Białko wiążące pierwiastki reagujące na żelazo
| Identyfikatory | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| białek regulujących żelazo | |||||||
 | |||||||
| Symbol | ACO1 | ||||||
| Alt. symbolika | IREB1 | ||||||
| gen NCBI | 48 | ||||||
| HGNC | 117 | ||||||
| OMIM | 100880 | ||||||
| RefSeq | NM_002197 | ||||||
| UniProt | P21399 | ||||||
| Inne dane | |||||||
| numer WE | 4.2.1.3 | ||||||
| Umiejscowienie | Chr. 9 p21.1 | ||||||
| |||||||
| Białko wiążące element reagujący na żelazo 2 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identyfikatory | |||||||
| Symbol | IREB2 | ||||||
| gen NCBI | 3658 | ||||||
| HGNC | 6115 | ||||||
| OMIM | 147582 | ||||||
| RefSeq | NM_004136 | ||||||
| UniProt | P48200 | ||||||
| Inne dane | |||||||
| Umiejscowienie | Chr. 15 q25.1 | ||||||
| |||||||
Białka wiążące pierwiastki reagujące na żelazo , znane również jako IRE-BP , IRBP , IRP i IFR , wiążą się z pierwiastkami reagującymi na żelazo (IRE) w regulacji metabolizmu żelaza u ludzi .
Funkcjonować
ACO1 lub IRP1 jest bifunkcjonalnym białkiem, które działa jako białko wiążące pierwiastek reagujący na żelazo (IRE), zaangażowane w kontrolę metabolizmu żelaza poprzez wiązanie mRNA w celu zahamowania translacji lub degradacji. Działa również jako cytoplazmatyczna izoforma akonitazy . Akonitazy to białka żelazowo-siarkowe, które wymagają klastra 4Fe-4S do swojej aktywności enzymatycznej, w której katalizują konwersję cytrynianu do izocytrynianu . Struktura ta została oparta na rentgenowskiej dyfrakcji kryształów. Rozdzielczość wynosiła 2,80 Å. Białko to zebrano z gatunku Oryctolagus cuniculus , bardziej znany jako królik. Z tym białkiem wiąże się kilka zmian konformacyjnych, które wyjaśniają alternatywne funkcje regulatora mRNA lub enzymu. Informacje te uzyskano ze strony internetowej banku danych białek RCSB.
IRP2 jest mniej obfity niż IRP1 w większości komórek. Najsilniejsza ekspresja występuje w jelitach i mózgu. W stosunku do IRP1, IRP2 ma wstawkę 73-aminokwasową, która pośredniczy w degradacji IRP2 w komórkach nasyconych żelazem. IRP2 jest regulowany przez F-Box FBXL5 , który aktywuje ubikwitynację, a następnie degradację IRP2. IRP2 nie ma aktywności akonitazy.
Transport żelaza
Wszystkie komórki zużywają pewną ilość żelaza i muszą je pobierać z krążącej krwi . Ponieważ żelazo jest ściśle związane z transferyną, komórki w całym ciele mają na swojej powierzchni receptory dla kompleksów transferyna-żelazo. Receptory te pochłaniają i internalizują zarówno białko, jak i przyłączone do niego żelazo. Po wejściu do środka komórka przenosi żelazo do ferrytyny , wewnętrznej cząsteczki magazynującej żelazo.
Komórki mają zaawansowane mechanizmy wykrywania własnego zapotrzebowania na żelazo. W ludzkich komórkach najlepiej scharakteryzowany mechanizm wykrywania żelaza jest wynikiem potranskrypcyjnej regulacji mRNA (instrukcje chemiczne pochodzące z genów DNA do wytwarzania białek). Sekwencje mRNA zwane elementami reagującymi na żelazo (IRE) są zawarte w sekwencjach mRNA kodujących receptory transferyny i dla ferrytyny. Białko wiążące elementy reagujące na żelazo (IRE-BP) wiąże się z tymi sekwencjami mRNA. Sam IRE-BP wiąże się z IRE ferrytyny i mRNA receptora transferyny. Ale kiedy żelazo wiąże się z IRE-BP, IRE-BP zmienia kształt, w wyniku czego IRE-BP nie mogą już wiązać mRNA ferrytyny. To uwalnia mRNA, aby skierować komórkę do produkcji większej ilości ferrytyny. Innymi słowy, gdy w komórce jest dużo żelaza, samo żelazo powoduje, że komórka wytwarza więcej cząsteczek magazynujących żelazo. (IRE-BP jest akonitazą ; schematyczny rysunek zmiany kształtu można znaleźć tutaj ).
Wytwarzanie receptora transferyny zależy od podobnego mechanizmu. Ale ten ma przeciwny wyzwalacz i przeciwny ostateczny efekt. IRE-BP bez żelaza wiążą się z IRE na mRNA receptora transferyny. Ale te IRE mają inny efekt: kiedy IRE-BP wiąże się z tymi miejscami, wiązanie to nie tylko umożliwia translację, ale także stabilizuje cząsteczkę mRNA, dzięki czemu może pozostać nienaruszona na dłużej.
W warunkach niskiej zawartości żelaza IRE-BP umożliwiają komórce dalsze wytwarzanie receptorów transferyny. A więcej receptorów transferyny ułatwia komórce dostarczanie większej ilości żelaza z kompleksów transferyna-żelazo krążących poza komórką. Ale ponieważ żelazo wiąże się z coraz większą liczbą IRE-BP, zmieniają one kształt i uwalniają mRNA receptora transferyny. MRNA receptora transferyny ulega szybkiej degradacji bez przyłączonego do niego IRE-BP. Komórka przestaje wytwarzać receptory transferyny.
Kiedy komórka otrzyma więcej żelaza, niż może związać się z cząsteczkami ferrytyny lub hemu , coraz więcej żelaza będzie wiązać się z IRE-BP. To zatrzyma produkcję receptora transferyny. A wiązanie żelazo-IRE-BP również rozpocznie produkcję ferrytyny.
Kiedy komórce brakuje żelaza, coraz mniej żelaza będzie wiązać się z IRE-BP. IRE-BP bez żelaza będą wiązać się z mRNA receptora transferyny.
