Jump to content

Железный ответный элемент

Железный ответный элемент
Идентификаторы
Символ ИРЭ
Рфам RF00037
Другие данные
РНК Тип СНГ-рег.
Домен(ы) Эукариоты
ТАК ТАК: 0000233
PDB Структуры ПДБе
Продолжительность: 1 минута 19 секунд.
Кристаллическая структура регуляторного белка железа 1 в комплексе с ферритином H IRE-РНК, в банке данных белков запись 2IPY . [ 1 ]

В молекулярной биологии элемент ответа на железо или элемент, реагирующий на железо ( IRE ) представляет собой короткую консервативную стебельную петлю , которая связана белками ответа на железо (IRP, также называемыми IRE-BP или IRBP). IRE обнаруживается в UTR (нетранслируемых областях) различных мРНК , продукты которых участвуют в метаболизме железа . Например, мРНК ферритина (белка, запасающего железо) содержит один IRE в своей 5'-UTR . Когда концентрация железа низкая, IRP связывают IRE в мРНК ферритина и вызывают снижение скорости трансляции. Напротив, связывание с несколькими IRE в 3'-UTR ( рецептора трансферрина участвующего в приобретении железа) приводит к повышению стабильности мРНК .

Механизм действия

[ редактировать ]

Две ведущие теории описывают, как железо, вероятно, взаимодействует, влияя на посттрансляционный контроль транскрипции. Классическая теория предполагает, что IRP в отсутствие железа активно связываются с мРНК IRE. Когда присутствует железо, оно взаимодействует с белком, заставляя его высвободить мРНК. Например, в условиях высокого содержания железа у людей IRP1 связывается с комплексом железо-сера [4Fe-4S] и принимает конформацию аконитазы, непригодную для связывания IRE. Напротив, IRP2 разлагается в условиях высокого содержания железа. [ 2 ] Существуют различия в родстве между разными IRE и разными IRP. [ 3 ]

Во второй теории два белка конкурируют за сайт связывания IRE — как IRP, так и эукариотический фактор инициации 4F (eIF4F). В отсутствие железа IRP связывается примерно в 10 раз более активно, чем фактор инициации. Однако когда железо взаимодействует с IRE, оно заставляет мРНК менять свою форму, тем самым способствуя связыванию eIF4F. [ 4 ] Несколько исследований выявили неканонические IRE. [ 5 ] Также было показано, что IRP связывается с некоторыми IRE лучше, чем с другими. [ 6 ]

Конструктивные детали . Верхняя спираль известных IRE демонстрирует более сильную консервацию структуры по сравнению с нижней спиралью. Основания, составляющие спирали, разнообразны. Выпуклая буква C в середине стебля является весьма характерной особенностью (хотя было замечено, что это буква G в IRE ферритина у омара). [ 7 ] Апикальная петля известных IRE состоит либо из триплета AGA, либо из AGU. Он зажимается парным GC, а в верхней спирали дополнительно имеется выпуклая буква U, C или A. Кристаллическая структура и данные ЯМР показывают выпуклую букву U в нижней ножке ферритинового IRE. [ 8 ] Это согласуется с предсказанной вторичной структурой. IRE во многих других мРНК не поддерживают эту выпуклую букву U. Следовательно, две модели RFAM [ 9 ] были созданы для IRE — один с выпуклой буквой U, другой без нее.

Гены с IRE

[ редактировать ]

Известно, что гены, содержащие IRE, включают FTH1 , [ 10 ] ФТЛ , [ 11 ] ТФРК , [ 12 ] УАЛАС2 , [ 13 ] Сдхб, [ 14 ] АСО2 , [ 15 ] Хао1, [ 16 ] SLC11A2 (кодировка DMT1), [ 3 ] НДУФС1, [ 17 ] SLC40A1 (кодирующий ферропортин) [ 18 ] CDC42BPA , [ 19 ] CDC14A , [ 20 ] ЭПАС1 . [ 21 ]

Было показано, что у людей 12 генов транскрибируются с канонической структурой IRE, но было показано, что несколько неканонических структур мРНК взаимодействуют с IRP и на них влияет концентрация железа. Было разработано программное обеспечение и алгоритмы для обнаружения большего количества генов, которые также реагируют на концентрацию железа. [ 22 ]

Таксономический диапазон . IRE встречается в широком таксономическом диапазоне — в основном у эукариот, но не у растений. [ 23 ]

Процессы, регулируемые IRE

[ редактировать ]

Многие гены, регулируемые IRE, играют четкую и непосредственную роль в метаболизме железа . Другие демонстрируют менее очевидную связь. ACO2 кодирует изомеразу, катализирующую обратимую изомеризацию цитрата и изоцитрата . [ 24 ] EPAS1 кодирует фактор транскрипции , участвующий в сложных путях восприятия кислорода путем индукции генов, регулируемых кислородом, в условиях низкого содержания кислорода. [ 25 ] CDC42BPA кодирует киназу , играющую роль в реорганизации цитоскелета . [ 26 ] CDC14A кодирует фосфатазу двойной специфичности, участвующую в контроле клеточного цикла. [ 27 ] а также взаимодействует с интерфазными центросомами. [ 28 ]


См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Уильям Э. Уолден; Анна Ивановна Селезнева; Жером Дюпюи; Энн Вольбеда; Хуан К. Фонтесилья-Кампс; Элизабет К. Тейл и Карл Фольц (декабрь 2006 г.). «Структура регуляторного белка железа 1 с двойной функцией в комплексе с ферритином IRE-РНК». Наука . 314 (5807): 1903–1908. дои : 10.1126/science.1133116 . ПМИД   17185597 . S2CID   26572367 .
  2. ^ Мартина У. Макенталер ; Бруно Гали и Матиас В. Хентце (2008). «Системный гомеостаз железа и регуляторная сеть железо-чувствительного элемента/железо-регуляторного белка (IRE/IRP)». Ежегодный обзор питания . 28 : 197–213. дои : 10.1146/annurev.nutr.28.061807.155521 . ПМИД   18489257 .
  3. ^ Перейти обратно: а б Х. Гуншин ; Ч.Р. Аллерсон ; М. Поликарпу-Шварц ; А. Рофтс ; Джей Ти Роджерс ; Ф. Киши ; МВ Хентце ; Т. А. Руо ; Н. К. Эндрюс и М. А. Хедигер (декабрь 2001 г.). «Железозависимая регуляция переносчика ионов двухвалентных металлов» . Письма ФЭБС . 509 (2): 309–316. дои : 10.1016/s0014-5793(01)03189-1 . ПМИД   11741608 .
  4. ^ Ма, Цзя; Халдар, Суранджана; Хан, Матин А.; Шарма, Сохани Дас; Меррик, Уильям К.; Тейл, Элизабет К.; Госс, Дикси Дж. (29 мая 2012 г.). «Fe2+ связывает железо-чувствительный элемент-РНК, избирательно изменяя сродство связывания с белками и регулируя репрессию и активацию мРНК» . Труды Национальной академии наук . 109 (22): 8417–8422. дои : 10.1073/pnas.1120045109 . ISSN   0027-8424 . ПМК   3365203 . ПМИД   22586079 .
  5. ^ Кампильос, М.; Дела, И.; Хентце, МВт; Санчес, М. (01 июля 2010 г.). «SIREs: поиск железочувствительных элементов» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (Веб-сервер): W360–W367. дои : 10.1093/nar/gkq371 . ISSN   0305-1048 . ПМК   2896125 . ПМИД   20460462 .
  6. ^ Хан, Массачусетс; Ма, Дж.; Уолден, МЫ; Меррик, туалет; Тейл, ЕС; Госс, диджей (2 июня 2014 г.). «Быстрая кинетика железочувствительного элемента (IRE) РНК/железорегуляторный белок 1 и комплексы IRE-РНК/eIF4F по-разному реагируют на ионы металлов» . Исследования нуклеиновых кислот . 42 (10): 6567–6577. дои : 10.1093/nar/gku248 . ISSN   0305-1048 . ПМК   4041422 . ПМИД   24728987 .
  7. ^ ТС Хуан ; О. Мелефорс ; М. И. Линд и К. Содерхолл (январь 1999 г.). «Атипичный железо-чувствительный элемент (IRE) в мРНК ферритина раков и белок, подобный железорегуляторному белку 1 (IRP1) из гепатопанкреаса раков». Биохимия насекомых и молекулярная биология . 29 (1): 1–9. дои : 10.1016/S0965-1748(98)00097-6 . ПМИД   10070739 .
  8. ^ К.Дж. Аддес ; Дж. П. Базилион ; Р.Д. Клаузнер ; Т. А. Руо и А. Парди (ноябрь 1997 г.). «Структура и динамика РНК элемента, реагирующего на железо: значение для связывания РНК белками, регулирующими связывание железа». Журнал молекулярной биологии . 274 (1): 72–83. дои : 10.1006/jmbi.1997.1377 . ПМИД   9398517 .
  9. ^ Стивенс С.Г., Гарднер П.П., Браун С. (сентябрь 2011 г.). «Две ковариационные модели для элементов, реагирующих на железо» . Биология РНК . 8 (5): 792–801. дои : 10.4161/rna.8.5.16037 . ПМИД   21881407 .
  10. ^ МВ Хентце ; С.В. Коуман ; Т. А. Руо ; JG Барриоканал ; А. Дэнсис ; Дж. Б. Харфорд и Р. Д. Клаузнер (декабрь 1987 г.). «Идентификация железо-чувствительного элемента для регуляции трансляции мРНК ферритина человека» . Наука . 238 (4833): 1570–1573. дои : 10.1126/science.3685996 . ПМИД   3685996 .
  11. ^ Н. Азиз и Х. Н. Манро (декабрь 1987 г.). «Железо регулирует трансляцию мРНК ферритина через сегмент его 5'-нетранслируемой области» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 84 (23): 8478–8482. дои : 10.1073/pnas.84.23.8478 . ПМК   299567 . ПМИД   3479802 .
  12. ^ Д.М. Келлер ; Дж. Л. Кейси ; МВ Хентце ; Э.М. Герхардт ; Л. Н. Чан ; Р. Д. Клаузнер и Дж. Б. Харфорд (май 1989 г.). «Цитозольный белок связывается со структурными элементами в регуляторной области железа мРНК рецептора трансферрина» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 86 (10): 3574–3578. дои : 10.1073/pnas.86.10.3574 . ПМК   287180 . ПМИД   2498873 .
  13. ^ Т. Дандекар ; Р. Стрипек ; НК Грей ; Б. Гуссен ; А. Констебль ; Его Превосходительство Йоханссон и М.В. Хентце (июль 1991 г.). «Идентификация нового железо-чувствительного элемента в мРНК эритроидной дельта-аминолевулиновой кислоты-синтазы мыши и человека» . Журнал ЭМБО . 10 (7): 1903–1909. дои : 10.1002/j.1460-2075.1991.tb07716.x . ПМК   452865 . ПМИД   2050126 .
  14. ^ С.А. Колер ; Б.Р. Хендерсон и Л.К. Кун (декабрь 1995 г.). «МРНК сукцинатдегидрогеназы b Drosophila melanogaster содержит функциональный железо-чувствительный элемент в своей 5'-нетранслируемой области» . Журнал биологической химии . 270 (51): 30781–30786. дои : 10.1074/jbc.270.51.30781 . ПМИД   8530520 .
  15. ^ НК Грей ; К. Пантопулос ; Т. Дандекар ; Б. А. Акрелл и М. В. Хентце (май 1996 г.). «Трансляционная регуляция ферментов цикла лимонной кислоты млекопитающих и дрозофилы с помощью железочувствительных элементов» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 93 (10): 4925–4930. дои : 10.1073/pnas.93.10.4925 . ПМК   39381 . ПМИД   8643505 .
  16. ^ С.А. Колер ; Э. Менотти и Л. Кун (январь 1999 г.). «Молекулярное клонирование гликолатоксидазы мыши. Высокая эволюционная консервативность и наличие последовательности, подобной железо-чувствительному элементу, в мРНК» . Журнал биологической химии . 274 (4): 2401–2407. дои : 10.1074/jbc.274.4.2401 . ПМИД   9891009 .
  17. ^ Э. Лин ; Дж. Х. Грациано и Г. А. Фрейер (июль 2001 г.). «Регуляция субъединицы 75 кДа митохондриального комплекса I железом» . Журнал биологической химии . 276 (29): 27685–27692. дои : 10.1074/jbc.M100941200 . ПМИД   11313346 .
  18. ^ Афина Лимбусаки ; Элиза Пиньятти ; Джулиана Монтози ; Чинция Гарути ; Дэвид Дж. Хейл и Антонелло Пьетранджело (ноябрь 2003 г.). «Роль элемента, реагирующего на железо, в контроле экспрессии гена ферропортина1/IREG1/MTP1». Журнал гепатологии . 39 (5): 710–715. дои : 10.1016/S0168-8278(03)00408-2 . ПМИД   14568251 .
  19. ^ Радек Цмейла ; Иржи Петрак и Яна Смейлова (март 2006 г.). «Новый элемент, чувствительный к железу, в 3'UTR человеческого MRCKalpha». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 341 (1): 158–166. дои : 10.1016/j.bbrc.2005.12.155 . ПМИД   16412980 .
  20. ^ Майка Санчес ; Бруно Гали ; Томас Дандекар ; Питер Бенгерт ; Евгений Вайнштейн ; Йенс Столте ; Мартина У. Макенталер и Матиас В. Хентце (август 2006 г.). «Регуляция железа и клеточный цикл: идентификация чувствительного к железу элемента в 3'-нетранслируемой области мРНК 14А цикла деления клеток человека с помощью усовершенствованной стратегии скрининга на основе микрочипов» . Журнал биологической химии . 281 (32): 22865–22874. дои : 10.1074/jbc.M603876200 . ПМИД   16760464 .
  21. ^ Майка Санчес ; Бруно Гали ; Мартина У. Макенталер и Маттиас В. Хентце (май 2007 г.). «Белки, регулирующие железо, ограничивают индуцируемую гипоксией экспрессию фактора-2альфа при дефиците железа». Структурная и молекулярная биология природы . 14 (5): 420–426. дои : 10.1038/nsmb1222 . ПМИД   17417656 . S2CID   37819604 .
  22. ^ Кампильос, Моника; Дела, Ильдефонсо; Хентце, Матиас В.; Санчес, Майка (1 июля 2010 г.). «SIREs: поиск железочувствительных элементов» . Исследования нуклеиновых кислот . 38 (проблема с веб-сервером): W360–W367. дои : 10.1093/nar/gkq371 . ISSN   0305-1048 . ПМК   2896125 . ПМИД   20460462 .
  23. ^ Р. Лейпувене и ЕС Тейл (ноябрь 2007 г.). «Семейство структур РНК, реагирующих на железо, регулируемых изменениями в клеточном железе и кислороде» . Клеточные и молекулярные науки о жизни . 64 (22): 2945–2955. дои : 10.1007/s00018-007-7198-4 . ПМК   11136088 . ПМИД   17849083 . S2CID   30770865 .
  24. ^ Эм Джей Грюер ; П. Я. Артымюк и J. R. Гость (январь 1997 г.). «Семейство аконитазы: три структурные вариации на общую тему». Тенденции биохимических наук . 22 (1): 3–6. дои : 10.1016/S0968-0004(96)10069-4 . ПМИД   9020582 .
  25. ^ Амар Дж. Маймундар ; Вайхай Дж. Вонг и М. Селеста Саймон (октябрь 2010 г.). «Факторы, индуцирующие гипоксию, и реакция на гипоксический стресс» . Молекулярная клетка . 40 (2): 294–309. doi : 10.1016/j.molcel.2010.09.022 . ПМК   3143508 . ПМИД   20965423 .
  26. ^ Т. Люнг ; XQ Чен ; И. Тан ; Э. Мансер и Л. Лим (январь 1998 г.). «Cdc42-связывающая киназа, связанная с киназой миотонической дистрофии, действует как эффектор Cdc42, способствуя реорганизации цитоскелета» . Молекулярная и клеточная биология . 18 (1): 130–140. дои : 10.1128/mcb.18.1.130 . ПМК   121465 . ПМИД   9418861 .
  27. ^ Дж. Бембенек и Х. Ю (декабрь 2001 г.). «Регуляция комплекса, способствующего анафазе, с помощью фосфатазы двойной специфичности человека Cdc14a» . Журнал биологической химии . 276 (51): 48237–48242. дои : 10.1074/jbc.M108126200 . ПМИД   11598127 .
  28. ^ Нильс Майланд ; Клаудия Лукас ; Бретт К. Кайзер ; Питер К. Джексон ; Иржи Бартек и Иржи Лукас (апрель 2002 г.). «Дерегулированная человеческая фосфатаза Cdc14A нарушает разделение центросом и сегрегацию хромосом». Природная клеточная биология . 4 (4): 317–322. дои : 10.1038/ncb777 . ПМИД   11901424 . S2CID   28955777 .
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c05f1a4be2d75cf4b382578d730c29f7__1717381500
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c0/f7/c05f1a4be2d75cf4b382578d730c29f7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Iron response element - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)