Proteína de ligação ao elemento responsiva ao ferro - Iron-responsive element-binding protein
| Proteína Reguladora de Ferro | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||
| Identificadores | |||||||
| Símbolo | ACO1 | ||||||
| Alt. símbolos | IREB1 | ||||||
| Gene NCBI | 48 | ||||||
| HGNC | 117 | ||||||
| OMIM | 100880 | ||||||
| RefSeq | NM_002197 | ||||||
| UniProt | P21399 | ||||||
| Outros dados | |||||||
| Número CE | 4.2.1.3 | ||||||
| Locus | Chr. 9 p21.1 | ||||||
| |||||||
| proteína 2 de ligação ao elemento responsiva ao ferro | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identificadores | |||||||
| Símbolo | IREB2 | ||||||
| Gene NCBI | 3658 | ||||||
| HGNC | 6115 | ||||||
| OMIM | 147582 | ||||||
| RefSeq | NM_004136 | ||||||
| UniProt | P48200 | ||||||
| Outros dados | |||||||
| Locus | Chr. 15 q25.1 | ||||||
| |||||||
As proteínas de ligação ao elemento responsivas ao ferro , também conhecidas como IRE-BP , IRBP , IRP e IFR , ligam-se aos elementos responsivos ao ferro (IREs) na regulação do metabolismo do ferro humano .
Função
ACO1 , ou IRP1 , é uma proteína bifuncional que funciona como uma proteína de ligação ao elemento responsivo ao ferro (IRE) envolvida no controle do metabolismo do ferro pela ligação do mRNA para reprimir a tradução ou degradação. Também funciona como a isoforma citoplasmática da aconitase . Aconitases são proteínas de ferro-enxofre que requerem um cluster 4Fe-4S para sua atividade enzimática, na qual catalisam a conversão de citrato em isocitrato . Esta estrutura foi baseada na difração de cristal de raios-X. A resolução foi de 2,80 Å. Essa proteína foi colhida da espécie Oryctolagus cuniculus , mais conhecida como coelho. Esta proteína tem algumas mudanças conformacionais associadas a ela para explicar as funções alternativas como regulador de mRNA ou como uma enzima. Essas informações foram obtidas no site do banco de dados de proteínas RCSB.
IRP2 é menos abundante que IRP1 na maioria das células. A expressão mais forte está no intestino e no cérebro. Em relação ao IRP1, o IRP2 tem uma inserção de 73 aminoácidos e essa inserção medeia a degradação do IRP2 em células repletas de ferro. O IRP2 é regulado pelo F-Box FBXL5 que ativa a ubiquitinação e então a degradação do IRP2. IRP2 não tem atividade de aconitase.
Transporte de ferro
Todas as células usam um pouco de ferro e devem obtê-lo do sangue circulante . Como o ferro está fortemente ligado à transferrina, as células em todo o corpo têm receptores para os complexos de transferrina-ferro em suas superfícies. Esses receptores envolvem e internalizam tanto a proteína quanto o ferro ligado a ela. Uma vez lá dentro, a célula transfere o ferro para a ferritina , a molécula interna de armazenamento de ferro.
As células possuem mecanismos avançados para detectar sua própria necessidade de ferro. Nas células humanas, o mecanismo de detecção de ferro mais bem caracterizado é o resultado da regulação pós-transcricional do mRNA (as instruções químicas derivadas dos genes do DNA para produzir proteínas). As sequências de mRNA denominadas elementos responsivos ao ferro (IREs) estão contidas nas sequências de mRNA que codificam os receptores da transferrina e a ferritina. A proteína de ligação ao elemento responsiva ao ferro (IRE-BP) se liga a essas sequências de mRNA. Por conta própria, o IRE-BP se liga aos IREs da ferritina e do mRNA do receptor da transferrina. Mas, quando o ferro se liga ao IRE-BP, o IRE-BP muda de forma com o resultado de que os IRE-BPs não podem mais se ligar ao mRNA da ferritina. Isso libera o mRNA para direcionar a célula para produzir mais ferritina. Em outras palavras, quando há alto teor de ferro na célula, o próprio ferro faz com que a célula produza mais moléculas de armazenamento de ferro. (O IRE-BP é uma aconitase ; para um desenho esquemático da mudança de forma, veja aqui ).
A produção do receptor de transferrina depende de um mecanismo semelhante. Mas este tem o gatilho oposto e o efeito final oposto. IRE-BPs sem ferro ligam-se aos IREs no mRNA do receptor de transferrina. Mas esses IREs têm um efeito diferente: quando o IRE-BP se liga a esses locais, a ligação não apenas permite a tradução, mas também estabiliza a molécula de mRNA para que ela possa permanecer intacta por mais tempo.
Em condições de baixo teor de ferro, os IRE-BPs permitem que a célula continue a produzir receptores de transferrina. E mais receptores de transferrina tornam mais fácil para a célula trazer mais ferro dos complexos de transferrina-ferro que circulam fora da célula. Mas, à medida que o ferro se liga a mais e mais IRE-BPs, eles mudam de forma e desvinculam o mRNA do receptor de transferrina. O mRNA do receptor de transferrina é rapidamente degradado sem o IRE-BP anexado a ele. A célula para de produzir receptores de transferrina.
Quando a célula obtém mais ferro do que pode se ligar à ferritina ou às moléculas de heme , mais e mais ferro se liga aos IRE-BPs. Isso interromperá a produção do receptor de transferrina. E a ligação ferro-IRE-BP também iniciará a produção de ferritina.
Quando a célula está com pouco ferro, cada vez menos ferro se liga aos IRE-BPs. Os IRE-BPs sem ferro se ligarão ao mRNA do receptor da transferrina.
