Белок, связывающий железо-чувствительный элемент
| Регуляторный белок железа | |||
|---|---|---|---|
 | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | АСО1 | ||
| Альт. символы | IREB1 | ||
| ген NCBI | 48 | ||
| HGNC | 117 | ||
| МОЙ БОГ | 100880 | ||
| RefSeq | НМ_002197 | ||
| ЮниПрот | P21399 | ||
| Другие данные | |||
| Номер ЕС | 4.2.1.3 | ||
| Локус | Хр. 9 п21.1 | ||
| |||
| белок 2, связывающий железо-чувствительный элемент | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | IREB2 | ||
| ген NCBI | 3658 | ||
| HGNC | 6115 | ||
| МОЙ БОГ | 147582 | ||
| RefSeq | НМ_004136 | ||
| ЮниПрот | P48200 | ||
| Другие данные | |||
| Локус | Хр. 15 q25.1 | ||
| |||
Белки , связывающие железо-чувствительные элементы , также известные как IRE-BP , IRBP , IRP и IFR. , [1] связываются с железо-чувствительными элементами (IRE) в регуляции метаболизма железа у человека . [2]
Функция
[ редактировать ]ACO1 , или IRP1 , представляет собой бифункциональный белок, который действует как белок, связывающий железо-чувствительный элемент (IRE), участвующий в контроле метаболизма железа путем связывания мРНК для подавления трансляции или деградации. Он действует также как цитоплазматическая изоформа аконитазы . Аконитазы представляют собой железо-серные белки, которым для своей ферментативной активности необходим кластер 4Fe-4S, в котором они катализируют превращение цитрата в изоцитрат . [2] Эта структура была основана на дифракции рентгеновских лучей на кристаллах. Разрешение составляло 2,80 Å. Этот белок был получен из вида Oryctolagus cuniculus , более известного как кролик. Этот белок имеет несколько связанных с ним конформационных изменений, объясняющих альтернативные функции либо регулятора мРНК, либо фермента. Эта информация была получена с веб-сайта банка данных белков RCSB.
IRP2 менее распространен, чем IRP1, в большинстве клеток. [3] Наиболее сильная экспрессия наблюдается в кишечнике и мозге. [4] По сравнению с IRP1, IRP2 имеет вставку из 73 аминокислот, и эта вставка опосредует деградацию IRP2 в клетках, насыщенных железом. [5] IRP2 регулируется F-Box FBXL5 , который активирует убиквитинирование, а затем деградацию IRP2. IRP2 не обладает аконитазной активностью. [6] [7]
Железный транспорт
[ редактировать ]Все клетки используют некоторое количество железа и должны получать его из циркулирующей крови . Поскольку железо прочно связано с трансферрином, клетки по всему организму имеют на своей поверхности рецепторы для комплексов трансферрин-железо. Эти рецепторы поглощают и усваивают как белок, так и связанное с ним железо. Оказавшись внутри, клетка переносит железо в ферритин , внутреннюю молекулу-хранилище железа.
Клетки обладают развитыми механизмами определения собственной потребности в железе. В клетках человека наиболее изученный механизм восприятия железа является результатом посттранскрипционной регуляции мРНК (химических инструкций, полученных из генов ДНК для создания белков). Последовательности мРНК, называемые железо-чувствительными элементами (IRE), содержатся в последовательностях мРНК , которые кодируют рецепторы трансферрина и ферритин. Белок, связывающий железо-чувствительный элемент (IRE-BP), связывается с этими последовательностями мРНК. Сам по себе IRE-BP связывается с IRE мРНК рецептора ферритина и трансферрина. Но когда железо связывается с IRE-BP, IRE-BP меняет форму, в результате чего IRE-BP больше не могут связывать мРНК ферритина. Это высвобождает мРНК, которая направляет клетку на выработку большего количества ферритина. Другими словами, когда в клетке много железа, само железо заставляет клетку производить больше молекул-хранилищ железа. (IRE-BP представляет собой аконитазу ; схематическое изображение изменения формы см. здесь ).
Производство рецепторов трансферрина зависит от аналогичного механизма. Но у этого есть противоположный триггер и противоположный конечный эффект. IRE-BP без железа связываются с IRE на мРНК рецептора трансферрина. Но эти IRE имеют другой эффект: когда IRE-BP связывается с этими сайтами, связывание не только обеспечивает трансляцию, но и стабилизирует молекулу мРНК, чтобы она могла оставаться интактной дольше.
В условиях с низким содержанием железа IRE-BP позволяют клетке продолжать вырабатывать рецепторы трансферрина. А большее количество рецепторов трансферрина позволяет клетке получать больше железа из комплексов трансферрин-железо, циркулирующих вне клетки. Но по мере того, как железо связывается со все большим количеством IRE-BP, они меняют форму и освобождают мРНК рецептора трансферрина. МРНК рецептора трансферрина быстро разрушается без прикрепления к ней IRE-BP. Клетка перестает вырабатывать рецепторы трансферрина.
Когда клетка получила больше железа, чем она может связать с молекулами ферритина или гема , все больше и больше железа будет связываться с IRE-BP. Это остановит выработку рецептора трансферрина. Связывание железа-IRE-BP также запускает выработку ферритина.
Когда в клетке мало железа, все меньше и меньше железа будет связываться с IRE-BP. IRE-BP без железа связываются с мРНК рецептора трансферрина.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Грей, Северная Каролина; Хентце, MW (август 1994 г.). «Железорегуляторный белок предотвращает связывание комплекса преинициации трансляции 43S с мРНК ферритина и eALAS» . ЭМБО Дж . 13 (16): 3882–3891. дои : 10.1002/j.1460-2075.1994.tb06699.x . ПМЦ 395301 . ПМИД 8070415 .
- ^ Jump up to: а б Эйзенштейн Р.С. (2000). «Железорегуляторные белки и молекулярный контроль метаболизма железа у млекопитающих». Анну. Преподобный Нутр . 20 : 627–62. дои : 10.1146/annurev.nutr.20.1.627 . ПМИД 10940348 .
- ^ Хентце М.В., Кюн Л.К. (август 1996 г.). «Молекулярный контроль метаболизма железа у позвоночных: регуляторные цепи на основе мРНК, управляемые железом, оксидом азота и окислительным стрессом» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 93 (16): 8175–82. Бибкод : 1996PNAS...93.8175H . дои : 10.1073/pnas.93.16.8175 . ПМК 38642 . ПМИД 8710843 .
- ^ Хендерсон Б.Р., Зайзер С., Кюн Л.К. (декабрь 1993 г.). «Характеристика второго РНК-связывающего белка у грызунов со специфичностью к железочувствительным элементам» . Ж. Биол. Хим . 268 (36): 27327–34. дои : 10.1016/S0021-9258(19)74253-7 . ПМИД 8262972 .
- ^ Иваи К., Клаузнер Р.Д., Руо Т.А. (ноябрь 1995 г.). «Требования к регулируемой железом деградации РНК-связывающего белка, регуляторного белка железа 2» . ЭМБО Дж . 14 (21): 5350–7. дои : 10.1002/j.1460-2075.1995.tb00219.x . ПМЦ 394644 . ПМИД 7489724 .
- ^ Го Б., Ю Ю, Лейболд Е.А. (сентябрь 1994 г.). «Железо регулирует цитоплазматические уровни нового железо-чувствительного элемента-связывающего белка без активности аконитазы» . Ж. Биол. Хим . 269 (39): 24252–60. дои : 10.1016/S0021-9258(19)51075-4 . ПМИД 7523370 .
- ^ Саманиего Ф., Чин Дж., Иваи К., Руо Т.А., Клаузнер Р.Д. (декабрь 1994 г.). «Молекулярная характеристика второго белка, связывающего железо-чувствительный элемент, регуляторного белка железа 2. Структура, функция и посттрансляционная регуляция» . Ж. Биол. Хим . 269 (49): 30904–10. дои : 10.1016/S0021-9258(18)47367-X . ПМИД 7983023 .
