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內(nèi)容簡介

　　鐵蛋白（ferritin）是一種普遍存在的鐵儲(chǔ)存和解毒蛋白，廣泛分布于植物、動(dòng)物和細(xì)菌中。鐵蛋白可以儲(chǔ)藏可溶、無毒和生物體可以利用的鐵，并調(diào)節(jié)機(jī)體鐵的代謝平衡。動(dòng)物鐵蛋白主要存在于心臟、肝臟、脾臟、腦等代謝旺盛的組織中；微生物鐵蛋白主要存在于細(xì)菌、真菌及藻類等；植物鐵蛋白主要積累在非綠色質(zhì)體中，如前質(zhì)體、黃花質(zhì)體、淀粉體、芽、根的頂部、種子或根瘤等組織中。儲(chǔ)存于鐵蛋白中的鐵占了豆科類植物種子鐵含量的90%，所以來源于豆科類植物的鐵蛋白是一個(gè)理想的補(bǔ)鐵資源。鐵蛋白在豆科類種子成熟的過程中將體內(nèi)多余的鐵儲(chǔ)存于其中，而在種子萌發(fā)過程中將鐵釋放出來為植物前期生長提供所必需的鐵元素，因此植物鐵蛋白在調(diào)節(jié)植物體內(nèi)鐵代謝平衡的過程中起著很重要的作用。人類鐵蛋白的細(xì)胞定位是組織特異性的。動(dòng)物細(xì)胞中的鐵蛋白主要是胞漿可溶性蛋白。鐵蛋白的共同特性是通過其鐵氧化酶活性氧化鐵，然后轉(zhuǎn)移和水解在其內(nèi)腔中形成無機(jī)核。鐵蛋白可隔離細(xì)胞中多余的鐵，以備需要時(shí)使用，因此其以可溶性、無毒的生物可利用形式在維持鐵穩(wěn)態(tài)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鐵是維持生命的主要物質(zhì)之一，是紅細(xì)胞成熟過程中合成血紅蛋白必不可少的原料。作為人體內(nèi)重要的一種礦物質(zhì)，鐵在細(xì)胞代謝的過程中也起著重要的角色，例如DNA、RNA和蛋白質(zhì)的合成、電子運(yùn)輸、細(xì)胞呼吸、細(xì)胞增生和分化、基因表達(dá)的調(diào)控等。鐵也是組織代謝不可缺少的物質(zhì)，缺鐵可引起多種組織改變和功能失調(diào)。具體來說，鐵蛋白在體內(nèi)鐵代謝中主要表現(xiàn)出兩種功能：首先，鐵蛋白作為一種鐵儲(chǔ)存成分，可以在各種蛋白質(zhì)的生物合成過程中維持鐵的穩(wěn)態(tài)；其次，鐵蛋白在保護(hù)細(xì)胞免受游離鐵和自由基化學(xué)物質(zhì)的潛在毒性作用方面發(fā)揮著重要作用。這兩種功能主要在于鐵蛋白的獨(dú)特結(jié)構(gòu)。通常，鐵蛋白的特征是具有明確定義的中空球形結(jié)構(gòu)，鐵蛋白分子的空間結(jié)構(gòu)在各類生物體中具有很高的保守性，所有生物體中的鐵蛋白分子有著極其相似的四級(jí)結(jié)構(gòu)。通常內(nèi)徑為7~8 nm，外徑為12~13 nm，厚度為2~25 nm。一分子鐵蛋白最多能儲(chǔ)存約4500個(gè)以無機(jī)礦物質(zhì)形式存在的三價(jià)鐵原子。鐵蛋白每兩個(gè)亞基反向平行形成一組，這12組亞基對(duì)構(gòu)成一個(gè)近似正八面體，成4-3-2 重軸對(duì)稱的球狀分子。鐵蛋白每個(gè)亞基長約5 nm，直徑約25 nm，由4個(gè)α螺旋簇（A、B、C、D）構(gòu)成，B和C螺旋之間由一段含18個(gè)氨基酸的BC-環(huán)連接，E螺旋位于4個(gè)α螺旋簇的尾端并與之成60°夾角。每個(gè)鐵蛋白分子形成24個(gè)一重軸通道、12個(gè)二重軸通道、8個(gè)三重軸通道和6個(gè)四重軸通道，這些通道被認(rèn)為是鐵蛋白內(nèi)部與外部離子出入鐵蛋白的必經(jīng)之路，起著聯(lián)系鐵蛋白內(nèi)部空腔與外部環(huán)境的作用。對(duì)植物鐵蛋白來講，每個(gè)亞基還存在一條EP （extension peptide）肽段伸展出鐵蛋白殼的外部。得益于蛋白質(zhì)籠內(nèi)表面的高負(fù)電荷氨基酸，鐵蛋白用于聚集蛋白質(zhì)內(nèi)表面的鐵，這可能增加鐵的局部濃度，并促進(jìn)其氧化礦化。在天然鐵蛋白中，數(shù)千個(gè)鐵原子（高達(dá)4500個(gè)）可以集中在這個(gè)納米腔中形成鐵蛋白復(fù)合物，在這種復(fù)合物中，鐵蛋白中的鐵離子（新的膳食鐵源）被蛋白質(zhì)殼層所掩蓋，因此它對(duì)螯合劑不太敏感，可將其作為一種安全有效的功能性補(bǔ)鐵劑進(jìn)行潛在的探索。另外，通過向鐵蛋白中添加鐵螯合劑，可以制備脫鐵鐵蛋白以形成鐵白質(zhì)外殼，即鐵蛋白籠。因此，在蛋白質(zhì)外殼結(jié)構(gòu)中存在3個(gè)獨(dú)特的界面，即內(nèi)表面、外表面以及亞基之間的界面。這3個(gè)界面可以通過利用脫鐵鐵蛋白的解離和重組特性被輕易地打破，通過在pH 20/110下鐵蛋白籠的解離或添加變性劑，以及當(dāng)pH調(diào)節(jié)至中性或去除變性劑時(shí)的重構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。在此過程中，特定分子（生物活性化合物等）可被添加到反應(yīng)體系中，并被捕獲在鐵蛋白籠中，形成納米復(fù)合材料。通過使用這種有趣的策略，脫鐵鐵蛋白可以潛在地用作一種新的載體，以裝載生物活性化合物（特別是水不溶性化合物），這些化合物將在其中穩(wěn)定和可溶。此外，鐵蛋白籠成功地利用了一些藥物和造影劑，以實(shí)現(xiàn)靶向遞送、腫瘤成像和癌細(xì)胞檢測。在食品應(yīng)用中，鐵蛋白籠已作為納米載體廣泛應(yīng)用于包埋食品生物活性分子，如花青素、β-胡蘿卜素、蘆丁、姜黃素、表沒食子兒茶素沒食子酸酯和原花青素等。所有這些新特性可能有助于鐵蛋白在食品工業(yè)和其他領(lǐng)域的應(yīng)用。這些發(fā)現(xiàn)有助于提高生物活性化合物的生物利用率，拓寬鐵蛋白的應(yīng)用范圍。

作者簡介

暫缺《鐵蛋白的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及載體化應(yīng)用》作者簡介

圖書目錄

第一章鐵蛋白的分離純化 /
11蛋白質(zhì)的分離、純化過程 /
111蛋白質(zhì)的分離純化方法 /
112蛋白質(zhì)分離純化的一般步驟 /
113蛋白質(zhì)分離純化常用方法的比較 /
12鐵蛋白的提取純化方法 /
121天然及重組鐵蛋白的提取方法 /
122不同鐵蛋白的提取具體方法 /
第二章鐵蛋白的來源與結(jié)構(gòu) /
21鐵蛋白的來源 /
211動(dòng)物鐵蛋白的主要來源 /
212植物鐵蛋白的主要來源 /
213微生物鐵蛋白的主要來源 /
22鐵蛋白的結(jié)構(gòu) /
221不同來源的鐵蛋白的區(qū)別 /
222經(jīng)典的鐵蛋白結(jié)構(gòu) /
223動(dòng)物鐵蛋白的結(jié)構(gòu)特征 /
224植物鐵蛋白的結(jié)構(gòu)特征及功能 /
225細(xì)菌鐵蛋白的結(jié)構(gòu)特征 /
第三章鐵蛋白的性質(zhì) /
31鐵蛋白的生物活性 /
311鐵蛋白表達(dá)的調(diào)節(jié) /
312鐵蛋白對(duì)細(xì)胞鐵物質(zhì)的影響 /
313鐵蛋白和氧化損傷 /
314鐵蛋白介導(dǎo)的鐵動(dòng)員和鐵自噬 /
315鐵死亡 /
32鐵蛋白鐵的吸收機(jī)制 /
321植物鐵蛋白鐵的吸收機(jī)制 /
322動(dòng)物鐵蛋白鐵的吸收機(jī)制 /
323原核生物鐵蛋白鐵的吸收機(jī)制 /
33鐵蛋白鐵的釋放機(jī)制 /
331鐵蛋白鐵的還原釋放 /
332鐵蛋白鐵還原釋放的途徑與機(jī)制 /
333植物鐵蛋白鐵的還原釋放 /
334動(dòng)物鐵蛋白鐵的還原釋放 /
335細(xì)菌鐵蛋白鐵的還原釋放 /
34食品加工及營養(yǎng)因子對(duì)鐵蛋白氧化沉淀和還原釋放的影響 /
341綠原酸對(duì)鐵蛋白的影響 /
342大氣壓低溫等離子體對(duì)鐵蛋白的影響 /
343脈沖電場處理對(duì)鐵蛋白的影響 /
344高靜水壓對(duì)鐵蛋白的影響 /
345壓熱超聲處理對(duì)鐵蛋白的影響 /
346京尼平交聯(lián)劑對(duì)鐵蛋白的結(jié)構(gòu)及性質(zhì)影響 /
35鐵蛋白的可逆自組裝 /
351鐵蛋白的自組裝性質(zhì) /
352基于鐵蛋白的可控自組裝 /
353基于鐵蛋白的非對(duì)稱自組裝 /
第四章鐵蛋白作為補(bǔ)鐵劑在食品中的應(yīng)用 /
41鐵的來源及生理需求量 /
411鐵的來源 /
412鐵的膳食參考值 /
42鐵的吸收機(jī)制 /
421鐵吸收和體內(nèi)平衡 /
422鐵吸收機(jī)制的固有局限性 /
43鐵的生物利用度 /
431鐵的生物利用度的評(píng)估方法 /
432研究鐵的生物利用度的內(nèi)外標(biāo)記法 /
433提高鐵的生物利用度 /
44一種新型的補(bǔ)鐵劑——鐵蛋白 /
441膳食中的鐵營養(yǎng)源 /
442鐵蛋白作為鐵補(bǔ)充劑發(fā)揮的功能 /
443鐵蛋白作為鐵補(bǔ)充劑的局限性與挑戰(zhàn) /
45鐵蛋白作為補(bǔ)鐵劑的應(yīng)用前景 /
第五章鐵蛋白作為納米載體的應(yīng)用 /
51鐵蛋白納米空腔的應(yīng)用 /
52食品功能成分的包埋 /
521經(jīng)典解離/重組方法對(duì)生物活性物質(zhì)的包封 /
522鐵蛋白生物活性分子復(fù)合材料的外表面修飾 /
53鐵蛋白納米籠在物理化學(xué)改性和裝載物質(zhì)功能實(shí)現(xiàn)
方面的應(yīng)用 /
531提高封裝物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì) /
532封裝物質(zhì)的靶向遞送 /
533促進(jìn)不同類型物質(zhì)的協(xié)同作用 /
54鐵蛋白籠包埋食品生物活性物質(zhì)的新方法 /
541尿素對(duì)食品化合物的包封作用 /
542食品生物活性物質(zhì)在鐵蛋白中的熱誘導(dǎo)包埋 /
543鹽酸胍對(duì)食品化合物的包封作用 /
544熱處理法制備植物鐵蛋白-殼聚糖-表沒食子兒茶素
殼核納米顆粒 /
545化合物在鐵蛋白中的共包埋 /
55鐵蛋白的酶處理 /
551堿性蛋白酶改良鐵蛋白包封pH條件 /
552轉(zhuǎn)谷氨酰胺酶誘導(dǎo)鐵蛋白的殼聚糖糖基化 /
56加工技術(shù)對(duì)鐵蛋白作為載體的影響 /
561壓熱超聲（MTS）技術(shù)對(duì)鐵蛋白包埋的影響 /
562脈沖電場（PEF）技術(shù)對(duì)鐵蛋白包埋的影響 /
563高靜壓（HHP）技術(shù)對(duì)鐵蛋白包埋的影響 /
564大氣壓低溫等離子體（ACP）技術(shù)對(duì)鐵蛋白包埋的
影響 /
57鐵蛋白籠中封裝生物活性化合物的挑戰(zhàn) /
571鐵蛋白在胃腸道的穩(wěn)定性 /
572生物活性分子在細(xì)胞內(nèi)的吸收 /
573食物基質(zhì)對(duì)鐵蛋白在胃腸道釋放的影響 /
58鐵蛋白包埋方式總結(jié) /
581解離/重組介導(dǎo)的封裝 /
582通道介導(dǎo)的包埋 /
583離液劑介導(dǎo)的包封 /
584用于化合物包埋的鹽介導(dǎo)的組裝 /
第六章鐵蛋白在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用 /
61鐵蛋白用作鈣元素載體 /
62鐵蛋白在生物納米體系中的應(yīng)用 /
621鐵蛋白作為生物納米材料載體 /
622鐵蛋白裝載礦物元素研究進(jìn)展 /
623鐵蛋白用于生物納米技術(shù) /
624鐵蛋白礦化成核儲(chǔ)存金屬元素 /
625肽段序列修飾或基因改造鐵蛋白儲(chǔ)存金屬元素 /
626鐵蛋白的通道及空腔氨基酸影響儲(chǔ)存金屬元素 /
63植物鐵蛋白在非生物脅迫、生物脅迫、抗氧化方面的功能 /
64鐵蛋白的生物工程應(yīng)用 /
641多功能高精度的載體構(gòu)架 /
642天然磁性納米顆粒 /
643鐵蛋白在醫(yī)藥新材料中的應(yīng)用 /
65鐵蛋白裝載藥物分子 /
651鐵蛋白在藥物靶向運(yùn)輸中的應(yīng)用 /
652鐵蛋白用于腫瘤靶向治療的藥物載體（FDC） /
66鐵蛋白在催化、電磁感應(yīng)及疾病相關(guān)方面的應(yīng)用 /
661催化應(yīng)用 /
662電子和磁性應(yīng)用 /
663鐵蛋白作為急性期反應(yīng)物 /
664鐵蛋白與自身免疫性疾病 /
665鐵蛋白與傳染病 /