Трансферрин — белок плазмы крови , который осуществляет транспорт ионов железа . Трансферрин представляет собой гликозилированый белок, который прочно, но обратимо связывает ионы железа. С трансферрином связано около 0,1 % всех ионов железа в организме (что составляет порядка 4 мг), однако ионы железа, связанные с трансферрином, представляют огромное значение для метаболизма . Трансферрин имеет молекулярную массу около 80 кДа и имеет два места связывания Fe ³⁺ . Сродство трансферрина очень высокое (10 ²³ M ⁻¹ при pH 7,4), но оно прогрессивно снижается с понижением pH ниже нейтральной точки. Когда трансферрин не связан с железом, он представляет собой апопротеин .

Механизм транспорта

Когда трансферрин связан с ионами железа, трансферриновый рецептор на поверхности клетки (например, предшественников эритроцитов в красном костном мозге) присоединяется к нему и, как следствие, проникает в клетку в пузырьке окаймлённом клатрином . Затем pH внутри пузырька понижается до 4-5 из-за работы протонных ионных насосов , превращая пузырёк в эндосому . При такой кислотности афинность трансферрина падает до 20-30% от начальной в крови (pH около 7,3), и ионы железа высвобождаются в энодосому. Рецептор перемещается обратно на поверхность клетки, снова готовый связывать трансферрин, вместе с ним трансферрин высвобождается обратно в кровь. Каждая молекула трансферрина может переносить сразу 2 иона железа Fe ³⁺ .

Ген, кодирующий трансферрин, у людей находится в участке третьей хромосомы 3q21. Исследования, проведённые на королевских змеях в 1981 году, показали, что наследование трансферрина происходит по кодоминантному механизму ^{[ источник не указан 4670 дней ]} .

Структура

У людей трансферрин представляет собой полипептидную цепочку, состоящую из 679 аминокислот . Это комплекс, состоящий из альфа-спиралей и бета-слоёв , которые формируют 2 домена (первый расположен на N-конце, а второй на C-конце). N- и C- концевые последовательности представлены шарообразными долями, между которыми находится участок связывания железа. Аминокислоты, которые связывает ионы железа с трансферрином, идентичны для обеих долей: 2 тирозина , 1 гистидин , 1 аспарагиновая кислота . Чтобы связать ион железа, требуется анион, предпочтительно карбонат-ион (CO ₃ ²⁻ ). У трансферрина также есть трансферриновый рецептор: это дисульфидно-связанный гомодимер . У людей каждый мономер состоит из 760 аминокислот. Каждый мономер состоит из 3 : апикальный домен, спиральный домен, протеазный домен.

Распределение в тканях

Печень является основным источником производства трансферрина, но и другие ткани, например мозг , также производят эти молекулы. Главная роль трансферрина — доставка железа из центров поглощения в двенадцатиперстной кишке и переваривания эритроцитов макрофагами ко всем тканям. Особенно важную роль трансферрин играет в активном делении клеток, например, при кроветвороении . К трансферринам принадлежит собственно белок под названием трансферрин , а также , лактоферрин , меланотрансферрин , , , , , , .

Иммунная система

Трансферрины принимают участие в обеспечении врождённого иммунитета. Трансферрины присутствуют в слизистых оболочках, где связывают ионы железа. В результате снижения концентрации свободных ионов железа, лишь незначительная часть бактерий способна размножаться в таких условиях.

Показатели нормы (г/л) при анализе на трансферрин могут быть различны для детей и взрослых, мужчин и женщин (у женщин он несколько выше), но в целом содержание трансферрина должно находиться в пределах от 1,3 до 3,8.

Концентрация трансферринов снижается при воспалительных процессах, , нефротическом синдроме , циррозе печени , гемохроматозе и некоторых других состояниях. Низкая концентрация трансферрина была ассоциирована с функциональным дефицитом железа при онкологических заболеваниях.

В большинстве случаев железодефицитная анемия сопровождается повышением уровня трансферрина. В ряде случаев (врождённая , наличие антител к трансферрину, снижение трансферрина за счет общего дефицита белка) железодефицитная анемия, напротив, может быть обусловлена нарушением транспорта железа в связи с пониженным уровнем трансферрина .

Другие эффекты

Металлосвязывающие свойства трансферрина очень сильно влияют на биохимию плутония у людей ^{[ источник не указан 4670 дней ]} . Трансферрин обладает бактерицидным действием, так как делает Fe ³⁺ недоступным для бактерий. Местный гемосидероз - способен повышать общий уровень трансферрина, что может объяснить многие эффекты аутогемотерапии.

Этнический полиморфизм

Некоторые варианты трансферрина встречаются чаще в популяциях определённой антропологической группы. Так, TF*DChi является маркёром монголоидных популяций и он широко распространён в Восточной Азии . Варианты, отличающиеся от наиболее распространённого типа TF CC, встречались редко, поэтому информативность этой системы с популяционно-генетических позиций была невелика. С введением в практику метода изоэлектрофокусирования была установлена генетическая гетерогенность варианта C . Два наиболее распространённых аллеля TF*C1 и TF*C2 присутствуют во всех популяциях. У европейцев и американских белых TF*C1 встречается с частотой 75—78 %. TF*C2 среди них варьирует с частотами 13—19 %, пределы колебания в азиатских популяциях составляют от 15 до 34 %. Оценка частоты TF*C3 представляется полезной в популяционно-генетических исследованиях. Этот аллель встречается с частотой 4—7 % в европеоидных группах , с частотой 1—4 % в популяциях Индии , спорадические случаи встречаемости этого фактора в Восточной Азии, некоторых группах Тихоокеанского бассейна и у американских негров. В других популяциях он полностью отсутствует. По мнению ряда авторов, аллель C3, видимо, имеет европейское происхождение . Существует ещё свыше 10 подтипов TF*C .

Примечания