Ferroportin - Ferroportin

Ferroportin-1, také známý jako rodina nosičů rozpuštěných látek 40 členů 1 (SLC40A1) nebo transportér regulovaný železem 1 (IREG1), je protein že u lidí je kódován SLC40A1 gen, a je součástí Ferroportin (FPN) Rodina (TC # 2.A.100 ).^[1] Ferroportin je a transmembránový protein který transportuje žehlička zevnitř a buňka na vnějšek buňky. Ferroportin je jediným známým vývozcem železa.^[2]

Poté, co se železo v potravě vstřebá do buněk tenkého střeva, umožňuje ferroportin transportu železa z těchto buněk do krevního řečiště. Fpn také zprostředkovává odtok železa recyklovaného z makrofágů rezidentních ve slezině a játrech.^[3]

Ferroportin je regulován hepcidinem, hormonem produkovaným játry; hepcidin váže se na Fpn a omezuje jeho odtokovou aktivitu železa, čímž snižuje dodávání železa do krevní plazmy.^[4] Interakce mezi Fpn a hepcidinem proto řídí systémově homeostáza železa.

Struktura a funkce

Členové rodiny ferroportinů se skládají z 400–800 aminokyselina zbytky,^[5] s vysoce konzervativní histidin v poloze zbytku 32 (H32), a vykazují 8-12 domnělý transmembránové domény. Lidský Fpn se skládá z 571 aminokyselinových zbytků.^[5] Když je H32 mutován u myší, je aktivita transportu železa narušena.^[6]

Nedávné krystalové struktury generované bakterií homolog ferroportinu (od Bdellovibrio bakteriovorus ) odhalil, že struktura Fpn se podobá struktuře hlavní pomocná rodina (MFS) transportéry.^[7][8] Potenciální vazebné místo pro substrát je umístěno na rozhraní mezi N-terminál a C-terminál poloviny proteinu a je střídavě přístupný z obou stran buněčné membrány,^[8] v souladu s transportéry MFS.

Feroportinem zprostředkovaný odtok železa je vápník -aktivováno; studie lidského Fpn vyjádřené v Xenopus laevis oocyty prokázaly, že je zapotřebí vápník kofaktor pro Fpn, ale ten Fpn transportuje vápník.^[8] Fpn tedy nefunguje jako antiporter železa / vápníku. Termodynamická hnací síla pro Fpn zůstává neznámá.

Profil podkladu

Kromě železa bylo prokázáno, že transportuje i ferroportin kobalt & zinek,^[9] stejně jako nikl.^[8] Ferroportin může také fungovat jako a mangan vývozce.^[10]

Distribuce tkání

Ferroportin se nachází na bazolaterálních membránách intestinálního epitelu savců, včetně:^[11][12]

• Enterocyty v duodenum
• Hepatocyty
• Makrofágy z retikuloendoteliální systém
• Adipocyty

Role ve vývoji

Ferroportin-1 hraje důležitou roli v neurální trubice uzavření a přední mozek vzorování.^[13] Myší embrya postrádající Scl40a1 geny jsou dříve přerušeny gastrulace dochází, což naznačuje, že kódovaný protein Fpn1 je nezbytný a nezbytný pro normální embryonální vývoj.^[11] Fpn1 je vyjádřen v syncytiotrofoblast buňky v placentě a viscerální endoderm myší na E7.5.^[1][11] Několik retrospektivních studií dále zaznamenalo zvýšený výskyt spina bifida vyskytující se po nízkém příjmu železa matkou během embryonálního a fetálního vývoje.^[14][15]

Studie zkoumající důsledky několika různých mutací Slc40a1 myší gen naznačil, že výsledkem bylo vytvoření několika závažných defektů neurální trubice a vzorců, včetně spina bifida, exencephaly, a zkrácení předního mozku, mezi ostatními.^[13] Vzhledem k dosavadním zjištěním studií se zdá, že existují významné důkazy o tom, že intaktní mechanismy transportu železa jsou pro normální uzavření neurální trubice zásadní. Navíc to naznačují další experimenty Fpn1 Po celé přední a zadní ose zvířete je vyžadován produkt a aktivita, aby bylo zajištěno správné uzavření nervové trubice.^[13]

Role v plodnosti

Je známo, že gen ferroportinu (SLC40A1) je u neplodných žen exprimován na nízké úrovni. Bylo zjištěno, že jeho hladiny mRNA jsou u těchto žen down-regulovány, konkrétně u žen granulózní buňky. Nízká exprese ferroportinu je navíc spojena s neplodností, když se vezmou v úvahu některé rysy, jako je věk a kuřácké návyky. Je také důležité zmínit, že ferroportin je nejen snížen v buňkách granulózy, ale také v cervikálních buňkách neplodných žen a že je opět vidět souvislost mezi neplodností a nízkými hladinami ferroportinu v těchto buňkách, když byly hladiny mRNA ferroportinu upraveny podle věku a kouření.^[16]

Role v metabolismu železa

Ferroportin je inhibován hepcidinem, který se váže na ferroportin a internalizuje jej v buňce.^[4] To má za následek retenci železa v enterocytech, hepatocytech a makrofágech s následným snížením hladin železa v krevním séru. To je zvláště významné u enterocytů, které, když se na konci své životnosti vylučují, mají za následek významnou ztrátu železa. Toto je část mechanismu, který způsobuje anémie chronických onemocnění; hepcidin se uvolňuje z jater v reakci na zánětlivé cytokiny, a to interleukin-6, což vede ke zvýšené koncentraci hepcidinu a následnému snížení plazmatických hladin železa.^[17]

Expresi ferroportinu reguluje také IRP regulační mechanismus. Pokud je koncentrace železa příliš nízká, zvyšuje se koncentrace IRP, čímž se inhibuje translace ferroportinu. Translace ferroportinu je také regulována mikro RNA miR-485-3p.^[18]

Klinický význam

Je známo, že mutace v genu pro ferroportin způsobují autozomálně dominantní formu přetížení železem známou jako typ IV hemochromatóza nebo Ferroportinová nemoc. Účinky mutací obecně nejsou závažné, ale spektrum klinických výsledků lze pozorovat u různých mutací. Ferroportin je také spojován s Africké přetížení železem. Ferroportin a hepcidin jsou kritické proteiny pro regulaci systémové homeostázy železa.

Reference

Další čtení

externí odkazy

• ferroportin1 + protein v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)

Do tato úprava, tento článek používá obsah z „2.A.100 Rodina ferroportinů (FPN)“, který je licencován způsobem, který umožňuje opětovné použití v rámci Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Unported License, ale ne pod GFDL. Je třeba dodržovat všechny příslušné podmínky.