铁的生物学调控

1、铁的生物学调控,苏梦 1070700033,对于哺乳动物，铁（）被食物中的还原剂及肠绒毛细胞上的铁（）还原酶还原为铁（），经二价金属离子转运蛋白的转运使铁进入小肠上皮细胞，由多铜氧化酶将其氧化为铁（）后与血液中的脱铁运铁蛋白结合形成稳定的金属蛋白配合物。血液循环使双铁（）运铁蛋白在运铁蛋白受体介导下经细胞内吞过程将铁（）定向地运输到需铁组织细胞，有盈余时以储铁蛋白的形式储存下来。显然，脱铁运铁蛋白、运铁蛋白受体、储铁蛋白的量对铁的吸收与利用有非常大的影响。,铁与运铁蛋白受体、储铁蛋白,大量非红细胞研究，当胞内铁充分时运铁蛋白受体的表达减小而储铁蛋白的表达增加；反之，当胞内铁短缺时运铁蛋白受体的

2、表达增加而储铁蛋白的表达减小。 所以得出，运铁蛋白受体、储铁蛋白的表达受同一基因调控体系，即本质上相同的铁响应元件（iron-responsive element,ire）调控。,人的运铁蛋白受体的mrna含有2280个核苷酸的编码区和约2500个核苷酸的3非翻译区（untranslated region,utr）在3utr所包含的五个茎-环结构便是运铁蛋白受体mrna的铁响应元件。,储铁蛋白的h、l亚基mrna在5utr各有一个铁响应元件，被叫做铁调节蛋白的rna结合蛋白irp能识别这种具有发夹结构的铁响应元件并与之结合，结合能力受铁的影响。,irp-1与线粒体顺乌头酸酶同源，研究发现, 铁

3、充分时irp-1也含有4fe-4s原子簇，具有 顺乌头酸酶活性，与rna结合能力弱；反之 铁不足时irp-1既没有4fe-4s原子簇，也没 有顺乌头酸酶活性，但与铁相应元件的结 合是非常稳定的。,可见； 当细胞内铁缺乏时irp-1与铁响应元件结合抑制 了储铁蛋白mrna的翻译而阻止储铁蛋白的表达， 通过组织核酸内切酶、核糖核酸酶等的作用而保护 了运铁蛋白受体mrna使运铁蛋白受体可以有效的 表达。 反之，当细胞内铁富足时，irp-1不予铁响反应元 件结合，储铁蛋白mrna的翻译得以进行，运铁蛋 白受体mrna的不稳定位点暴露，在酶作用下降解。,铁对运铁蛋白的影响：,人肝脏细胞中运铁蛋白的表达研

4、究表明铁充 分时运铁蛋白的表达受到抑制，而缺铁时运 铁蛋白的表达增加。barmum-huckins等为 运铁蛋白的生物合成也受ire/irp系统的调控 即运铁蛋白的mrna也含有utr发夹结构。,铁（）的生物学调控与疾病,运铁蛋白、运铁蛋白受体、储铁蛋白的 量是生理环境状态的反映。,血浆中含有少量的可溶性运铁蛋白受体，其 浓度与体内细胞运铁蛋白受体的总量呈正比。 患有地中海贫血病、溶血性贫血、红细胞增 多的病人，其血浆中可溶性运铁蛋白受体增 加。而患有再障贫血、慢性肾衰竭的病人， 其血浆中可溶性运铁蛋白受体正常或减少。 缺铁性贫血患者的血浆储铁蛋白含量一般偏 低。因此，血清运铁蛋白受体的测定在

5、缺铁 性贫血、慢性病贫血等的诊断中是非常有用 的。,遗传性血友病：,是一种铁代谢紊乱、导致不相宜的自饮食中 铁吸收过多或过载性疾病，其特点是铁吸收 调控异常，铁沉积于重要器官并起器官损 害。经研究发现由遗传性血色病患者找到的 一个突变基因编码一个348残基的跨膜糖蛋白 （hfe）可与许多细胞表面的运铁蛋白受体结 合，引起运铁蛋白受体细胞外结构域的结构变 化诱导内结构域的结构变化，进而影响运铁 蛋白受体介导的运铁蛋白铁的运输和释放。,患有重型地中海贫血和血友病的孩子,血色病引起的肝纤维化,综上所述，铁调控体系使生物体的铁含量维持在基本恒定的生物限度内。若储铁减少，则吸收增多，反之，若储铁过多，则吸收减少。对该调控体系的精