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植物源性重组人血清转铁蛋白的多功能性

概述

人血清转铁蛋白（htf）是人血清中主要的结合铁蛋白质，在铁转运中有重要作用。另外，htf还有许多其他的

作用，包括抗菌功能和对哺乳动物细胞增殖、分化中的生长因子效用。其多功能性使其在不同疗法和商业应用

中有巨大价值。然而，htf的这些成功应用很大程度上取决于大量的高质量的htf的应用。本研究中，我们将植

物作为获得重组htf的一种新平台。我们的研究表明转基因植物是一种获得rhtf的有效系统，最大积累量达到

了全部可溶蛋白的0.25%（或高达33.5ug/g的叶子鲜重）。此外，植物源性rhtf保持了许多与天然htf相同

的生物活性。尤其是rhtf在体外可逆性的结合铁作用，表明了其抑菌活性、在无血清培养基中的支持细胞增值

的作用，和在体外化进入哺乳动物细胞的性质。本研究的成功使得未来多领域应用植物源性rhtf成为可能。植

物源性rhtf突出的应用就是作为特定细胞的一种新的载体或者作为蛋白质/肽段药物的口服递送以治疗人类疾

病例如糖尿病。为证明此假说，我们在植物中又额外地表达了一种包含胰高血糖素样肽段-1（GLP-1）或其衍

生物的htf融合蛋白。在此，我们展示植物源性htf-GLP-1融合蛋白保持了体外培养基中化进入哺乳动物细胞

的能力。

简介

转铁蛋白Tf包含了所有脊椎动物体发现的一系列同源性的铁结合蛋白糖蛋白（），主要功

AisenandHarris,1989

能是铁的螯合和转运。Tf是一种单分子蛋白，分子量围为76-81kDa，取决于糖基化程度。每种TF蛋白包含两

种相似的裂片，分别叫做N-末端和C-末端，每一裂片包含单一的铁结合位点（AisenandHarris,1989;Bakeret

al.,2002）。hTf是转铁蛋白Tf家族的主要成员。hTf蛋白由679个氨基酸组成，主要在肝脏合成并分泌入血

（）。hTf的主要功能是络合血中的游离铁并将之转运到全身各处（

MacGillivrayetal.,1983MacGillivrayetal.,

1983）。放射示踪研究显示至少80%的络合至tHf的铁转运至骨髓并组成新生的红细胞（FinchandHuebers,

1982）。除其众所周知的铁转运功能外，hTf还有许多额外的功能，许多与其携铁能力无关。例如，研究显示

HTF可促进体外无血清培养基条件下鼠粒性白细胞和巨噬细胞前体细胞的克隆生长（IizukaandMurphy,

）。另外，HTF的存在对于大多数哺乳动物细胞的培养有重要作用，例如体外受精培养（）

1986Holstetal.,1990

和肝细胞群体的维护和扩展（Suzukietal.,2006）。当增殖细胞高表达HTF受体以允许HTF包裹并可能引发

和维持细胞DNA合成时，HTF常常作为一种生长因子（Gommeetal.,2005）。HTF的其他作用包括抵抗细菌、

酵母菌、病毒和真菌的抗菌活性（），降低细胞粘附的能力（

(Artisetal.,1983;Salamahandal-Obaidi,1995Ardehali

etal.,2002）。HTF的多功能性可以作为潜在的治疗和非治疗应用。例如，HTf已被用来治疗人类转铁蛋白缺乏

症（一种以贫血、铁超载、生长迟缓和感染发生率增加为特点的状况）（），局部贫血-再灌

Hayashietal.,1993

注损伤（促进氧化应激导致炎症、最终因凋亡和坏死而导致细胞死亡的一种情况）（