Введение
Белок ферропортин 1, также известный как член 40 семейства переносчиков растворенных веществ 1 (SLC40A1) или железо-регулируемый транспортер 1 (IREG1), является белком, кодируемым геном SLC40A1 у человека. Ферропортин – трансмембранный белок, который транспортирует железо изнутри клетки наружу. Ферропортин – единственный известный экспортер железа. После всасывания пищевого железа клетками тонкого кишечника, ферропортин обеспечивает транспорт этого железа из этих клеток в кровоток. Fpn также опосредует выведение железа, рециркулированного из макрофагов, находящихся в селезенке и печени. Ферропортин регулируется гепцидином, гормоном, вырабатываемым печенью; гепцидин связывается с Fpn и ограничивает его активность по выведению железа, тем самым снижая доставку железа в плазму крови. Белок содержит высококонсервативный гистидин в положении 32 (H32) и имеет 8-12 предполагаемых трансмембранных доменов. Человеческий Fpn состоит из 571 аминокислотного остатка. Недавние кристаллические структуры, полученные на основе бактериального гомолога ферропортина (из Bdellovibrio bacteriovorus), показали, что структура Fpn напоминает структуру транспортеров из суперсемейства основных фасилитаторов (MFS). Предполагаемое место связывания субстрата расположено на границе между N-концевым и C-концевым участками белка и попеременно доступно с обеих сторон клеточной мембраны, а также взаимодействует с никелем.
Ferroportin 1, also known as solute carrier family 40 member 1 (SLC40A1) or iron regulated transporter 1 (IREG1), is a protein that in humans is encoded by the SLC40A1 gene. Ferroportin is a transmembrane protein that transports iron from the inside of a cell to the outside of the cell. Ferroportin is the only known iron exporter. After dietary iron is absorbed into the cells of the small intestine, ferroportin allows that iron to be transported out of those cells and into the bloodstream. Fpn also mediates the efflux of iron recycled from macrophages resident in the spleen and liver. Ferroportin is regulated by hepcidin, a hormone produced by the liver; hepcidin binds to Fpn and limits its iron efflux activity, thereby reducing iron delivery to the blood plasma. with a highly conserved histidine at residue position 32 (H32), and exhibit 8 12 putative transmembrane domains. Human Fpn consists of 571 amino acid residues. Recent crystal structures generated from a bacterial homologue of ferroportin (from Bdellovibrio bacteriovorus) revealed that the Fpn structure resembles that of major facilitator superfamily (MFS) transporters. The prospective substrate binding site is located at the interface between the N terminal and C terminal halves of the protein, and is alternately accessible from either side of the cell membrane, and nickel.
Роль в развитии
Ферропортин 1 играет важную роль в закрытии нервной трубки и формировании структуры переднего мозга. Эмбрионы мышей с дефицитом гена Slc40a1 погибают до начала гаструляции, что указывает на необходимость и существенность белка Fpn1 для нормального эмбрионального развития. Исследование последствий различных мутаций гена Slc40a1 у мышей показало, что в результате возникают серьезные дефекты развития нервной трубки и структуры, включая спинномозговую грыжу, экзенцефалию и усечение переднего мозга, среди прочих.
Роль в метаболизме железа
Ферропортин ингибируется гепцидином, который связывается с ферропортином и вызывает его интернализацию в клетку. Это приводит к удержанию железа в энтероцитах, гепатоцитах и макрофагах, что влечет за собой снижение уровня железа в сыворотке крови. Это особенно важно для энтероцитов, поскольку их отторжение в конце жизненного цикла приводит к значительной потере железа. Гепцидин синтезируется в ответ на различные цитокины, как описано в статье о гепцидине, а также в статье Ганца. Экспрессия ферропортина также регулируется регуляторным механизмом IRP. Если концентрация железа слишком низкая, концентрация IRP возрастает, что ингибирует трансляцию ферропортина и повышает внутриклеточные концентрации железа и ферритина. Трансляция ферропортина также подавляется посттранскрипционно микроРНК miR-485-3p, которая продуцируется в ответ на дефицит железа.
Клиническое значение
Известно, что мутации в гене ферропортина вызывают аутосомно-доминантную форму перегрузки железом, известную как гемохроматоз 4 типа или болезнь ферропортина. Эффекты мутаций обычно не бывают тяжелыми, но наблюдается спектр клинических проявлений в зависимости от конкретной мутации. Ферропортин также ассоциирован с перегрузкой железом, встречающейся в Африке. Ферропортин и гепцидин – важнейшие белки, регулирующие системный гомеостаз железа.
Семья белков
Ферропортин входит в семейство ферропортинов (Fpn). Представители этого семейства обнаружены у эукариот – у животных и растений, а также у протеобактерий, группы бактерий.