金属硫蛋白（metallothionein, MTs）是自然界中普遍存在的一类低分子量、高Cys含量、具有金属结合能力的蛋白质。植物MTs被认为在解除重金属离子的毒害、维持组织中金属离子的平衡、调节金属离子向特定组织的运输及ROS的清除等方面起作用,与植物的抗逆反应有关,可增强植物对逆境的耐受性。 通过将星星草酵母cDNA文库在NaCl胁迫培养基中筛选,得到了抗盐性较强的的克隆,分类得到2型金属硫蛋白基因PutMT2（GenBank Accession No. JQ279061）,该基因开放阅读框（ORF）为246bp,编码81个氨基酸。通过生物信息学分析其分子量约8kDa,理论等电点为5.66,中间区具有丝氨酸与苏氨酸的磷酸化位点,不规则卷曲是其蛋白质二级结构的主要结构元件。 PutMT2基因在酵母中表达提高了酵母对Cd2+、Zn2+、Cr6+、Ag+、Fe2+、Fe3+各金属离子及对NaCl、H2O2的抗性,使酵母对Mn2+、Co2+、Cu2+、Ni2+等离子敏感。以Na、Zn、Cu、Fe为代表,通过原子吸收法分别测定比较转空载体和PutMT2酵母细胞金属积累量与蛋白结合金属量的差别。结果表明,PutMT2在一定条件下可结合Na+,其表达使酵母细胞内Na含量降低。PutMT2蛋白可结合Zn2+,在低浓度Zn时促进酵母细胞内Zn积累,在胁迫浓度时降低酵母细胞内Zn含量。PutMT2的表达降低了细胞内铜含量,PutMT2结合Cu的功能可能会影响细胞内的Cu离子平衡,使转基因酵母表现出对Cu2+的敏感性。PutMT2可通过结合Fe来提高转基因酵母的抗性。 利用大肠杆菌BL21表达体系高效表达并得到大量纯化GST-PutMT2融合蛋白。此融合蛋白较易纯化,锌、铜、钠离子的添加不影响蛋白的纯度,且在添加适当离子浓度时会增加纯化蛋白的产量。 通过ICP-AES测定GST蛋白与GST-PutMT2融合蛋白中结合的金属元素种类与含量,发现PutMT2蛋白对Cr、Cd、Co、Ag, Ba、Pb、Mn、Zn、Fe、Cu、P、Al、Mg等金属都表现出结合性质,对Ni、As的作用不明显,未发现PutMT2具有选择性特异结合倾向的金属离子。PutMT2蛋白对Cu、Zn、Fe结合量并不随添加金属离子增加而直增大,表现出离子调节的作用。在正常培养条件下,PutMT2可结合Na,而在其他金属离子如Cu、Zn、Fe等含量增加后,对Na不再有结合作用。