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锌对人体的影响锌的吸收通道

2021-02-26 12:10:49

hZTL1/ZnT5的结构、活性

SLC30A5可分成两个部分,较低分子量的hZTL1,以及重量较大的ZnT5。(ZnT-like transporter 1)

hZTL1在人体组织中较为含量较多,转译出的蛋白质有523个氨基酸,和老鼠的ZnT1有34%是相同的。 以拓朴学来预测其结构,在其序列上的N端到C端有十二个跨膜结构区。在C端的myc转译出的蛋白质可标定在极化的Caco-2(结肠上皮细胞)上,会回到原先的皮膜表层。

利用Xenopus laevis的卵母细胞进行表现实验时,hZTL1会调节Zn的吸收,而hZTL1调控对Zn的吸收在pH 5.5不如pH 7.6.时来得好。

早期的资料显示DMT1在Zn吸收中扮演重要的角色,可是这些资讯已在将Caco-2上的DMT1消去之后,却不影响Zn吸收的实验中得到充分的反例,Zn不会跟Fe竞争DMT1,并且其活性与细胞膜电位无关。

人类小肠细胞中ZTL1的位置证实

在肠细胞Zn运输蛋白的相似细胞中,可区分为属于两大类别,SLC30跟SLC39,其中有两种蛋白质hZTL1(h;human)和hZIP4在小肠细胞摄取Zn的过程中扮演相当重要的角色。在ZTL1发现前,并没有人在哺乳类细胞中看到有Zn通道的表现。

ZnT1透过免疫沉淀的方式在大鼠肠细胞边侧的细胞膜上发现,并在人类小肠细胞Caso-2中获得证实。

ZIP1一开始被认为是用来吸收小肠内Zn的transporter,K562 cell细胞膜定位的实验推翻了这点,绿色萤光跟FLAG标定的hZIP1位在许多皮质细胞的内质网上,包括了Caco-2,更近一步透过在PC-3前列腺细胞操作hZIP1抗体可以更精确的证明这件事。

其他可能存在的Zinc transporter

关于其他Zn transporter,有一种ZNT1蛋白质在肠道扮演很重要的角色,研究显示,ZNT1会携带从饮食中获得的Zn离子在肠壁细胞吸收后携带进入肝门静脉,但在SLC30蛋白质中没有其他蛋白质被发现跟ZNT1一样有完全相同的功能。

在人体的胰岛ß细胞中,ZnT5和一个富含胰岛素的分泌细粒结合,Zn对于将胰岛素以晶体的方式储存扮演重要的角色。

ZNT6,ZNT7两蛋白质虽然在肠道也能发现,但其两在其他器官都有发现到他们的踪迹,所以其功能和ZNT1并不相似。

在人体方面,hZIP1、hZIP2、hZIP4都有携带Zn离子的功能,但这些蛋白质也被发现在子宫和摄护腺中,所以其功能并不是完全清楚,另外ZIP6,ZIP8两蛋白质功能不明,还有在老鼠内质网中发现的ZIP7也是一样。

在胎盘中锌的传导

锌在胎盘中的传输过程大致上和在肠中类似,由SLC30中的ZnT1,2,5来负责,至于ZnT6,7的功能则仍在实验当中。 在免疫组织化学中,以人类和老鼠为实验对象,hZTL1/ZnT5被探测到在胎盘上层细胞中扮演着重要角色,负责传送Zn给胎儿。而ZnT1则有着类似的功能,拥有负责传输营养物质给胎儿的功能,但作用机制仍未完全了解。在人体中, hZTP1均在肠和胎盘中表现出来,但是没有任何证据显示hZIP2的表现。

此外,ZTP4虽然都有在人类和老鼠的肠中被表现,但是基因却没有在人类的胎盘中被表现出来,反而老鼠的卵黄囊中会进行表现。后来才发现原来hZIP4对人体饮食中锌在肠的吸收扮演着重要角色,hZTL1/ZnT5在Zn的传输中,对胎儿的影响远大于对成人的影响。

在小肠和胎盘中锌通道的调节

小肠中锌的吸收调节被认为是维持体内锌衡定很重要的部分,在一份大鼠的研究中已经论证当可吸收的锌浓度增加,在小肠里有一个位置会调节ZnT1的上游mRNA,但在同一份研究中也显示当可吸收的锌浓度下降ZnT1的mRNA并不会受影响,而另一个锌的传送蛋白ZnT2在提供充足地锌的情况下ZnT2 mRNA会加强表现,如果是缺乏锌的情况下则会降低ZnT2 mRNA的表现。

老鼠的ZIP4 mRNA在缺乏锌的时候会增加表现量。在人类肠道细胞Caco-2中,增加培养基里的锌浓度会引起锌的传送蛋白hZTL1/ZnT5、ZnT1、ZnT4和hZIP1 mRNA表现量的增加,同样,在蛋白质的表现量上也是有增加的情形;但是在胎盘细胞中就有不同的表现,当增加锌的浓度后,并没有任何锌的传送蛋白mRNA有改变表现量,更甚至于发现ZnT1和hZTL1/ZnT5蛋白的表现量有减少的现象,但是现在对于Zn如何调节这些蛋白质并没有完整地知识去描述它的机制。

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