Белок, связывающий элементы, реагирующие на железо - Iron-responsive element-binding protein

Белок, регулирующий железо
FeRegulatoryProtein.pdb.jpg
Идентификаторы
Условное обозначение ACO1
Альт. символы IREB1
Ген NCBI 48
HGNC 117
OMIM 100880
RefSeq NM_002197
UniProt P21399
Прочие данные
Номер ЕС 4.2.1.3
Locus Chr. 9 п. 21.1
белок, связывающий железо-чувствительный элемент 2
Идентификаторы
Условное обозначение IREB2
Ген NCBI 3658
HGNC 6115
OMIM 147582
RefSeq NM_004136
UniProt P48200
Прочие данные
Locus Chr. 15 q25.1

В железо реагирует элемент-связывающие белки , также известный как IRE-BP , IRBP , IRP и IFR , связываются с железом реагировать элементов (IRES) в регуляции человеческого метаболизма железа .

Функция

ACO1 , или IRP1 , представляет собой бифункциональный белок, который функционирует как белок, связывающий железо-чувствительный элемент (IRE), участвующий в контроле метаболизма железа путем связывания мРНК для подавления трансляции или деградации. Он также функционирует как цитоплазматическая изоформа аконитазы . Аконитазы - это белки железо-сера, которым для их ферментативной активности требуется кластер 4Fe-4S, в котором они катализируют превращение цитрата в изоцитрат . Эта структура была основана на дифракции рентгеновских лучей на кристаллах. Разрешение 2,80 Å. Этот белок был получен от вида Oryctolagus cuniculus , более известного как кролик. Этот белок имеет несколько связанных с ним конформационных изменений, объясняющих альтернативные функции регулятора мРНК или фермента. Эта информация была получена с веб-сайта банка данных белков RCSB.

IRP2 менее распространен, чем IRP1 в большинстве клеток. Наиболее выражено в кишечнике и головном мозге. По сравнению с IRP1, IRP2 имеет вставку из 73 аминокислот, и эта вставка опосредует деградацию IRP2 в клетках с высоким содержанием железа. IRP2 регулируется F-Box FBXL5, который активирует убиквитинирование, а затем деградацию IRP2. IRP2 не обладает аконитазной активностью.

Железный транспорт

Все клетки используют железо и должны получать его из циркулирующей крови . Поскольку железо прочно связано с трансферрином, клетки по всему телу имеют на своей поверхности рецепторы для комплексов трансферрин-железо. Эти рецепторы поглощают и усваивают как белок, так и присоединенное к нему железо. Оказавшись внутри, клетка передает железо ферритину , внутренней молекуле-хранилищу железа.

Клетки обладают развитыми механизмами ощущения собственной потребности в железе. В клетках человека наиболее хорошо охарактеризованный механизм чувствительности к железу является результатом посттранскрипционной регуляции мРНК (химических инструкций, полученных из генов ДНК для производства 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 ферритина и мРНК рецептора 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 заставляет клетку производить больше ферритина. Другими словами, когда в клетке много железа, само железо заставляет клетку производить больше молекул, запасающих железо. (IRE-BP представляет собой аконитаз ; схематический рисунок 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 возможность трансляции, но и стабилизирует молекулу мРНК, чтобы она могла оставаться нетронутой дольше.

В условиях низкого содержания железа IRE-BP позволяют клетке продолжать вырабатывать рецепторы трансферрина. А большее количество рецепторов трансферрина облегчает клетке привлечение большего количества железа из комплексов трансферрин-железо, циркулирующих вне клетки. Но поскольку железо связывается со все большим количеством IRE-BP, они меняют форму и расщепляют мРНК рецептора трансферрина. МРНК рецептора трансферрина быстро разрушается без присоединенного к ней IRE-BP. Клетка перестает производить рецепторы трансферрина.

Когда клетка получает больше железа, чем она может связать с молекулами ферритина или гема , все больше и больше железа будет связываться с IRE-BP. Это остановит производство рецепторов трансферрина. Связывание железо-IRE-BP также запустит производство ферритина.

Когда в клетке мало железа, все меньше и меньше железа будет связываться с IRE-BP. IRE-BP без железа будут связываться с мРНК рецептора трансферрина.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки