Proteína de unión ao elemento de resposta ao ferro

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
FeRegulatoryProtein.pdb.jpg
Proteína reguladora do ferro
Identificadores
Símbolo ACO1
Símbolos alt. IREB1
Entrez 48
HUGO 117
OMIM 100880
RefSeq NM_002197
UniProt P21399
Outros datos
Número EC 4.2.1.3
Locus Cr. 9 p21.1
Proteína de unión ao elemento de resposta ao ferro 2
Identificadores
Símbolo IREB2
Entrez 3658
HUGO 6115
OMIM 147582
RefSeq NM_004136
UniProt P48200
Outros datos
Locus Cr. 15 [1]

As proteínas de unión ao elemento de resposta ao ferro ou proteínas reguladoras do ferro, abreviadas como IRE-BP, IRBP ou IRP, son proteínas que se unen aos elementos de resposta ao ferro (IREs) que hai en certos ARNm, para regular o metabolismo do ferro humano.[1]

Función[editar | editar a fonte]

Distinguiremos dúas proteínas de unión ao IRE, chamadas IRP1 (ou ACO1) e IRP2.

A ACO1, ou IRP1, é unha proteína bifuncional. Por un lado, funciona como unha proteína de unión ao elemento de resposta ao ferro implicada no control do metabolismo do ferro ao unirse a un ARNm para reprimir a súa tradución ou degradación. Por outro lado, funciona tamén como a isoforma citoplasmática da aconitase. As aconitases son proteínas de ferro-xofre que utilizan un cluster 4Fe-4S para a súa actividade encimática, durante a cal catalizan a conversión do citrato a isocitrato.[1] Obtívose a súa estrutura por difracción de raios X cunha resolución de 2,80 Å dunha mostra tomado do coello (Oryctolagus cuniculus). A proteína presenta un par de cambios conformacionais que explican as súas funcións alternativas como regulador do ARN e como encima.

A IRP2 é menos abundante que a IRP1 na maioría das células.[2] A súa expresión é maior nas células do intestino e do cerebro.[3] En relación coa IRP1, a IRP2 ten unha inserción de 73 aminoácidos, e esta inserción media a degradación de IRP2 nas células que teñen as súas reservas de ferro ateigadas.[4] A IRP2 está regulada pola F-Box FBXL5 que activa a ubiquitinación e despois a degradación de IRP2. A IRP2 non ten actividade de aconitase.[5][6]

Transporte e regulación do ferro[editar | editar a fonte]

Todas as células do corpo necesitan ferro, que obteñen do sangue, e captan por medio de receptores de transferrina da súa superficie. O ferro sanguíneo que poden captar as células está unido á transferrina, e o complexo transferrina-ferro únese aos receptores e é introducido na célula. No interior da célula o ferro é transferido á ferritina, que é a proteína de almacenamento de ferro intracelular.

As células teñen sofisticados mecanismos para percibir a súa necesidade de ferro. Nas células humanas o que mellor está caracterizado é a regulación postranscricional de certos ARNm. Exercen esa función as secuencias de ARN chamadas elementos de resposta ao ferro (IREs) que están contidas nos ARNms que codifican o receptor da transferrina e a ferritina. As proteínas de unión ao elemento de resposta ao ferro (IRE-BP) poden unirse a estas secuencias dos ARNm do receptor da transferrina e da ferritina, pero esta capacidade de unión varía segundo se están unidas ao ferro ou non, xa que sofren cambios conformacionais, e o efecto depende do ARNm de que se trate.

Cando o ferro se une ás IRE-BP, estas cambian de forma e como resultado xa non se poden unir ao ARNm da ferritina. Isto permite que este ARNm dirixa a tradución de máis ferritina. Noutras palabras, cando hai moito ferro na célula, o propio ferro causa que a célula produza máis proteínas de almacenamento de ferro. (A IRE-BP é unha aconitase cun grupo 4Fe-4S; para un debuxo esquemático do cambio de forma ver aquí).

A produción do receptor da transferrina depende dun mecanismo similar, pero esta ten un causante e un efecto final opostos. As IRE-BPs que non están unidas ao ferro únense aos IREs do ARNm do receptor da transferrina. Pero eses IREs teñen un efecto diferente: cando as IRE-BP se unen a estes sitios, a unión non só permite a tradución senón que tamén estabiliza a molécula de ARNm, polo que pode permanecer intacta moito tempo.

En condicións nas que hai un nivel baixo de ferro, as IRE-BPs permiten que as células sigan producindo receptores da transferrina. E ao haber máis receptores da transferrina é máis fácil para a célula traer máis ferro dos complexos transferrina-ferro que están circulando fóra da célula. Pero, a medida que o ferro se une a cada vez máis IRE-BPs, estas cambian de forma e sepáranse do receptor da transferrina ao que estaban unidas. O ARNm do receptor da transferrina é degradado rapidamente se non ten as IRE-BP unidas a el. En consecuencia, a célula deixa de producir receptores da transferrina.

Cando a célula ten máis ferro do que se pode unir á ferritina ou aos grupos hemo, cada vez se une máis cantidade de ferro ás IRE-BPs. Iso fai que cese a produción do receptor da transferrina. E a unión do ferro ás IRE-BP tamén fai que empece a produción da ferritina.

Cando a célula ten pouco ferro, únese cada vez menos ferro ás IRE-BPs. As IRE-BPs non unidas a ferro poden unirse ao ARNm do receptor da transferina.

Regulación do metabolismo do ferro polas IRE-BP.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. 1,0 1,1 Eisenstein RS (2000). "Iron regulatory proteins and the molecular control of mammalian iron metabolism". Annu. Rev. Nutr. 20: 627–62. DOI:10.1146/annurev.nutr.20.1.627. PMID 10940348.
  2. Hentze MW, Kühn LC (August 1996). "Molecular control of vertebrate iron metabolism: mRNA-based regulatory circuits operated by iron, nitric oxide, and oxidative stress". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93 (16): 8175–82. DOI:10.1073/pnas.93.16.8175. PMC 38642. PMID 8710843. http://www.pnas.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8710843.
  3. Henderson BR, Seiser C, Kühn LC (December 1993). "Characterization of a second RNA-binding protein in rodents with specificity for iron-responsive elements". J. Biol. Chem. 268 (36): 27327–34. PMID 8262972. http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=8262972.
  4. Iwai K, Klausner RD, Rouault TA (November 1995). "Requirements for iron-regulated degradation of the RNA binding protein, iron regulatory protein 2". EMBO J. 14 (21): 5350–7. PMC 394644. PMID 7489724. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=394644.
  5. Guo B, Yu Y, Leibold EA (September 1994). "Iron regulates cytoplasmic levels of a novel iron-responsive element-binding protein without aconitase activity". J. Biol. Chem. 269 (39): 24252–60. PMID 7523370. http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=7523370.
  6. Samaniego F, Chin J, Iwai K, Rouault TA, Klausner RD (December 1994). "Molecular characterization of a second iron-responsive element-binding protein, iron regulatory protein 2. Structure, function, and post-translational regulation". J. Biol. Chem. 269 (49): 30904–10. PMID 7983023. http://www.jbc.org/cgi/pmidlookup?view=long&pmid=7983023.

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]