铁蛋白结构与功能
摘要:铁元素是生物体中的半微量元素,铁元素子生物体内的平衡对生物体的健康有着很重要的作用,而作为可以调节体内铁元素平衡的铁蛋白很早就出现在学者的研究中。铁蛋白不仅直接在人体内发挥作用,也通过植物食物的铁元素积累影响着人类的健康,所以通过阅读了几篇文献后,简单概括一下目前对铁蛋白的结构和功能的研究情况。关键词:铁蛋白结构功能
铁是生物体很重要的一种半微量元素,对生物体的健康有着极为重要的作用,铁在动物体内参与造血、运输氧气、免疫和防御等生理过程,在植物体内则参与叶绿素的形成,但是铁含量超标则会造成消化功能紊乱、生长受阻等。所以,维持生物体体内铁含量平衡至关重要。铁蛋白是生物体内的铁贮藏蛋白质,起着调节生物体铁平衡的作用。
目前,在动物、植物和微生物体内都对铁蛋白进行了大量研究1,除了对其基因2、结构和功能做了大量研究之外,也在不断探索研究铁蛋白的方法3、铁蛋白的新作用45以及铁蛋白的作用方法等67。由于铁元素在生物体内的重要作用和植物性食物的铁含量很低,甚至在某些地区有缺铁现象的发生,为了提高植物食物中的铁含量,有学者已经开始了通过转基因技术,将豌豆铁蛋白基因专人水稻89。
虽然铁蛋白对动物和植物都很重要,但是无论是存在分布、结构和功能上,动物和植物体内的铁蛋白都不同10。与动物铁蛋白相比,植物铁蛋白具有两个显著的特点:首先,植物铁蛋白在其N端具有一个独特的EP肽段;其次,植物铁蛋白只含有H型亚基,且有两种不同的H型亚基组成。1铁蛋白的结构
铁蛋白分子通常由24个亚基形成一个中空的球状蛋白质外壳,内径通常为78
m,外径为1213
m,厚度为225
m。每个球状铁蛋白分子大约有4500个三价铁原子储存在其中。每两个铁蛋白亚基反向平行形成一组,再由这十二组亚基对构成一个近似正八面体,成432重轴对称的球状分子图1。每个铁蛋白亚基外形成空心的柱状长约5
m,直径约25
m,且由一个两两成反向平行
f的4个α螺旋簇A、B和C、D、C末端第五个较短α螺旋E以及N末端的伸展肽段EP构成。B和C螺旋之间由一段含18个氨基酸的BC环连接,E螺旋位于4α螺旋簇的尾端并与之成60°夹角图2。每个铁蛋白分子形成12个二重轴通道、8个三重轴通道和6个四重轴通道,这些通道被认为是铁蛋白内部与外部离子出入铁蛋白的必经之路,起着联系铁蛋白内部空腔与外部环境的作用。
图1
图2
植物铁蛋白和动物铁蛋白起源是相同的r