Ферропортин - Ferroportin

Ферропортин
Идентификаторы
Псевдонимы	Ферропортин-1IPR009716TCDB: 2.A.100Fpn семейство
Внешние идентификаторы	Генные карты: [1]
Ортологи
Разновидность	Человек	Мышь
Entrez	н / д	н / д
Ансамбль	н / д	н / д
UniProt	н / д	н / д
RefSeq (мРНК)	н / д	н / д
RefSeq (белок)	н / д	н / д
Расположение (UCSC)	н / д	н / д
PubMed поиск	н / д	н / д
Викиданные
Просмотр / редактирование человека

Ферропортин-1, также известен как семейство носителей растворенных веществ 40 член 1 (SLC40A1) или железо-регулируемый транспортер 1 (IREG1), это белок что у людей кодируется SLC40A1 ген, и является частью Ферропортин (Fpn) Семья (ТК № 2.A.100 ).^[1] Ферропортин - это трансмембранный белок что транспортирует утюг изнутри ячейка к внешней стороне камеры. Ферропортин - единственный известный экспортер железа.^[2]

После того, как пищевое железо всасывается в клетки тонкой кишки, ферропортин позволяет этому железу транспортироваться из этих клеток в кровоток. Fpn также опосредует отток железа, рециркулируемого из макрофагов, находящихся в селезенке и печени.^[3]

Ферропортин регулируется гепсидином, гормоном, вырабатываемым печенью; гепсидин связывается с Fpn и ограничивает его активность оттока железа, тем самым снижая доставку железа в плазму крови.^[4] Следовательно, взаимодействие между Fpn и гепсидином контролирует системные гомеостаз железа.

Структура и функции

Члены семейства ферропортинов составляют 400-800 человек. аминокислота остатки,^[5] с очень консервативный гистидин в положении остатка 32 (H32), и демонстрируют предполагаемые 8-12 трансмембранные домены. Человеческий Fpn состоит из 571 аминокислотного остатка.^[5] Когда H32 мутирует у мышей, активность транспорта железа нарушается.^[6]

Недавние кристаллические структуры, созданные из бактериального гомолог ферропортина (из Bdellovibrio bacteriovorus ) показал, что структура Fpn напоминает структуру суперсемейство основных фасилитаторов (MFS) транспортеры.^[7][8] Предполагаемый сайт связывания субстрата расположен на границе раздела между N-концевой и C-терминал половинки протеина и доступны поочередно с любой стороны клеточной мембраны,^[8] в соответствии с транспортерами MFS.

Ферропортин-опосредованный отток железа кальций -активировано; исследования человеческого Fpn, выраженного в Xenopus laevis ооциты продемонстрировали, что кальций необходим кофактор для Fpn, но этот Fpn не переносит кальций.^[8] Таким образом, Fpn не действует как антипортер железа / кальция. Термодинамическая движущая сила для Fpn остается неизвестной.

Профиль субстрата

Помимо железа, ферропортин может транспортировать кобальт & цинк,^[9] а также никель.^[8] Ферропортин может также действовать как марганец экспортер.^[10]

Распределение тканей

Ферропортин обнаружен на базолатеральных мембранах кишечного эпителия млекопитающих, в том числе:^[11][12]

• Энтероциты в двенадцатиперстная кишка
• Гепатоциты
• Макрофаги из ретикулоэндотелиальной системы
• Адипоциты

Роль в развитии

Ферропортин-1 играет важную роль в нервная трубка закрытие и передний мозг выкройка.^[13] Эмбрионы мыши, лишенные Scl40a1 гены прерваны раньше гаструляция происходит, предполагая, что кодируемый белок Fpn1 необходим и важен для нормального эмбрионального развития.^[11] Fpn1 выражается в синцитиотрофобласт клетки плаценты и висцерального энтодерма мышей на E7.5.^[1][11] Кроме того, несколько ретроспективных исследований отметили повышенную заболеваемость расщелина позвоночника возникает после низкого потребления железа матерью во время эмбрионального и внутриутробного развития.^[14][15]

Исследование, изучающее последствия нескольких различных мутаций Slc40a1 ген мыши предположил, что в результате возникло несколько серьезных дефектов нервной трубки и паттерна, в том числе расщелина позвоночника, экзэнцефалия, и усечение переднего мозга, среди прочего.^[13] Принимая во внимание результаты исследований, проведенных на сегодняшний день, представляется, что имеются значительные доказательства того, что интактные механизмы транспорта железа имеют решающее значение для нормального закрытия нервной трубки. Кроме того, другие эксперименты показали, что Fpn1 продукт и активность необходимы вдоль всей передне-задней оси животного, чтобы гарантировать надлежащее закрытие нервной трубки.^[13]

Роль в фертильности

Известно, что ген ферропортина (SLC40A1) экспрессируется на низком уровне у бесплодных женщин. Было обнаружено, что уровни его мРНК снижены у этих женщин, особенно у клетки гранулезы. Более того, низкая экспрессия ферропортина также связана с бесплодием, если учесть некоторые особенности, такие как возраст и курение. Также важно отметить, что ферропортин подавляется не только в клетках гранулезы, но и в клетках шейки матки бесплодных женщин. и что связь между бесплодием и низкими уровнями ферропортина в этих клетках снова можно увидеть, когда уровни мРНК ферропортина были скорректированы в зависимости от возраста и статуса курения.^[16]

Роль в метаболизме железа

Ферропортин ингибируется гепсидином, который связывается с ферропортином и усваивает его внутри клетки.^[4] Это приводит к задержке железа в энтероцитах, гепатоцитах и ​​макрофагах с последующим снижением уровня железа в сыворотке крови. Это особенно важно для энтероцитов, которые, когда они теряются в конце своей жизни, приводят к значительной потере железа. Это часть механизма, вызывающего анемия хронического заболевания; гепсидин высвобождается из печени в ответ на воспалительные цитокины, а именно интерлейкин-6, что приводит к увеличению концентрации гепсидина и, как следствие, снижению уровня железа в плазме.^[17]

Экспрессия ферропортина также регулируется IRP регуляторный механизм. Если концентрация железа слишком низкая, концентрация IRP увеличивается, что препятствует трансляции ферропортина. Трансляция ферропортина также регулируется микроРНК miR-485-3p.^[18]

Клиническое значение

Известно, что мутации в гене ферропортина вызывают аутосомно-доминантную форму перегрузки железом, известную как тип IV. гемохроматоз или болезнь Ферропортина. Эффекты мутаций обычно не тяжелые, но при различных мутациях наблюдается целый спектр клинических исходов. Ферропортин также связан с Африканская перегрузка железом. Ферропортин и гепсидин являются критическими белками для регуляции системного гомеостаза железа.

Рекомендации

1. Донован А., Браунли А., Чжоу Ю., Шепард Дж., Пратт С.Дж., Мойнихан Дж. И др. (Февраль 2000 г.). «Позиционное клонирование ферропортина1 рыбок данио идентифицирует консервативного экспортера железа позвоночных». Природа. 403 (6771): 776–81. Bibcode:2000Натура.403..776D. Дои:10.1038/35001596. PMID  10693807. S2CID  4429026.
2. Ward DM, Kaplan J (сентябрь 2012 г.). «Ферропортин-опосредованный транспорт железа: экспрессия и регуляция». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток. 1823 (9): 1426–33. Дои:10.1016 / j.bbamcr.2012.03.004. ЧВК  3718258. PMID  22440327.
3. Canonne-Hergaux F, Donovan A, Delaby C, Wang HJ, Gros P (январь 2006 г.). «Сравнительные исследования белков дуоденального и макрофагального ферропортина». Американский журнал физиологии. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени. 290 (1): G156-63. Дои:10.1152 / ajpgi.00227.2005. PMID  16081760.
4. Немет Э., Таттл М.С., Пауэлсон Дж., Вон М.Б., Донован А., Уорд Д.М. и др. (Декабрь 2004 г.). «Гепсидин регулирует отток клеточного железа, связываясь с ферропортином и вызывая его интернализацию». Наука. 306 (5704): 2090–3. Bibcode:2004Наука ... 306.2090N. Дои:10.1126 / science.1104742. PMID  15514116. S2CID  24035970.
5. «Транспортер железа SLC11A3 [Homo sapiens]». Белок - NCBI.
6. Зон И.Е., Де Доменико И., Поллок А., Уорд Д.М., Гудман Дж. Ф., Лян X и др. (Май 2007 г.). «Мутация утюга в ферропортине мыши действует как доминантно-негативный эффект, вызывая болезнь ферропортина». Кровь. 109 (10): 4174–80. Дои:10.1182 / кровь-2007-01-066068. ЧВК  1885502. PMID  17289807.
7. Танигучи Р., Като Х. Э., Фонт Дж., Дешпанде С. Н., Вада М., Ито К. и др. (Октябрь 2015 г.). «Направленные наружу и внутрь структуры предполагаемого бактериального переносчика переходных металлов с гомологией ферропортину». Nature Communications. 6 (1): 8545. Bibcode:2015 НатКо ... 6,8545 т. Дои:10.1038 / ncomms9545. ЧВК  4633820. PMID  26461048.
8. Дешпанде С.Н., Руве Т.А., Шавки А., Синь В., Вьет КР, Валор Е.В. и др. (Август 2018 г.). «Кальций является важным кофактором для оттока металла из семейства транспортеров ферропортина». Nature Communications. 9 (1): 3075. Bibcode:2018НатКо ... 9.3075D. Дои:10.1038 / s41467-018-05446-4. ЧВК  6079014. PMID  30082682.
9. Митчелл CJ, Shawki A, Ganz T, Nemeth E, Mackenzie B (март 2014 г.). «Функциональные свойства человеческого ферропортина, экспортера клеточного железа, который также взаимодействует с кобальтом и цинком». Американский журнал физиологии. Клеточная физиология. 306 (5): C450-9. Дои:10.1152 / ajpcell.00348.2013. ЧВК  4042619. PMID  24304836.
10. Мадейчик М.С., Баллатори Н. (март 2012 г.). «Ферропортин, транспортирующий железо, может также выступать в роли экспортера марганца». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биомембраны. 1818 (3): 651–7. Дои:10.1016 / j.bbamem.2011.12.002. ЧВК  5695046. PMID  22178646.
11. Донован А., Лима, Калифорния, Пинкус Дж. Л., Пинкус Г. С., Зон Л. И., Робин С., Эндрюс, Северная Каролина (март 2005 г.). «Экспортер железа ферропортин / Slc40a1 необходим для гомеостаза железа». Клеточный метаболизм. 1 (3): 191–200. Дои:10.1016 / j.cmet.2005.01.003. PMID  16054062.
12. Делаби С., Пилар Н., Пюи Н., Канон-Херго Ф (апрель 2008 г.). «Последовательная регуляция экспрессии ферропортина после эритрофагоцитоза в мышиных макрофагах: ранняя индукция мРНК гемом с последующей железозависимой экспрессией белка» (PDF). Биохимический журнал. 411 (1): 123–31. Дои:10.1042 / BJ20071474. PMID  18072938.
13. Мао Дж., Маккин Д.М., Уорриер С., Корбин Дж. Г., Нисвандер Л., Зон И.Е. (сентябрь 2010 г.). «Экспортер железа ферропортин 1 необходим для развития эмбриона мыши, формирования паттерна переднего мозга и закрытия нервной трубки». Разработка. 137 (18): 3079–88. Дои:10.1242 / dev.048744. ЧВК  2926957. PMID  20702562.
14. Фелкнер М.М., Суарес Л., Брендер Дж., Скайф Б., Хендрикс К. (декабрь 2005 г.). «Индикаторы статуса железа у женщин с предшествующей беременностью с дефектом нервной трубки». Журнал здоровья матери и ребенка. 9 (4): 421–8. Дои:10.1007 / s10995-005-0017-3. PMID  16315101. S2CID  13415844.
15. Groenen PM, van Rooij IA, Peer PG, Ocké MC, Zielhuis GA, Steegers-Theunissen RP (июнь 2004 г.). «Низкое потребление железа, магния и ниацина матери с пищей связано с расщелиной позвоночника у потомства». Журнал питания. 134 (6): 1516–22. Дои:10.1093 / jn / 134.6.1516. PMID  15173422.
16. Moreno-Navarrete JM, López-Navarro E, Candenas L, Pinto F, Ortega FJ, Sabater-Masdeu M и др. МРНК ферропортина подавляется в гранулезных и цервикальных клетках бесплодных женщин. Fertil Steril. 2017 Янв; 107 (1): 236-242.
17. Немет Э., Ривера С., Габаян В., Келлер С., Таудорф С., Педерсен Б.К., Ганц Т. (май 2004 г.). «IL-6 опосредует гипоферремию воспаления, индуцируя синтез регуляторного гормона железа гепсидина». Журнал клинических исследований. 113 (9): 1271–6. Дои:10.1172 / JCI20945. ЧВК  398432. PMID  15124018.
18. Сангокоя К., Досс Дж. Ф., Чи Дж. Т. (апрель 2013 г.). «Чувствительный к железу miR-485-3p регулирует гомеостаз клеточного железа, воздействуя на ферропортин». PLOS Genetics. 9 (4): e1003408. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003408. ЧВК  3616902. PMID  23593016.

дальнейшее чтение

• Schimanski LM, Drakesmith H, Merryweather-Clarke AT, Viprakasit V, Edwards JP, Sweetland E, et al. (Май 2005 г.). «Функциональный анализ ферропортина человека (FPN) и гемохроматоз-ассоциированных мутаций FPN» in vitro ». Кровь. 105 (10): 4096–102. Дои:10.1182 / кровь-2004-11-4502. PMID  15692071.
• Пьетранджело А (2004). «Ферропортиновая болезнь». Клетки, молекулы и болезни крови. 32 (1): 131–8. Дои:10.1016 / j.bcmd.2003.08.003. PMID  14757427.
• Робсон К.Дж., Мерриуэзер-Кларк А.Т., кадет Э., Випракасит В., Зааль М.Г., Пойнтон Дж.Дж. и др. (Октябрь 2004 г.). «Последние достижения в понимании гемохроматоза: переходное состояние». Журнал медицинской генетики. 41 (10): 721–30. Дои:10.1136 / jmg.2004.020644. ЧВК  1735598. PMID  15466004.
• Маруяма К., Сугано С. (январь 1994 г.). «Олиго-кэппинг: простой метод замены кэп-структуры эукариотических мРНК олигорибонуклеотидами». Ген. 138 (1–2): 171–4. Дои:10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID  8125298.
• Судзуки Ю., Ёситомо-Накагава К., Маруяма К., Суяма А., Сугано С. (октябрь 1997 г.). «Создание и характеристика полноразмерной библиотеки кДНК, обогащенной по 5'-концу». Ген. 200 (1–2): 149–56. Дои:10.1016 / S0378-1119 (97) 00411-3. PMID  9373149.
• Abboud S, Haile DJ (июнь 2000 г.). «Новый регулируемый железом белок млекопитающих, участвующий во внутриклеточном метаболизме железа». Журнал биологической химии. 275 (26): 19906–12. Дои:10.1074 / jbc.M000713200. PMID  10747949.
• Хейл DJ (2000). «Отнесение Slc11a3 к полосе 1B хромосомы 1 мыши и SLC11A3 к хромосоме 2q32 человека путем гибридизации in situ». Цитогенетика и клеточная генетика. 88 (3–4): 328–9. Дои:10.1159/000015522. PMID  10828623. S2CID  6098716.
• Маккай А.Т., Марчиани П., Рольфс А., Бреннан К., Вер К., Барроу Д. и др. (Февраль 2000 г.). «Новый дуоденальный транспортер железа, регулируемый IREG1, вовлеченный в базолатеральный перенос железа в кровоток». Молекулярная клетка. 5 (2): 299–309. Дои:10.1016 / S1097-2765 (00) 80425-6. PMID  10882071.
• Хартли Дж. Л., Темпл Г. Ф., Браш Массачусетс (ноябрь 2000 г.). «Клонирование ДНК с использованием сайт-специфической рекомбинации in vitro». Геномные исследования. 10 (11): 1788–95. Дои:10.1101 / гр.143000. ЧВК  310948. PMID  11076863.
• Njajou OT, Vaessen N, Joosse M, Berghuis B., van Dongen JW, Breuning MH, et al. (Июль 2001 г.). «Мутация в SLC11A3 связана с аутосомно-доминантным гемохроматозом». Природа Генетика. 28 (3): 213–4. Дои:10.1038/90038. PMID  11431687. S2CID  7345473.
• Монтози Дж., Донован А., Тотаро А., Гарути С., Пигнатти Е., Кассанелли С. и др. (Август 2001 г.). «Аутосомно-доминантный гемохроматоз связан с мутацией в гене ферропортина (SLC11A3)». Журнал клинических исследований. 108 (4): 619–23. Дои:10.1172 / JCI13468. ЧВК  209405. PMID  11518736.
• Press RD (декабрь 2001 г.). «Гемохроматоз, вызванный мутациями в железо-регуляторных белках ферропортин и H-ферритин». Молекулярная диагностика. 6 (4): 347. Дои:10.1054 / мод.2001.0060347. PMID  11774199.
• Ли П.Л., Гелбарт Т., Уэст К., Хэллоран С., Фелитти В., Бейтлер Э (2001). «Изучение генов, которые могут модулировать экспрессию наследственного гемохроматоза: рецептор трансферрина-1, ферропортин, церулоплазмин, легкие и тяжелые цепи ферритина, регуляторные белки железа (IRP) -1 и -2 и гепсидин». Клетки, молекулы и болезни крови. 27 (5): 783–802. Дои:10.1006 / bcmd.2001.0445. PMID  11783942.
• Рольфс А., Бонковски Х.Л., Кольрозер Дж. Г., МакНил К., Шарма А., Бергер Ю.В., Хедигер М.А. (апрель 2002 г.). «Кишечная экспрессия генов, участвующих в абсорбции железа у людей». Американский журнал физиологии. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени. 282 (4): G598-607. Дои:10.1152 / ajpgi.00371.2001. PMID  11897618.
• Томас К., Оутс PS (апрель 2002 г.). «Клетки IEC-6 являются подходящей моделью всасывания железа в кишечнике у крыс». Журнал питания. 132 (4): 680–7. Дои:10.1093 / ян / 132.4.680. PMID  11925460.
• Уоллес Д.Ф., Педерсен П., Диксон Дж. Л., Стивенсон П., Сирл Дж. У., Пауэлл Л. В., Субраманиам В. Н. (июль 2002 г.). «Новая мутация в ferroportin1 связана с аутосомно-доминантным гемохроматозом». Кровь. 100 (2): 692–4. Дои:10.1182 / blood.v100.2.692. PMID  12091366.
• Девалия В., Картер К., Уокер А. П., Перкинс С. Дж., Ворвуд М., Май А., Дули Дж. С. (июль 2002 г.). «Аутосомно-доминантная ретикулоэндотелиальная перегрузка железом, связанная с делецией из 3 пар оснований в гене ферропортина 1 (SLC11A3)». Кровь. 100 (2): 695–7. Дои:10.1182 / кровь-2001-11-0132. PMID  12091367.
• Ротто А., Мерриуэзер-Кларк А.Т., Дараио Ф., Ливси К., Пойнтон Дж. Дж., Барбабиетола Дж. И др. (Июль 2002 г.). «Валиновая делеция ферропортина 1: распространенная мутация при гемохромастозе 4 типа». Кровь. 100 (2): 733–4. Дои:10.1182 / кровь-2002-03-0693. PMID  12123233.

внешняя ссылка

• ферропортин1 + белок в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)

По состоянию на это редактирование, в этой статье используется контент из "2.A.100 Семья Ферропортин (Fpn)", который лицензирован таким образом, чтобы разрешить повторное использование в соответствии с Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Непортированная лицензия, но не под GFDL. Все соответствующие условия должны быть соблюдены.