Трансферрин - Transferrin

TF
Протеин TF PDB 1a8e.png
Доступные конструкции
PDBПоиск ортолога: PDBe RCSB
Идентификаторы
ПсевдонимыTF, PRO1557, PRO2086, TFQTL1, HEL-S-71p, трансферрин
Внешние идентификаторыOMIM: 190000 MGI: 98821 ГомолоГен: 68153 Генные карты: TF
Расположение гена (человек)
Хромосома 3 (человек)
Chr.Хромосома 3 (человек)[1]
Хромосома 3 (человек)
Геномное расположение TF
Геномное расположение TF
Группа3q22.1Начните133,746,040 бп[1]
Конец133,796,641 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE TF 203400 s в формате fs.png

PBB GE TF 214063 s в формате fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

7018

22041

Ансамбль

ENSG00000091513

ENSMUSG00000032554

UniProt

P02787

Q921I1

RefSeq (мРНК)

NM_001063
NM_001354704
NM_001354703

NM_133977

RefSeq (белок)

NP_001054
NP_001341633
NP_001341632

NP_598738

Расположение (UCSC)Chr 3: 133,75 - 133,8 МбChr 9: 103,2 - 103,23 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши
Трансферрин
Идентификаторы
СимволТрансферрин
PfamPF00405
ИнтерПроIPR001156
PROSITEPDOC00182
SCOP21lcf / Объем / СУПФАМ

Трансферрины находятся гликопротеины нашел в позвоночные которые связываются и, следовательно, опосредуют транспортировку Утюг (Fe) через плазма крови.[5] Производится в печень и содержит места привязки для двух Fe3+ атомы.[6] Трансферрин человека кодируется TF ген и производился как 76 кДа гликопротеин.[7][8]

Трансферрин гликопротеины связываем железо плотно, но обратимо. Хотя железо, связанное с трансферрином, составляет менее 0,1% (4 мг) от общего количества железа в организме, оно образует наиболее важный пул железа с самой высокой скоростью обмена (25 мг / 24 ч). Трансферрин имеет молекулярную массу около 80 кДа и содержит два специфических высокоаффинных Fe (III) участок связывания. Сродство трансферрина к Fe (III) чрезвычайно велико (константа ассоциации 10 лет20 M−1 при pH 7,4)[9] но постепенно уменьшается с уменьшением pH ниже нейтралитета. Трансферрины связываются не только с железом, но и с ионами различных металлов.[10] Эти гликопротеины находятся в различных жидкостях организма позвоночных.[11][12] У некоторых беспозвоночных есть белки, которые действуют как трансферрин, обнаруженный в гемолимфа.[11][13]

Когда трансферрин не связан с железом, он известен как «апотрансферрин» (см. Также апопротеин ).

Возникновение и функция

Трансферрины - это гликопротеины, которые часто встречаются в биологических жидкостях позвоночных. Когда белок трансферрина, содержащий железо, встречает рецептор трансферрина на поверхности ячейка, например, предшественники эритроидов в костном мозге, он связывается с ним и транспортируется в клетку в везикул к рецептор-опосредованного эндоцитоза.[14] Уровень pH везикулы снижается с помощью водородно-ионных насосов (ЧАС+
 АТФазы ) примерно до 5,5, в результате чего трансферрин высвобождает ионы железа.[11] Скорость высвобождения железа зависит от нескольких факторов, включая уровень pH, взаимодействие между долями, температуру, соль и хелатор.[14] Рецептор с его лиганд связанный трансферрин затем транспортируется через эндоцитарный цикл обратно на поверхность клетки, готовые к следующему циклу поглощения железа. Каждая молекула трансферрина обладает способностью переносить два иона железа в железо форма (Fe3+
).[13]

Люди и другие млекопитающие

В печень является основным местом синтеза трансферрина, но другие ткани и органы, включая мозг, также производят трансферрин. Основным источником секреции трансферрина в головном мозге является сосудистое сплетение в желудочковая система.[15] Основная роль трансферрина заключается в доставке железа из центров абсорбции в двенадцатиперстная кишка и лейкоциты макрофаги ко всем тканям. Трансферрин играет ключевую роль в областях, где происходит эритропоэз и активное деление клеток.[16] Рецептор помогает поддерживать железо гомеостаз в клетках, контролируя концентрацию железа.[16]

В ген кодирование трансферрина у человека находится в хромосома группа 3q21.[7]

Медицинские работники могут проверить уровень трансферрина в сыворотке недостаток железа И в нарушения перегрузки железом такие как гемохроматоз.

Структура

У человека трансферрин состоит из полипептидной цепи, содержащей 679 аминокислоты и две углеводные цепи. Белок состоит из альфа спирали и бета-листы которые образуют два домены.[17] N- и C-концевые последовательности представлены глобулярными долями, а между двумя долями находится сайт связывания железа.[12]

В аминокислоты которые связывают ион железа с трансферрином, идентичны для обеих долей; два тирозины, один гистидин, и один аспарагиновая кислота. Для связывания иона железа необходимо анион требуется, желательно карбонат (CO2−
3).[17][13]

Трансферрин также имеет трансферрин, связанный с железом. рецептор; это дисульфид-связанный гомодимер.[16] У человека каждый мономер состоит из 760 аминокислот. Это позволяет лиганд связывание с трансферрином, поскольку каждый мономер может связываться с одним или двумя атомами железа. Каждый мономер состоит из трех доменов: протеазного, спирального и апикального. Форма рецептора трансферрина напоминает бабочку из-за пересечения трех четко очерченных доменов.[17] Два основных рецептора трансферрина, обнаруженные у людей, обозначаются как рецептор трансферрина 1 (TfR1) и рецептор трансферрина 2 (TfR2). Хотя оба они похожи по структуре, TfR1 может специфически связываться только с TF человека, где TfR2 также обладает способностью взаимодействовать с бык TF.[8]

  • Трансферрин связывается со своим рецептором.[18]

  • Рецепторный комплекс трансферрина.[19]

Иммунная система

Трансферрин также связан с врожденная иммунная система. Он находится в слизистая оболочка и связывает железо, тем самым создавая среду с низким содержанием свободного железа, которая препятствует выживанию бактерий в процессе, называемом удержанием железа. Уровень трансферрина снижается при воспалении.[20]

Роль в болезни

Повышенный уровень трансферрина в плазме часто наблюдается у пациентов, страдающих дефицитом железа. анемия, во время беременности и при использовании оральных контрацептивов, что отражает увеличение экспрессии белка трансферрина. Когда уровни трансферрина в плазме повышаются, происходит обратное снижение процента насыщения трансферрина железом и соответствующее увеличение общая железосвязывающая способность в железодефицитных состояниях[21] Снижение трансферрина в плазме может наблюдаться при заболеваниях, связанных с перегрузкой железом, и недостаточностью питания белков. Отсутствие трансферрина является следствием редкого генетического заболевания, известного как атрансферринемия, состояние, характеризующееся анемией и гемосидероз в сердце и печени, что приводит к сердечной недостаточности и многим другим осложнениям.

Было показано, что трансферрин и его рецептор уменьшают опухолевые клетки когда рецептор используется для привлечения антитела.[16]

Трансферрин и наномедицина

Многие лекарственные препараты при прохождении лечения через гематоэнцефалический барьер затрудняются, что приводит к плохому проникновению в области мозга. Гликопротеины трансферрина способны обходить гематоэнцефалический барьер через рецептор-опосредованный транспорт специфических рецепторов трансферрина, обнаруженных в эндотелиальных клетках капилляров головного мозга.[22] Теоретически из-за этой функциональности наночастицы действуя как переносчики лекарств, связанные с гликопротеинами трансферрина, могут проникать через гематоэнцефалический барьер, позволяя этим веществам достигать пораженных клеток мозга.[23] Достижения в области наночастиц, конъюгированных с трансферрином, могут привести к неинвазивному распределению лекарств в головном мозге с потенциальными терапевтическими последствиями Центральная нервная система (ЦНС) целевые заболевания (например, Болезнь Альцгеймера или Болезнь Паркинсона болезнь).[24]

Прочие эффекты

Трансферрин с дефицитом углеводов увеличивается в крови при тяжелых этиловый спирт потребление и может контролироваться с помощью лабораторных испытаний.[25]

Трансферрин является белком острой фазы и, как видно, снижает воспаление, рак и некоторые заболевания (в отличие от других белков острой фазы, например, С-реактивного белка, количество которых увеличивается в случае острого воспаления).[26]

Патология

Атрансферринемия связан с дефицитом трансферрина.

При нефротическом синдроме потеря трансферрина с мочой вместе с другими белками сыворотки, такими как тироксин-связывающий глобулин, гаммаглобулин и антитромбин III, может проявляться как резистентность к железу. микроцитарная анемия.

Референсные диапазоны

Пример эталонный диапазон для трансферрина - 204–360 мг / дл.[27] Результаты лабораторных тестов всегда следует интерпретировать с использованием эталонного диапазона, предоставленного лабораторией, проводившей тест.

Референсные диапазоны для анализов крови, сравнивая содержание трансферрина и других связанных с железом соединений в крови (показано коричневым и оранжевым цветом) с другими составляющими

Высокий уровень трансферрина может указывать на железодефицитная анемия. Уровни сывороточное железо и общая железосвязывающая способность (TIBC) используются вместе с трансферрином, чтобы указать на любую аномалию. Видеть интерпретация TIBC. Низкий уровень трансферрина, вероятно, указывает на недоедание.

Взаимодействия

Трансферрин был показан взаимодействовать с инсулиноподобный фактор роста 2[28] и IGFBP3.[29] Регуляция транскрипции трансферрина активируется с помощью ретиноевая кислота.[30]

Родственные белки

Члены этого семейства включают серотрансферрин крови (или сидерофилин, обычно называемый просто трансферрином); лактотрансферрин (лактоферрин); трансферрин молока; Яичный белок овотрансферрин (кональбумин); и мембранно-связанный меланотрансферрин.[31]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000091513 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000032554 - Ансамбль, Май 2017
  3. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:». Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  5. ^ Crichton RR, Charloteaux-Wauters M (май 1987 г.). «Транспортировка и хранение железа». Европейский журнал биохимии. 164 (3): 485–506. Дои:10.1111 / j.1432-1033.1987.tb11155.x. PMID  3032619.
  6. ^ Холл Д.Р., Хадден Дж. М., Леонард Г. А., Бейли С., Ной М., Винн М., Линдли П. Ф. (январь 2002 г.). «Кристаллическая и молекулярная структура трансферринов сыворотки крови свиней и кроликов с разрешением 2,15 и 2,60 A соответственно». Acta Crystallographica. Раздел D, Биологическая кристаллография. 58 (Pt 1): 70–80. Дои:10.1107 / s0907444901017309. PMID  11752780.
  7. ^ а б Ян Ф., Лум Дж. Б., МакГилл Дж. Р., Мур С. М., Нейлор С. Л., ван Брагт PH и др. (Май 1984 г.). «Трансферрин человека: характеристика кДНК и хромосомная локализация». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 81 (9): 2752–6. Bibcode:1984PNAS ... 81.2752Y. Дои:10.1073 / пнас.81.9.2752. ЧВК  345148. PMID  6585826.
  8. ^ а б Кавабата Х (март 2019). «Обновление трансферрина и рецепторов трансферрина». Свободная радикальная биология и медицина. 133: 46–54. Дои:10.1016 / j.freeradbiomed.2018.06.037. PMID  29969719. S2CID  49674402.
  9. ^ Айзен П., Лейбман А., Цвейер Дж. (Март 1978 г.). «Стехиометрические и сайтные характеристики связывания железа с трансферрином человека». Журнал биологической химии. 253 (6): 1930–7. PMID  204636.
  10. ^ Никотра С., Сорио Д., Филиппи Дж., Де Джоя Л., Патерлини В., Де Пало Е. Ф. и др. (Ноябрь 2017 г.). «Хелатирование тербия, специфическая флуоресцентная маркировка трансферрина человека. Оптимизация условий с точки зрения его применения для анализа ВЭЖХ углеводно-дефицитного трансферрина (CDT)». Аналитическая и биоаналитическая химия. 409 (28): 6605–6612. Дои:10.1007 / s00216-017-0616-z. PMID  28971232. S2CID  13929228.
  11. ^ а б c Макгилливрей Р.Т., Мур С.А., Чен Дж., Андерсон Б.Ф., Бейкер Х., Луо Й и др. (Июнь 1998 г.). «Две кристаллические структуры с высоким разрешением рекомбинантной N-доли трансферрина человека обнаруживают структурные изменения, связанные с высвобождением железа». Биохимия. 37 (22): 7919–28. Дои:10.1021 / bi980355j. PMID  9609685.
  12. ^ а б Деван Дж. К., Миками Б., Хиросе М., Саккеттини Дж. К. (ноябрь 1993 г.). «Структурные доказательства pH-чувствительного дилизинового триггера в N-доле овотрансферрина курицы: последствия для высвобождения трансферрина железа». Биохимия. 32 (45): 11963–8. Дои:10.1021 / bi00096a004. PMID  8218271.
  13. ^ а б c Бейкер EN, Линдли П.Ф. (август 1992 г.). «Новые взгляды на структуру и функцию трансферринов». Журнал неорганической биохимии. 47 (3–4): 147–60. Дои:10.1016 / 0162-0134 (92) 84061-кв. PMID  1431877.
  14. ^ а б Халбрукс П.Дж., Хе QY, Бриггс С.К., Эверс С.Дж., Смит В.К., МакГилливрей Р.Т., Мейсон А.Б. (апрель 2003 г.). «Исследование механизма высвобождения железа из С-доли трансферрина сыворотки человека: мутационный анализ роли pH-чувствительной триады». Биохимия. 42 (13): 3701–7. Дои:10.1021 / bi027071q. PMID  12667060.
  15. ^ Моос Т. (ноябрь 2002 г.). «Гомеостаз мозгового железа». Датский медицинский бюллетень. 49 (4): 279–301. PMID  12553165.
  16. ^ а б c d Маседо М.Ф., де Соуза М. (март 2008 г.). «Трансферрин и рецептор трансферрина: волшебных пуль и других проблем». Мишени для лекарств от воспаления и аллергии. 7 (1): 41–52. Дои:10.2174/187152808784165162. PMID  18473900.
  17. ^ а б c «Структура трансферрина». Университет Святого Эдуарда. 2005-07-18. Архивировано из оригинал на 2012-12-11. Получено 2009-04-24.
  18. ^ PDB: 1suv​; Ченг Й., Зак О, Айсен П., Харрисон С.К., Уолз Т. (февраль 2004 г.). «Структура человеческого комплекса рецептор трансферрина-трансферрин». Клетка. 116 (4): 565–76. Дои:10.1016 / S0092-8674 (04) 00130-8. PMID  14980223. S2CID  2981917.
  19. ^ PDB: 2nsu​; Хафенштейн С., Палермо Л.М., Костюченко В.А., Сяо С., Мораис М.К., Нельсон С.Д., Боуман В.Д., Баттисти А.Дж., Чипман П.Р., Пэрриш К.Р., Россманн М.Г. (апрель 2007 г.). «Асимметричное связывание рецептора трансферрина с капсидами парвовируса». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (16): 6585–9. Bibcode:2007ПНАС..104.6585Н. Дои:10.1073 / pnas.0701574104. ЧВК  1871829. PMID  17420467.
  20. ^ Ричи Р.Ф., Паломаки Г.Е., Неве Л.М., Наволоцкая О., Ледью Т.Б., Крейг В.Й. (1999). «Эталонные распределения для отрицательных белков сыворотки острой фазы, альбумина, трансферрина и транстиретина: практичный, простой и клинически значимый подход в большой когорте». Журнал клинического лабораторного анализа. 13 (6): 273–9. Дои:10.1002 / (SICI) 1098-2825 (1999) 13: 6 <273 :: AID-JCLA4> 3.0.CO; 2-X. ЧВК  6808097. PMID  10633294.
  21. ^ Миллер JL (июль 2013 г.). «Железодефицитная анемия: распространенное и излечимое заболевание». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в медицине. 3 (7): a011866. Дои:10.1101 / cshperspect.a011866. ЧВК  3685880. PMID  23613366.
  22. ^ Гадири М., Вашегани-Фарахани Э., Атяби Ф., Кобарфард Ф., Мохамадьяр-Тупканлу Ф., Хоссейнхани Х. (октябрь 2017 г.). «Трансферрин-конъюгированные магнитные наночастицы декстрана-спермина для направленного транспорта лекарств через гематоэнцефалический барьер». Журнал исследований биомедицинских материалов, часть A. 105 (10): 2851–2864. Дои:10.1002 / jbm.a.36145. PMID  28639394.
  23. ^ Гаспар Р. (февраль 2013 г.). «Наночастицы: отталкиваются белками от мишени». Природа Нанотехнологии. 8 (2): 79–80. Bibcode:2013НатНа ... 8 ... 79Г. Дои:10.1038 / nnano.2013.11. PMID  23380930.
  24. ^ Ли С., Пэн З., Даллман Дж., Бейкер Дж., Осман А.М., Blackwelder PL, Леблан Р.М. (сентябрь 2016 г.). «Преодоление гематоэнцефалического барьера с помощью углеродных точек, конъюгированных с трансферрином: модельное исследование на рыбках данио». Коллоиды и поверхности. B, Биоинтерфейсы. 145: 251–256. Дои:10.1016 / j.colsurfb.2016.05.007. PMID  27187189.
  25. ^ Sharpe PC (ноябрь 2001 г.). «Биохимическое выявление и мониторинг злоупотребления алкоголем и воздержания». Анналы клинической биохимии. 38 (Pt 6): 652–64. Дои:10.1258/0004563011901064. PMID  11732647.
  26. ^ Джайн С., Гаутам В., Насим С. (январь 2011 г.). «Белки острой фазы: как диагностический инструмент». Журнал фармации и биологических наук. 3 (1): 118–27. Дои:10.4103/0975-7406.76489. ЧВК  3053509. PMID  21430962.
  27. ^ «Таблица нормального эталонного диапазона». Интерактивный справочник по изучению патологических оснований болезни. Юго-западный медицинский центр Техасского университета в Далласе. Архивировано из оригинал на 2011-12-25. Получено 2008-10-25.
    Кумар V, Хаглер HK (1999). Интерактивный пример изучения патологической основы болезни Роббинса (6-е издание (CD-ROM для Windows и Macintosh, индивидуальное издание), ред.). W B Saunders Co. ISBN  0-7216-8462-9.
  28. ^ Шторх С., Кюблер Б., Хёнинг С., Акманн М., Цапф Дж., Блюм В., Браулке Т. (декабрь 2001 г.). «Трансферрин связывает инсулиноподобные факторы роста и влияет на связывающие свойства белка-3, связывающего инсулиноподобный фактор роста». Письма FEBS. 509 (3): 395–8. Дои:10.1016 / S0014-5793 (01) 03204-5. PMID  11749962. S2CID  22895295.
  29. ^ Weinzimer SA, Gibson TB, Collett-Solberg PF, Khare A, Liu B, Cohen P (апрель 2001 г.). «Трансферрин представляет собой инсулиноподобный фактор роста, связывающий белок-3, связывающий белок». Журнал клинической эндокринологии и метаболизма. 86 (4): 1806–13. Дои:10.1210 / jcem.86.4.7380. PMID  11297622.
  30. ^ Сюй С.Л., Линь Ю.Ф., Чжоу С.К. (апрель 1992 г.). «Транскрипционная регуляция генов трансферрина и альбумина ретиноевой кислотой в клеточной линии гепатомы человека Hep3B». Биохимический журнал. 283 (Pt 2) (2): 611–5. Дои:10.1042 / bj2830611. ЧВК  1131079. PMID  1315521.
  31. ^ Чунг М.С. (октябрь 1984 г.). «Структура и функции трансферрина». Биохимическое образование. 12 (4): 146–154. Дои:10.1016/0307-4412(84)90118-3.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка