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锌(拼音:xīn,注音:ㄒ丨ㄣ,粤拼:san1 ;英语:Zinc),是一种化学元素,化学符号为Zn,原子序数为30,原子量为65.38 u,属于过渡金属;锌由于形、色类似铅,故也称为亚铅,古称倭铅。锌在常温下为硬脆物质,且带有蓝银色光泽。锌为元素周期表第十二族中的第一个元素。在某些方面,锌的化学性质与镁相似:两者皆呈现单一氧化态 (+2),且Zn2+和Mg2+离子大小相似。锌为地壳中含量第二十四多的元素,有五个稳定的同位素。最常见的含锌矿物为闪锌矿,是锌硫化物。最大可开采的矿脉位于澳洲、亚洲及美国。锌矿物利用泡沫浮选法精炼,并经过焙烧和电解提炼。

用途 锌合金 加入其他元素组成的一种合金。根据加入的元素不同而分出不同的种类,可以形成不同种类的低温锌合金。许多合金都包含锌元素,比如黄铜就是锌和铜的合金。其它可与锌组成二元合金的金属包括铝、锑、银、锡、镁、钴、镍、碲、镉、铅、钛和钠。[15]虽然锌和锆均非铁磁材料,它们的合金ZrZn 2 却能在35 K时表现出铁磁性。

特性 熔点低,在385℃熔化; 流动性好; 在大气中耐腐蚀; 蠕变强度低,尺寸容易在自然时效下发生变化 锌合金类别 黄铜:机械性能和耐磨性能都很好;敲起来声音独特; 锌镉合金:流动性好、光面好,容易进行抛光、焊接等加工; 2号锌合金:机械性能最好;硬度要求达标;尺寸精度一般; 3号锌合金:流动性良好;机械性能良好;适合做玩具、灯具、装饰品等;应用最为广泛; 5号合金:流动性良好;机械性能良好;适合做汽车配件、机电配件等; 8号合金:良好的机械性;尺寸稳定性好;流动性较差;适合做元器件; Superloy:流动性最好;一般用作压铸薄壁;适合做电器元件以及盒体。 对人体的影响 人体含量和分布 人体含锌的总量约占体重的0.003%,相当于成人体内约有2公克锌。90%的锌都存在肌肉与骨骼中,其余10%在血中扮演举足轻重的角色[16]。

生理功能 维持免疫功能:人体锌不足会出现淋巴球数量低落、血中免疫球蛋白降低、自然杀手细胞功能减弱、皮肤免疫测试反应降低等状况,临床的结果就是肺炎、念珠球菌感染,甚至伤风感冒。 生长与发育:促进生长、性器官的发育、伤口愈合、毛发、指甲,以及口腔黏膜等多处位置的修补作用。 运用在保养品:为控油类型的典型的成分。 调节基因表现:许多蛋白质转录因子的分子中含有锌指结构,负责与DNA结合,而改变基因的表现功能,是很重要的调控机制。 酵素组成分:已知的含锌酵素超过300多种,锌位于催化中心,或稳定酶蛋白质的立体结构,失去锌会使酵素失去活性。 维持味觉功能与促进食欲。 促进胰岛素分泌。 增强记忆力。 吸收与排泄 锌的最佳吸收部位是十二指肠。基本排泄途径是经消化道由粪便排出。肾脏具有调节功能,会将锌离子进行再吸收。

锌的吸收通道 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。