Transferrin - Transferrin
Transferrin | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Identifikátory | |||||||||
Symbol | Transferrin | ||||||||
Pfam | PF00405 | ||||||||
InterPro | IPR001156 | ||||||||
STRÁNKA | PDOC00182 | ||||||||
SCOP2 | 1 lcf / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
|
Transferriny jsou glykoproteiny nalezen v obratlovců které se vážou na a následně zprostředkují transport Žehlička (Fe) skrz krevní plazma.[5] Vyrábí se v játra a obsahuje vazebná místa pro dva Fe3+ atomy.[6] Lidský transferrin je kódován TF gen a vyrobeno jako 76 kDa glykoprotein.[7][8]
Transferrin glykoproteiny vázat železo pevně, ale reverzibilně. Přestože je železo vázané na transferin méně než 0,1% (4 mg) celkového železa v těle, tvoří nejdůležitější zásobu železa s nejvyšší rychlostí obratu (25 mg / 24 h). Transferin má molekulovou hmotnost přibližně 80 kDa a obsahuje dvě specifické vysoce afinitní Fe (III) vazebná místa. Afinita transferinu k Fe (III) je extrémně vysoká (asociační konstanta je 1020 M−1 při pH 7,4)[9] ale postupně klesá s klesajícím pH pod neutralitou. Transferiny se neomezují pouze na vazbu na železo, ale také na různé kovové ionty.[10] Tyto glykoproteiny se nacházejí v různých tělesných tekutinách obratlovců.[11][12] Někteří bezobratlí mají bílkoviny, které působí jako transferin nacházející se v hemolymfa.[11][13]
Pokud není vázán na železo, je známý jako "apotransferrin" (viz také apoprotein ).
Výskyt a funkce
Transferiny jsou glykoproteiny, které se často nacházejí v biologických tekutinách obratlovců. Když protein transferinu nabitý železem narazí na a receptor transferinu na povrchu a buňka např. erytroidní prekurzory v kostní dřeni, váže se na ni a je transportován do buňky v a váček podle receptorem zprostředkovaná endocytóza.[14] PH vezikuly se snižuje pomocí vodíkových iontových pump (H+
ATPázy ) na asi 5,5, což způsobuje, že transferrin uvolňuje své ionty železa.[11] Rychlost uvolňování železa závisí na několika faktorech, včetně úrovní pH, interakcí mezi laloky, teploty, soli a chelátoru.[14] Receptor s jeho ligand vázaný transferrin je poté transportován přes endocytový cyklus zpět na povrch buněk, připraven na další kolo příjmu železa. Každá molekula transferinu má schopnost nést dva ionty železa v železitý forma (Fe3+
).[13]
Lidé a další savci
The játra je hlavním místem syntézy transferinu, ale transferin také produkují jiné tkáně a orgány, včetně mozku. Hlavním zdrojem sekrece transferinu v mozku je choroidalis plexus v komorový systém.[15] Hlavní rolí transferinu je dodávat železo z absorpčních center v duodenum a bílých krvinek makrofágy do všech tkání. Transferin hraje klíčovou roli v oblastech, kde dochází k erytropoéze a aktivnímu dělení buněk.[16] Receptor pomáhá udržovat železo homeostáza v buňkách kontrolou koncentrace železa.[16]
The gen kódování transferinu u lidí se nachází v chromozóm pásmo 3q21.[7]
Lékaři mohou zkontrolovat hladinu transferinu v séru nedostatek železa a v poruchy přetížení železem jako hemochromatóza.
Struktura
U lidí se transferin skládá z polypeptidového řetězce obsahujícího 679 aminokyseliny a dva sacharidové řetězce. Protein se skládá z alfa helixy a beta listy to tvoří dva domén.[17] N- a C- terminální sekvence jsou reprezentovány globulárními laloky a mezi dvěma laloky je místo vázající železo.[12]
The aminokyseliny které váží iont železa na transferin jsou identické pro oba laloky; dva tyrosiny, jeden histidin a jeden kyselina asparagová. Aby se železný ion navázal, an anion je výhodnější uhličitan (CO2−
3).[17][13]
Transferin má také transferin vázaný na železo receptor; je vázán disulfidem homodimer.[16] U lidí se každý monomer skládá ze 760 aminokyselin. Umožňuje to ligand vazba na transferin, jako každý z nich monomer se může vázat na jeden nebo dva atomy železa. Každý monomer se skládá ze tří domén: proteázy, helikální a apikální domény. Tvar receptoru pro transferin připomíná motýla na základě průniku tří jasně tvarovaných domén.[17] Dva hlavní receptory transferinu nalezené u lidí jsou označovány jako transferinový receptor 1 (TfR1) a transferinový receptor 2 (TfR2). Ačkoli oba mají podobnou strukturu, TfR1 se může specificky vázat pouze na lidský TF, kde TfR2 má také schopnost interagovat s hovězí TF.[8]
Imunitní systém
Transferrin je také spojován s vrozený imunitní systém. Nachází se v sliznice a váže železo, čímž vytváří prostředí s nízkým obsahem volného železa, které brání přežití bakterií v procesu zvaném zadržování železa. Úroveň transferinu klesá při zánětu.[20]
Role v nemoci
U pacientů trpících nedostatkem železa je často pozorována zvýšená hladina transferinu v plazmě anémie během těhotenství a při užívání perorálních kontraceptiv, což odráží zvýšení exprese proteinu transferinu. Když hladiny plazmového transferinu vzrostou, dojde k recipročnímu poklesu procenta nasycení železa transferinem a odpovídajícímu zvýšení celková kapacita vázání železa ve stavech s nedostatkem železa[21] Snížený plazmatický transferin může nastat u onemocnění z přetížení železem a podvýživy bílkovin. Absence transferinu je důsledkem vzácné genetické poruchy známé jako atransferrinemie, stav charakterizovaný anémií a hemosideróza v srdci a játrech, což vede k srdečnímu selhání a mnoha dalším komplikacím.
Bylo prokázáno, že transferin a jeho receptor se zmenšují nádorové buňky když je receptor použit k přilákání protilátky.[16]
Transferrin a nanomedicína
Mnoho léků je bráněno při poskytování léčby při překročení hematoencefalické bariéry, což vede ke špatnému vychytávání do oblastí mozku. Transferinové glykoproteiny jsou schopny obejít hematoencefalická bariéra prostřednictvím transportu zprostředkovaného receptorem pro specifické receptory transferinu, které se nacházejí v mozkových kapilárních endotelových buňkách.[22] Kvůli této funkci se předpokládá, že nanočástice působící jako nosiče léčiv vázané na transferinové glykoproteiny mohou pronikat hematoencefalickou bariérou a umožnit těmto látkám dostat se k nemocným buňkám v mozku.[23] Pokroky s nanočásticemi konjugovanými s transferinem mohou vést k neinvazivní distribuci léčiva v mozku s potenciálními terapeutickými důsledky centrální nervový systém (CNS) cílené nemoci (např. Alzheimerova choroba nebo Parkinsonova choroba choroba).[24]
Další efekty
Transferin s nedostatkem sacharidů zvýšení v krvi s těžkými ethanol spotřebu a lze ji sledovat laboratorními testy.[25]
Transferrin je protein akutní fáze a je patrné, že snižuje zánět, rakovinu a některá onemocnění (na rozdíl od jiných proteinů akutní fáze, např. C-reaktivního proteinu, který se zvyšuje v případě akutního zánětu).[26]
Patologie
Atransferrinemie je spojena s nedostatkem transferinu.
U nefrotického syndromu se ztráta transferinu močí spolu s dalšími bílkovinami v séru, jako je globulin vázající tyroxin, gamaglobulin a antitrombin III, může projevit jako rezistentní na železo mikrocytární anémie.
Referenční rozsahy
Příklad referenční rozsah pro transferin je 204–360 mg / dL.[27] Výsledky laboratorních testů by měly být vždy interpretovány s použitím referenčního rozsahu poskytnutého laboratoří, která test provedla.

Vysoká hladina transferinu může indikovat anémie z nedostatku železa. Úrovně sérové železo a celková kapacita vázání železa (TIBC) se používají ve spojení s transferinem k určení jakékoli abnormality. Vidět interpretace TIBC. Nízký transferin pravděpodobně naznačuje podvýživa.
Interakce
Transferin byl prokázán komunikovat s růstový faktor podobný inzulínu 2[28] a IGFBP3.[29] Transkripční regulace transferinu je zvýšena o kyselina retinová.[30]
Související proteiny
Členové rodiny zahrnují krevní serotransferrin (nebo siderofilin, obvykle jednoduše nazývaný transferrin); laktotransferrin (laktoferin); mléčný transferrin; Bílek ovotransferrin (konalbumin); a spojené s membránou melanotransferrin.[31]
Viz také
- Beta-2 transferrin
- Transferinový receptor
- Celková kapacita vázání železa
- Nasycení transferinu
- Feritin
- Fytotransferrin
- Atransferrinemie
- Hypotransferrinemie
- Mutace genu HFE H63D
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000091513 - Ensembl, Květen 2017
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000032554 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ Crichton RR, Charloteaux-Wauters M (květen 1987). "Přeprava a skladování železa". European Journal of Biochemistry. 164 (3): 485–506. doi:10.1111 / j.1432-1033.1987.tb11155.x. PMID 3032619.
- ^ Hall DR, Hadden JM, Leonard GA, Bailey S, Neu M, Winn M, Lindley PF (leden 2002). "Krystalová a molekulární struktura transferinových proteinů diferenciálního prasečího a králičího séra v rozlišení 2,15, respektive 2,60 A." Acta Crystallographica. Sekce D, Biologická krystalografie. 58 (Pt 1): 70–80. doi:10.1107 / s0907444901017309. PMID 11752780.
- ^ A b Yang F, Lum JB, McGill JR, Moore CM, Naylor SL, van Bragt PH a kol. (Květen 1984). "Lidský transferrin: charakterizace cDNA a chromozomální lokalizace". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 81 (9): 2752–6. Bibcode:1984PNAS ... 81,2752Y. doi:10.1073 / pnas.81.9.2752. PMC 345148. PMID 6585826.
- ^ A b Kawabata H (březen 2019). Msgstr "Aktualizace transferinu a receptorů transferinu". Radikální biologie a medicína zdarma. 133: 46–54. doi:10.1016 / j.freeradbiomed.2018.06.037. PMID 29969719. S2CID 49674402.
- ^ Aisen P, Leibman A, Zweier J (březen 1978). "Stechiometrické a lokalizační charakteristiky vazby železa na lidský transferrin". The Journal of Biological Chemistry. 253 (6): 1930–7. PMID 204636.
- ^ Nicotra S, Sorio D, Filippi G, De Gioia L, Paterlini V, De Palo EF a kol. (Listopad 2017). „Terbium chelatace, specifické fluorescenční značení lidského transferinu. Optimalizace podmínek s ohledem na jeho aplikaci na HPLC analýzu transferinu s deficitem sacharidů (CDT)“. Analytická a bioanalytická chemie. 409 (28): 6605–6612. doi:10.1007 / s00216-017-0616-z. PMID 28971232. S2CID 13929228.
- ^ A b C MacGillivray RT, Moore SA, Chen J, Anderson BF, Baker H, Luo Y a kol. (Červen 1998). „Dvě krystalové struktury s vysokým rozlišením rekombinantního N-laloku lidského transferinu odhalují strukturální změnu implikovanou v uvolňování železa“. Biochemie. 37 (22): 7919–28. doi:10.1021 / bi980355j. PMID 9609685.
- ^ A b Dewan JC, Mikami B, Hirose M, Sacchettini JC (listopad 1993). „Strukturální důkazy pro pH-citlivý dilysinový spoušť v N-laloku ovotransferrinu slepice: důsledky pro uvolňování transferinového železa“. Biochemie. 32 (45): 11963–8. doi:10.1021 / bi00096a004. PMID 8218271.
- ^ A b C Baker EN, Lindley PF (srpen 1992). "Nové pohledy na strukturu a funkci transferrinů". Journal of Anorganic Biochemistry. 47 (3–4): 147–60. doi:10.1016 / 0162-0134 (92) 84061-q. PMID 1431877.
- ^ A b Halbrooks PJ, He QY, Briggs SK, Everse SJ, Smith VC, MacGillivray RT, Mason AB (duben 2003). „Vyšetřování mechanismu uvolňování železa z C-laloku lidského sérového transferinu: mutační analýza role triády citlivé na pH“. Biochemie. 42 (13): 3701–7. doi:10.1021 / bi027071q. PMID 12667060.
- ^ Moos T (listopad 2002). „Homeostáza železa v mozku“. Dánský lékařský bulletin. 49 (4): 279–301. PMID 12553165.
- ^ A b C d Macedo MF, de Sousa M (březen 2008). „Transferrin a receptor transferinu: magické kulky a další obavy“. Cíle na zánět a alergie na léky. 7 (1): 41–52. doi:10.2174/187152808784165162. PMID 18473900.
- ^ A b C "Struktura transferinu". St. Edward's University. 18. července 2005. Archivovány od originál dne 2012-12-11. Citováno 2009-04-24.
- ^ PDB: 1suv; Cheng Y, Zak O, Aisen P, Harrison SC, Walz T (únor 2004). "Struktura komplexu lidský transferinový receptor - transferinový komplex". Buňka. 116 (4): 565–76. doi:10.1016 / S0092-8674 (04) 00130-8. PMID 14980223. S2CID 2981917.
- ^ PDB: 2nsu; Hafenstein S, Palermo LM, Kostyuchenko VA, Xiao C, Morais MC, Nelson CD, Bowman VD, Battisti AJ, Chipman PR, Parrish CR, Rossmann MG (duben 2007). "Asymetrická vazba transferinového receptoru na kapsle parvoviru". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (16): 6585–9. Bibcode:2007PNAS..104,6585H. doi:10.1073 / pnas.0701574104. PMC 1871829. PMID 17420467.
- ^ Ritchie RF, Palomaki GE, Neveux LM, Navolotskaia O, Ledue TB, Craig WY (1999). „Referenční distribuce pro negativní sérové proteiny akutní fáze, albumin, transferin a transthyretin: praktický, jednoduchý a klinicky relevantní přístup ve velké kohortě“. Journal of Clinical Laboratory Analysis. 13 (6): 273–9. doi:10.1002 / (SICI) 1098-2825 (1999) 13: 6 <273 :: AID-JCLA4> 3.0.CO; 2-X. PMC 6808097. PMID 10633294.
- ^ Miller JL (červenec 2013). „Anémie z nedostatku železa: časté a léčitelné onemocnění“. Perspektivy Cold Spring Harbor v medicíně. 3 (7): a011866. doi:10.1101 / cshperspect.a011866. PMC 3685880. PMID 23613366.
- ^ Ghadiri M, Vasheghani-Farahani E, Atyabi F, Kobarfard F, Mohamadyar-Toupkanlou F, Hosseinkhani H (říjen 2017). „Transferrinem konjugované magnetické nanočástice dextran-spermin pro cílený transport léčiva přes hematoencefalickou bariéru“. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 105 (10): 2851–2864. doi:10,1002 / jbm.a.36145. PMID 28639394.
- ^ Gaspar R (únor 2013). "Nanočástice: odstrčen cíl pomocí proteinů". Přírodní nanotechnologie. 8 (2): 79–80. Bibcode:2013NatNa ... 8 ... 79G. doi:10.1038 / nnano.2013.11. PMID 23380930.
- ^ Li S, Peng Z, Dallman J, Baker J, Othman AM, Blackwelder PL, Leblanc RM (září 2016). „Překročení hematoencefalické bariéry s uhlíkovými tečkami konjugovanými s transferinem: modelová studie zebrafish“. Koloidy a povrchy. B, Biorozhraní. 145: 251–256. doi:10.1016 / j.colsurfb.2016.05.007. PMID 27187189.
- ^ Sharpe PC (listopad 2001). „Biochemická detekce a sledování zneužívání alkoholu a abstinence“. Annals of Clinical Biochemistry. 38 (Pt 6): 652–64. doi:10.1258/0004563011901064. PMID 11732647.
- ^ Jain S, Gautam V, Naseem S (leden 2011). „Proteiny akutní fáze: Jako diagnostický nástroj“. Journal of Pharmacy & Bioallied Sciences. 3 (1): 118–27. doi:10.4103/0975-7406.76489. PMC 3053509. PMID 21430962.
- ^ "Normální tabulka referenčního rozsahu". Interaktivní případová studie jako doprovod k patologickému základu nemoci. University of Texas Southwestern Medical Center v Dallasu. Archivovány od originál dne 25. 12. 2011. Citováno 2008-10-25.
Kumar V, Hagler HK (1999). Interaktivní případová studie jako doplněk k Robbinsovu patologickému základu nemoci (6. vydání (CD-ROM pro Windows a Macintosh, individuální) ed.). W B Saunders Co. ISBN 0-7216-8462-9. - ^ Storch S, Kübler B, Höning S, Ackmann M, Zapf J, Blum W, Braulke T (prosinec 2001). „Transferrin váže růstové faktory podobné inzulínu a ovlivňuje vazebné vlastnosti proteinu vázajícího růstový faktor podobný inzulínu-3“. FEBS Dopisy. 509 (3): 395–8. doi:10.1016 / S0014-5793 (01) 03204-5. PMID 11749962. S2CID 22895295.
- ^ Weinzimer SA, Gibson TB, Collett-Solberg PF, Khare A, Liu B, Cohen P (duben 2001). „Transferrin je inzulin podobný růstový faktor vázající protein-3 vázající protein“. The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 86 (4): 1806–13. doi:10.1210 / jcem.86.4.7380. PMID 11297622.
- ^ Hsu SL, Lin YF, Chou CK (duben 1992). "Transkripční regulace genů transferinu a albuminu kyselinou retinovou v buněčné linii lidského hepatomu Hep3B". The Biochemical Journal. 283 (Pt 2) (2): 611–5. doi:10.1042 / bj2830611. PMC 1131079. PMID 1315521.
- ^ Chung MC (říjen 1984). "Struktura a funkce transferinu". Biochemické vzdělávání. 12 (4): 146–154. doi:10.1016/0307-4412(84)90118-3.
Další čtení
- Hershberger CL, Larson JL, Arnold B, Rosteck PR, Williams P, DeHoff B a kol. (Prosinec 1991). "Klonovaný gen pro lidský transferrin". Annals of the New York Academy of Sciences. 646 (1): 140–54. Bibcode:1991NYASA.646..140H. doi:10.1111 / j.1749-6632.1991.tb18573.x. PMID 1809186. S2CID 19519911.
- Bowman BH, Yang FM, Adrian GS (1989). Transferrin: evoluce a genetická regulace exprese. Pokroky v genetice. 25. s. 1–38. doi:10.1016 / S0065-2660 (08) 60457-5. ISBN 9780120176250. PMID 3057819.
- Parkkinen J, von Bonsdorff L, Ebeling F, Sahlstedt L (srpen 2002). "Funkce a terapeutický vývoj apotransferrinu". Vox Sanguinis. 83 Suppl 1 (Suppl 1): 321–6. doi:10.1111 / j.1423-0410.2002.tb05327.x. PMID 12617162. S2CID 5876134.
externí odkazy
- Transferrin v americké národní lékařské knihovně Lékařské předměty (Pletivo)
- Přehled všech strukturálních informací dostupných v PDB pro UniProt: P02787 (Serotransferrin) na PDBe-KB.