开题报告食品质量与安全重组铁蛋白的活性研究一、选题的背景与意义铁是人体生理代谢必需元素之一，也是不可缺少的营养元素。
缺铁对儿童的智力、身体发育，免疫功能，消化吸收功能均有较大影响。
缺铁性贫血是世界上最普遍的营养缺乏症，会损坏免疫系统，降低人的生理和心理机能，也会阻碍大脑认识能力的发育。
据估计，全球约有30％的人口受缺铁的痛苦。
在以稻米等植物性食物为主食的发展中国家，缺铁的影响程度更大，有近半数的5岁以下儿童和超过一半的孕妇患有铁缺乏症。
铁蛋白是一种广泛存在于动物、植物和微生物中的铁储存蛋白，是动植物生长发育的储存铁的共同来源。
当细胞内二价铁离子含量高时，铁蛋白通过它的亚铁氧化还原中心，在氧气的帮助下，将其催化氧化生成无毒的三价铁储藏在它的内部，1分子铁蛋白最多可储存4500个三价铁，这个特点是铁蛋白与其它酶最大的不同之处；当细胞需要铁时，铁蛋白在还原剂的帮助下，将三价铁还原为二价铁离子从其内部释放出来，以供其它蛋白质合成利用，所以铁蛋白在细胞内具有去除二价铁离子的毒性以及调节铁代谢平衡的双重作用，同时它还参与细胞RNA代谢的调节。
有研究认为该蛋白是解决动物和人类全球饮食缺铁的有效方法。
纽虫是一类生活在浅海潮间带的无脊椎动物，在世界各地都有分布，它具有柔软、能伸展、无分节的身体，以及一个极具特征性的捕食器——能够翻转的吻。
研究表明其铁蛋白有较强的结合铁的能力，因此通过基因工程技术导入铁结合蛋白基因来提高食品铁含量以改良其营养品质将具有十分重要的意义。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：基本内容：1、重组铁蛋白的获取（1）IPTG诱导重组蛋白的表达，SDS—PAGE检测表达的情况；（2）大量表达蛋白并检测该蛋白为可溶性还是包涵体形式存在；（3）镍柱纯化蛋白得到实验用的蛋白；2、重组铁蛋白的活性研究（1）蛋白复性使蛋白恢复天然构象；（2）重组铁蛋白对铁的吸收能力；（3）重组铁蛋白亚铁氧化酶活性研究。
拟解决的主要问题：1、熟悉菌株的活化和IPTG诱导表达的过程与方法；2、掌握SDS—PAGE法检测表达蛋白；3、检测快速表达蛋白的存在形式：可溶性还是包涵体形式，若为包涵体形式，则需复性；4、铁蛋白对铁吸收能力的检测方法；5、亚铁氧化酶活性检测方法。
三、研究的方法与技术路线：四、总体安排与进度：2010.10-11：查阅文献，了解实验总体步骤与方法；2010.11-12：完成重组铁蛋白的原核表达和蛋白检测，并大量表达蛋白；2010.12-2010.1：进行蛋白纯化和复性，计算得到结果；2010.2-2010.4：重组蛋白活性研究；2010.5-2010.6：完成论文和答辩。
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在以往对铁蛋白研究取得的进展上对该领域的研究前景做了一些展望。
关键词：铁蛋白；活性；研究现状；展望铁蛋白(ferritin)于1937年由Laufberge从脊椎动物马的脾脏中纯化分离出来[1]，具有耐稀酸pH=2.1、耐稀碱pH=12.1和耐较高温度7O～75℃不变性等特性。
它主要分布于肝、脾、骨髓组织中，是细胞用于储存铁离子的最重要的蛋白质。
铁蛋白由蛋白质外壳和铁核两部分组成，外形结构呈球形。
蛋白壳由24个亚基组成高度对称性的结构，厚度约2-2.5nm，外径11-13nm，内径8-9nm，铁核位于蛋白壳中心，由数千氢氧化铁分子和数百磷酸盐分子组成非均匀的结构，直径约7-8nm。
哺乳动物铁蛋白由 H和L两种亚基以不同比例组成，植物、原核生物铁蛋白由相同亚基组成【2】。
铁蛋白的分子量因含铁量不同而异,大约为460000,体内铁蛋白含铁总量占机体含铁总量的15%～30%。
因此，对纽虫进行基因克隆得到的重组铁蛋白的活性、功能和作用机理研究具有重要意义。
1 有关铁蛋白和重组铁蛋白的研究现状和成果自1991年国外报道了大豆铁蛋白基因的完整cDNA序列以来，国外又陆续报道了国外陆续报道了豌豆、玉米、油菜、马铃薯、烟草、紫花苜蓿、羽扇豆等铁蛋白基因的cDNA序列。
我国在这方面的工作起步较晚,目前报道的主要有黄花苜蓿铁蛋白cDNA的克隆与序列分析、细粒棘球蚴铁蛋白基因的重组、表达、纯化及免疫学特性鉴定和可口革囊星虫铁结合蛋白基因的研究等。
转基因研究已证明大豆铁结合蛋白基因能提高水稻种子中铁结合蛋白的含量【3】。
1.1 调节铁代谢平衡的研究铁在细胞内的浓度需要严格控制，一方面，机体缺铁会引起很多生理上的变化，也会引发某些疾病，最常见的是缺铁性贫血；另一方面，铁又不可过量，否则可发生铁中毒，引起胃肠道出血，大量铁积聚在肝脏等重要脏器，引起肝功能损害等疾病。
铁蛋白主要在释放和储存上对铁代谢进行调控。
当体内铁含量过高时铁以Fe2+的形式贮存于铁蛋白中，铁蛋白贮存铁的过程包括二价铁氧化、铁离子移动和矿质铁心的形成和生长。
在出血或其他需要铁的情况下，贮存的铁可以释放，参与造血或其他含铁化合物的合成【4】。
杜莉利等【5】在实验中从可口革囊星虫体液中获得铁结合蛋白基因的全长序列，当过量的“游离铁”入侵时,可口革囊星虫能启动防御机制,避免机体受损。
白霞等【6】在对微小牛蜱铁蛋白编码基因的克隆和分析中从微小牛蜱克隆到1个新的铁蛋白编码基因,研究认为蜱铁蛋白很可能存在于细胞溶质中,当外界大量的铁和血红蛋白被蜱消化吸收后,到达各组织器官的细胞中,铁蛋白对过多的铁进行贮存和调控,使其维持在生理水平,起到解毒作用。
1.2 铁蛋白基因研究由于植物性食物的铁含量低，且存在吸收率低的问题，使得人类铁营养主要依耐于动物食品。