Введение
Белок млекопитающих, обнаруженный у Homo sapiens.
Трансферрины – это гликопротеины, встречающиеся у позвоночных, которые связывают и, следовательно, обеспечивают транспорт железа (Fe) в плазме крови. Они производятся в печени и содержат участки связывания для двух ионов Fe3+. Человеческий трансферрин кодируется геном TF и синтезируется в виде 76 кДа гликопротеина. Гликопротеины трансферрина прочно, но обратимо связывают железо. Хотя содержание железа, связанного с трансферрином, составляет менее 0,1% (4 мг) от общего количества железа в организме, оно формирует наиболее важный пул железа с самой высокой скоростью обновления (25 мг/24 ч). Молекулярная масса трансферрина составляет около 80 кДа, и он содержит два специфических участка высокоаффинного связывания Fe(III). Аффинность трансферрина к Fe(III) чрезвычайно высока (константа ассоциации составляет 1020 М−1 при pH 7,4), но постепенно снижается при уменьшении pH ниже нейтрального значения. Трансферрины способны связываться не только с железом, но и с различными ионами металлов. Эти гликопротеины находятся в различных жидкостях организма позвоночных. У некоторых беспозвоночных имеются белки, выполняющие функцию трансферрина, обнаруженного в гемолимфе. Трансферрин, не связанный с железом, известен как "апотрансферрин" (см. также апопротеин).
Возникновение и функция
Трансферрины – это гликопротеины, которые часто встречаются в биологических жидкостях позвоночных. Когда трансферриновый белок, насыщенный железом, встречает трансферриновый рецептор на поверхности клетки, например, эритроидных предшественников в костном мозге, он связывается с ним и транспортируется в клетку в везикуле посредством рецептор-опосредованного эндоцитоза. pH везикулы снижается водородными ионными насосами (АТФазами) примерно до 5,5, что приводит к высвобождению ионов железа из трансферрина. Основная роль трансферрина заключается в доставке железа из мест всасывания в двенадцатиперстной кишке и макрофагов белых кровяных клеток ко всем тканям. Трансферрин играет ключевую роль в областях, где происходит эритропоэз и активное деление клеток.
Иммунная система
Трансферрин также связан с врожденной иммунной системой. Он обнаруживается в слизистой оболочке и связывает железо, тем самым создавая среду с низким содержанием свободного железа, что затрудняет выживание бактерий в процессе, известном как депривация железа. Уровень трансферрина снижается при воспалении.
Роль в болезни
У пациентов с железодефицитной анемией, во время беременности и при применении пероральных контрацептивов часто наблюдается повышенный уровень трансферрина в плазме, что отражает увеличение экспрессии белка трансферрина. При повышении уровня трансферрина в плазме происходит взаимное снижение процента насыщения трансферрина железом и соответствующее увеличение общей железосвязывающей способности (ОЖСЖ) при дефиците железа. Снижение уровня трансферрина в плазме может возникать при заболеваниях, связанных с перегрузкой железом, и при белковом истощении. Отсутствие трансферрина является результатом редкого генетического заболевания, известного как атрансферринемия, состояния, характеризующегося анемией и гемосидерозом сердца и печени, приводящим к сердечной недостаточности и множеству других осложнений, а также к синдрому H63D. Исследования показывают, что насыщение трансферрина (концентрация железа в сыворотке крови, деленная на общую железосвязывающую способность) более 60% у мужчин и более 50% у женщин с точностью около 95% указывает на нарушение метаболизма железа (наследственный гемохроматоз, гетерозиготы и гомозиготы). Это помогает в ранней диагностике наследственного гемохроматоза, особенно когда уровень ферритина в сыворотке крови остается низким. Избыток железа при наследственном гемохроматозе преимущественно откладывается в паренхимальных клетках, накопление в ретикулоэндотелиальных клетках происходит на поздних стадиях заболевания. Это отличается от перегрузки железом при переливаниях, когда отложение железа происходит сначала в ретикулоэндотелиальных клетках, а затем в паренхимальных клетках. Это объясняет, почему при наследственном гемохроматозе уровень ферритина остается относительно низким, а насыщение трансферрина высоким. Показано, что трансферрин и его рецептор уменьшают количество опухолевых клеток, когда рецептор используется для привлечения антител. Благодаря этой функциональности предполагается, что наночастицы, выступающие в качестве носителей лекарств и связанные с гликопротеинами трансферрина, могут проникать через гематоэнцефалический барьер, позволяя этим веществам достигать пораженных клеток мозга. Достижения в области использования наночастиц, конъюгированных с трансферрином, могут привести к неинвазивной доставке лекарств в мозг с потенциальными терапевтическими последствиями для заболеваний центральной нервной системы (ЦНС), таких как болезнь Альцгеймера или болезнь Паркинсона.
A decreased plasma transferrin level can occur in iron overload diseases and protein malnutrition. An absence of transferrin results from a rare genetic disorder known as atransferrinemia, a condition characterized by anemia and hemosiderosis in the heart and liver that leads to heart failure and many other complications as well as to H63D syndrome. Studies reveal that a transferrin saturation (serum iron concentration ÷ total iron binding capacity) over 60 percent in men and over 50 percent in women identified the presence of an abnormality in iron metabolism (Hereditary hemochromatosis, heterozygotes and homozygotes) with approximately 95 percent accuracy. This finding helps in the early diagnosis of Hereditary hemochromatosis, especially while serum ferritin still remains low. The retained iron in Hereditary hemochromatosis is primarily deposited in parenchymal cells, with reticuloendothelial cell accumulation occurring very late in the disease. This is in contrast to transfusional iron overload in which iron deposition occurs first in the reticuloendothelial cells and then in parenchymal cells. This explains why ferritin levels remain relative low in Hereditary hemochromatosis, while transferrin saturation is high. Transferrin and its receptor have been shown to diminish tumour cells when the receptor is used to attract antibodies. Due to this functionality, it is theorized that nanoparticles acting as drug carriers bound to transferrin glycoproteins can penetrate the blood brain barrier allowing these substances to reach the diseased cells in the brain. Advances with transferrin conjugated nanoparticles can lead to non invasive drug distribution in the brain with potential therapeutic consequences of central nervous system (CNS) targeted diseases (e. g. Alzheimer's or Parkinson's disease).
Другие эффекты
Дефицит углеводов в трансферрине повышается в крови при чрезмерном употреблении этанола и может отслеживаться с помощью лабораторных анализов. Трансферрин является белком острой фазы и снижается при воспалении, онкологических заболеваниях и некоторых болезнях (в отличие от других белков острой фазы, например, С-реактивного белка, который повышается при остром воспалении).
Патология
Трансферринемия связана с дефицитом трансферрина. При нефротическом синдроме потеря трансферрина с мочой, наряду с другими белками сыворотки, такими как тироксинсвязывающий глобулин, гаммаглобулин и антитромбин III, может приводить к развитию железорезистентной микроцитарной анемии.
Справочные диапазоны
Примерный референсный диапазон для трансферрина составляет 204–360 мг/дл. Результаты лабораторных исследований всегда следует интерпретировать с использованием референсного диапазона, указанного лабораторией, проводившей анализ. Повышенный уровень трансферрина может свидетельствовать о железодефицитной анемии. Для уточнения любых отклонений уровни железа в сыворотке и общая железосвязывающая способность (TIBC) используются в комплексе с трансферрином. См. раздел «Интерпретация TIBC». Низкий уровень трансферрина, скорее всего, указывает на недостаточное питание.
Взаимодействия
Было показано, что трансферрин взаимодействует с инсулиноподобным фактором роста 2 и IGFBP3. Транскрипционная регуляция трансферрина усиливается ретиноевой кислотой.
Связанные белки
Члены семейства включают серотрансферрин (или сидерофилин, обычно называемый просто трансферрином); лактотрансферрин (лактоферрин); трансферрин, содержащийся в молоке; овутрансферрин яичного белка (кональбумин); и меланотрансферрин, связанный с мембраной.