Proteína de unión ao elemento de resposta ao ferro

(Redirixido desde "IRP")
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]

FunciónEditar

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 ferroEditar

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.

NotasEditar

  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. PMID 10940348. doi:10.1146/annurev.nutr.20.1.627. 
  2. Hentze MW, Kühn LC (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. PMC 38642. PMID 8710843. doi:10.1073/pnas.93.16.8175. 
  3. Henderson BR, Seiser C, Kühn LC (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. Arquivado dende o orixinal o 15 de setembro de 2019. Consultado o 03 de agosto de 2013. 
  4. Iwai K, Klausner RD, Rouault TA (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. 
  5. Guo B, Yu Y, Leibold EA (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. Arquivado dende o orixinal o 15 de setembro de 2019. Consultado o 03 de agosto de 2013. 
  6. Samaniego F, Chin J, Iwai K, Rouault TA, Klausner RD (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. Arquivado dende o orixinal o 15 de setembro de 2019. Consultado o 03 de agosto de 2013. 

Véxase taménEditar

Outros artigosEditar

Ligazóns externasEditar