化学与生命第7章铁的吸收

第七章铁的吸收、转运及储备1.维持铁的动态平衡2.金属酶、金属蛋白和小分子配合物3.Fe(II)/Fe(III)的转化而维持细胞功能第一节铁载体维持铁具有一定的浓度,满足DNA合成、血红素生成所需要的铁与OH的竞争。Fe(OH)2、Fe(OH)3微生物铁载体和植物铁载体.一、铁载体类型:氧肟酸盐型：邻苯二酚型柠檬酸-氧肟酸盐型邻苯二酚型代表二、铁载体性质配位原则：软硬酸碱理论：软-软，硬-硬配位理论：稳定常数大的配合物，吸收。铁载体对铁(III)选择性吸收,高自旋。在细胞内铁(III)被还原为铁(II).之后通过质子化作用.置换出铁(II).三、铁载体的生物合成及调控

在基因水平上受Fe(II)离子的调控。第二节运铁蛋白吸收：血红素铁、非血红素铁血红素受体：位置在肠绒毛，血红素铁直接进入肠黏膜。血红素铁高利用度。释放铁(II).非非血红素铁(III)被还原为铁(II)，然后通过肠绒毛一侧的二价金属离子转运蛋白使铁(II)进入小肠内。血液中的铁是(III)，与运铁蛋白结合成稳定的配合物一、运铁蛋白的结构：金属键合蛋白：血清运铁蛋白、拌清蛋白、乳铁蛋白、黑素运铁蛋白功能：结合、输运及解离铁(III)以控制铁(III)在体液中的含量，并可避免铁(III)的沉降而维持铁(III)的可利用性；同时运铁蛋白与铁(III)的紧密结合可阻止铁(III)对自由基形成的催化作用及细菌与铁铁(III)的结合。从而起到抗毒与抗菌的作用。二、运铁蛋白的金属离子、阴离子结合性能1.金属离子的结合：伴阴离子：中和电荷、配位原子、可逆结合其他金属离子的结合：30%铁占据

Mn、Zn、Al、Ga、稀土离子2.阴离子的结合：伴阴离：CO32-，

有机阴离子：一端羧基、另给电子基团；

适宜的立体结构非伴阴离子：特异性的结合，影响金属键合位点调节金属离子的释放结合部位：伴阴离子的附近；金属键合位电背部3.运铁蛋白构象变化

三、运铁蛋白铁的释放运铁蛋白铁(III)经受体介导的内吞作用进入细胞并将铁(III)释放于胞质溶液.1.影响运铁蛋白铁(III)释放的因素铁(III)释放的位点;支持液中离子的组成\伴阴离非伴阴离子的特异性的结合\盐对运铁蛋白构象的影响;pH的变化;螯合剂的竞争;与受体的结合;温度

协同作用2.铁释放动力学三个理论Baldwin理论Harris理论Egan理论第三节运铁蛋白受体铁的定向释放起关键作用一、结构特征二、铁的运输过程：在pH7.4CO32-协同下脱铁运铁蛋白与铁(III)结合，这是蛋白构象变为运铁蛋白受体识别的构象，并在细胞表面与运铁蛋白受体结合，Tf-TfR簇拥到表面有网络蛋白的小窝内；在一定的能量下，含有Tf-TfR的小泡形成并进入细胞而成为核内体，小泡内酸性增加使铁(III)由运铁蛋白释放，脱铁运铁蛋白仍与运铁蛋白受体结合。铁(III)被还原为稳定的铁(II)，并通过特定的蛋白跨过小泡膜进入细胞而用于代谢功能或贮存铁蛋白中与运铁蛋白受体结合的脱铁运铁蛋白返回细胞表面并由细胞解离，进入血液周转使用。第四节储铁蛋白功能：起铁(III)的储备作用；对进入细胞内铁的管理一、储铁蛋白结构：蛋白外客：无机物的铁核[(FeOOH)8(FeOOPO3H2)]的铁(III)碱式磷酸盐亚基组成不均一性二、储铁蛋白的功能主要功能：铁的储备，机体或细胞铁过剩可吸收。而缺少时又可释放。低铁（Fe/protein）50

2Fe2++O2+4H2O2FeOOHcore+H2O2+4H+高铁（Fe/protein）2004Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O4Fe3++8H2O4FeOOHcore+8H+4Fe2++O2+6H2O4FeOOHcore+8H+H、L亚基

：第五节铁的生物学调控脱铁运铁蛋白、运铁蛋白受、储铁蛋白的量对铁的吸收与利用有非常大的影响