痴呆、冠心病及癌症。
但也正是由于这种不直观的作用和难以精确的测量数据,医学上很难将自由基理论单独用到某一种疾病上,因此自由基理论现在主要应用在预防和保健领域。, 百拇医药
金属硫蛋白是一类广泛存在于生物体内的低相对分子质量富含半胱氨酸的金属结合蛋白,它可以被许多因素所诱导而产生。哺乳类动物的金属硫蛋白通常是一条61氨基酸的肽链,其中含有20个半胱氨酸,结合 7个金属离子,所有半胱氨酸以还原型与金属离子配位而形成具有特定光谱学特征的金属硫基配位簇。由于结构上的特殊性决定了金属硫蛋白生物学功能的多样性。MT除了具有对重金属的解毒作用及生物体必需的微量元素的储存,运输作用外,具有增强机体应激能力,拮抗电离辐射,清除自由基等重要生物学功能,并且金属硫蛋白的生物学功能在医学的研究和运用中越来越受到人们的关注。
一、金属硫蛋白与微量元素及相关疾病
人体是一个结构和功能极为复杂的生物体。从物理化学的角度上看,人体必定也是一种带有不同电荷的载体。带电荷的载体有不同电荷的微量元素的影响。长期科学实践中的人们,加入带有不同电荷的电解质,根据性质不同,胶体溶液变化的结果也不相同。当然,人类的生理功能不能从简单的离子,电荷来解释,但可从侧面认识微量元素对人体的影响,从化学观点上看,体内金属离子与生物体相互作用体系一旦遭到破坏,生物体自身控制失调而导致中毒并引起疾病的发生和发展。金属离子广泛存在于生物体中,不仅在细胞膜,细胞液和核糖体上,在蛋白质,酶和核酸之中对各种功能产生抑制,协同,激活作用。生物体中的金属离子,是与功能基础结合,元素与生物体的相互作用是错综复杂的,不能用任何一种简单的理论来解释微量元素与生物体之间的关系,所以人体的健康与否,与体内各种微量元素有着紧密的关系。在正常的状态下,体内的各种微量元素维持在相对平衡的统一体中,当内部或外界某些因素打乱这一状态下,使某些微量元素增多或减少,都可导致生理功能失调或引起疾病。有些疾病与微量元素的关系已经明确,但大多数与微量元素的关系不明了,只能发现某些现象,无法弄清楚根本机制,微量元素与许多疾病之间的关系处于探讨阶段。但可为疾病的预防和诊断,治疗提供一定的理论依据。
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关于金属硫蛋白,因结合人体必需的元素锌,可称为锌金属硫蛋白,参与体内的金属代谢,运输和贮存,并且可以与铅、镉、汞重金属离子等配位结合成无毒或低毒的络合物,直到消除重金属危害作用。当人体通过食物及其他途径摄取必需的微量元素成分时,金属硫蛋白输送金属离子达到机体所处的部位,进入组织细胞中发挥作用。金属硫蛋白与金属离子结合是可逆的,能快速进行交换,当体内某种金属含量过大,金属硫蛋白结合它们,使浓度正常。若金属离子含量过少,金属硫蛋白将它释放出来。所以金属硫蛋白是金属自动调节器。使人体的微量元素处于一个平衡状态中。预防治疗,是我国卫生保健事业的重要方针。金属硫蛋白是微量元素的功能作用和机制方面的研究显示了保健和预防和治疗的独特作用。
二、金属硫蛋白与自由基
随着科学技术的发展,许多基础的生命现象和疾病机制的探讨,都在分子水平和细胞水平进行研究的。
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1900年,美国化学会会志和德国化学会学报同时发表了美国密执安大学化学系年轻教师康勃格(Gomberg)关于“自由基”的论文,引起了化学界一场持续十年的大辩论。由于康勃格的实验不可重复,所以化学界并不接受其自由基学说。
1910年,一些研究者分别合成了若干类别的自由基,使科学界开始接受自由基存在说。
1940年,前苏联物理学家利用电子自旋共振仪(ESR)直接检测到自由基,人们对自由基的认识才取得了长足的进展。
1970年,科学家将自由基生物学理论与基础医学相结合,从而使自由基在生物学领域的研究进入了一个理论与应用相结合的崭新阶段,并形成了一门新兴的交叉学科——自由基生物学与医学,同时发现90%以上的疾病与自由基有关。这包括过敏、冠心病、溃疡、肿瘤、衰老、关节炎等。
2003年2月28日,中国上海科学院上海有机化学研究所的蒋锡夔院士率领的科研小组获得了连续4年空缺的中国自然科学界科研成就最高奖项——中国国家自然科学一等奖。奖项项目是:有机分子簇集和自由基化学的研究。“有机分子簇集”所表现的“疏水亲脂相互作用”被科学界认为是导致宇宙间生命现象形成的基本作用力之一:“自由基”在生命过程中和人类的疾病、衰老等息息相关。
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自由基是含有未配对电子的分子,原子或原子团,共同特征是外层轨道上带有一个或多个未配对电子,自由基十分活泼,反应连锁,具有顺磁性的物理特征。另一方面,生物体内尚有许多非酶类和酶类反应,如吞噬细胞系统,线粒体和微粒电子传导系统,黄嘌呤氧化酶系统及脂质化合物都会产生自由基。
机体内抗自由基的系统包括酶类和非酶类。酶类主要包括超氧化物,过氧化物,通过多种机制清除自由基。在近些年来的抗氧化研究中发现锌金属硫蛋白具有直接或间接地清除自由基的作用和机制,特别是它在清除对机体危害力量大的自由基方面更好,具有开发应用前景的抗氧化剂。
自由基在机体多种生理活动中是不可缺少的。吞噬细胞的杀菌作用及代谢相关,在正常情况下,机体内自由基的产生与消除始终保持动态平衡。一旦由于某种原因造成体内自由基的堆积,会损伤细胞,导致各种病理变化,进攻体内多种生物分子,细胞的生理及代谢活动发生改变,导致疾病的发生和发展。
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自由基对细胞和组织指挥损伤是其致病的基础,由于人体是由各种各样不同功能的细胞组成,因而自由基对不同细胞的损伤可导致表面看起来毫无关联的疾病。如:自由基摧毁细胞膜,导致细胞膜发生变性,使得细胞不能从外部吸收营养,也排泄不出细胞内的代谢废物,并丧失了对细菌和病毒的抵御能力;自由基攻击正在复制中的基因,造成基因突变,诱发癌症发生,自由基激活人体免疫系统,使人体表现出过敏反应,或出现如:红斑狼疮等的自体免疫疾病;自由基作用于人体内酶系统,导致胶原蛋白酶和硬弹性蛋白酶的释放,这些酶作用于皮肤中的胶原蛋白和硬弹性蛋白并使这两种蛋白产生过度交联并降解,结果使皮肤失去弹性,出现皱纹及囊泡;类似的作用使体内毛细血管脆性增加,使血管容易破裂,这可导静脉曲张、水肿等与血管通透性升高有关疾病的发生;自由基侵蚀机体组织,可激发人体释放各种炎症因子,导致出各种非菌性炎症;自由基侵蚀脑细胞,使人得早老性痴呆的疾病;自由基氧化血液中的脂蛋白造成胆固醇向血管壁的沉积,引起心脏病和中风;自由基引起关节膜及关节滑液的降解,从而导致关节炎;自由基侵蚀眼睛晶状体组织引起白内障;自由基侵蚀胰脏细胞引起糖尿病。总之,自由基可破坏胶原蛋白及其它结缔组织,干扰重要的生理过程,引起细胞DNA突变。自由基与70多种疾病有关,包括心脏病、动脉硬化、静脉炎、关节炎、过敏、早老性痴呆、冠心病及癌症。
但也正是由于这种不直观的作用和难以精确的测量数据,医学上很难将自由基理论单独用到某一种疾病上,因此自由基理论现在主要应用在预防和保健领域。, 百拇医药