细胞质及线粒体ferritin与铁代谢

铁是机体代谢所必需的微量元素之一。近年来,铁在机体内的代谢越来越受到人们的重视。维持体内铁的平衡,对保证机体的正常生理功能显得极为重要。胞质铁蛋白（cytosolic ferrifin,CFt）是细胞内重要的调节铁平衡的因子之一。而近年发现的线粒体铁蛋白（mitochondrial ferritin,MtFt）是一种定位在线粒上、和铁代谢密切相关的蛋白,具有组织受限性表达的特点,它在结构和功能上与胞质铁蛋白相比有一定的相似性,但是由于其mRNA上没有铁调控元件,它的表达不直接受铁调节蛋白调控,所以其确切功能及表达机制还未完全明了,因此,近年来有不少人开展了这方面的研究。对线粒体铁蛋白的深入研究将极大地丰富人们对铁在亚细胞水平上的代谢机制和功能的认识。文章介绍了细胞质铁蛋白的调控机制以及线粒体铁蛋白的结构、功能、表达及与铁代谢的关系。     

动物储铁蛋白研究进展

铁元素是生物体中必不可少的微量元素,在生物的生长发育中发挥着重要作用。铁蛋白是一种分布广泛的球形蛋白,能够以稳定的形式储存大量铁。铁蛋白通过储存和释放铁来维持机体内铁平衡。铁蛋白不仅是机体中重要的铁储存蛋白,同时也能有效保护生物体免受来自氧自由基的损伤。与此同时,铁蛋白含量可以作为一些疾病预防检测的明确指标。对铁的代谢吸收及铁对基因调控的研究,进一步说明了维持铁平衡对生物体有重要意义。     

低氧与铁代谢相关蛋白

氧和铁这两种元素对生命活动十分重要. 低氧诱导因子(hypoxia-inducible factors, HIFs)作为转录因子,参与一系列靶基因的表达调控以适应低氧. 铁参与 DNA合成、氧气运输、代谢反应等多种细胞活动,过量游离铁会通过Haber-Weiss或 Fenton反应产生毒性自由基. 细胞通过与铁吸收、存储和利用有关的多种铁代谢相 关蛋白之间的协同作用来维持铁稳态. 与铁稳态相关的一些基因是HIFs的靶基因或 者间接受低氧调控,包括转铁蛋白、转铁蛋白受体、二价金属转运体1、铁调素、膜 铁转运蛋白、血浆铜蓝蛋白、铁蛋白等,而胞内铁浓度的改变能影响HIFs的表达. 本文就低氧与铁代谢相关蛋白的关系,尤其是低氧对铁代谢相关蛋白的调节作一综 述.     

铁蛋白结构和功能的生物信息学分析

[目的]通过生物信息学方法探究铁蛋白的结构和功能的相关信息,研究铁蛋白与肝癌的潜在关系。[方法]从NCBI获取铁蛋白序列,分别使用ProScale、TMHMM、NCBI-CDD和Prosite工具分析铁蛋白的亲疏水性、跨膜区、功能结构域和生物活性位点。使用SOPMA、PSIPRED和SWISS-MODEL平台预测了铁蛋白的二级结构和三级结构。进一步,基于STRING数据库研究了铁蛋白的互作蛋白和富集通路。[结果]铁蛋白是一种亲水性蛋白,无跨膜区,存在1个铁蛋白样二铁氧化的功能结构域和2个生物活性位点,具有较高的螺旋程度。铁蛋白与RPS17、TFRC、SCARA5、NCOA4和COX8A五种蛋白相互作用,这些蛋白显著富集在铁死亡与矿物吸收富集途径,与癌症的发生有关。[结论]对铁蛋白进行生物信息学分析,预测了铁蛋白重链和轻链的理化性质和空间结构,也从其功能上揭示了与肝癌的潜在关系,为深入研究提供了理论基础。     

铁自噬与铁死亡及其相关疾病

铁是血红素、线粒体呼吸链复合体和各种生物酶的重要辅助因子,参与氧气运输、氧化还原反应和代谢物合成等生物过程。铁蛋白(ferritin)是一种铁存储蛋白质,通过储存和释放铁来维持机体内铁平衡。铁自噬(ferritinophagy)作为一种选择性自噬方式,介导铁蛋白降解释放游离铁,参与细胞内铁含量的调控。适度铁自噬维持细胞内铁含量稳定,但铁自噬过度会释放出大量游离铁。通过芬顿 (Fenton)反应催化产生大量的活性氧(reactive oxygen species, ROS),发生脂质过氧化造成细胞受损。因此,铁自噬在维持细胞生理性铁稳态中发挥至关重要的作用。核受体共激活因子4 (nuclear receptor co-activator 4, NCOA4)被认为是铁自噬的关键调节因子,与铁蛋白靶向结合,并传递至溶酶体中降解释放游离铁,其介导的铁自噬构成了铁代谢的重要组成部分。最新研究表明,NCOA4受体内铁含量、自噬、溶酶体和低氧等因素的调控。NCOA4介导的铁蛋白降解与铁死亡(ferroptosis)有关。铁死亡是自噬性细胞死亡过程。铁自噬通过调节细胞铁稳态和细胞ROS生成,成为诱导铁死亡的上游机制,与贫血、神经退行性疾病、癌症、缺血/再灌注损伤与疾病的发生发展密切相关。本文针对NCOA4介导的铁自噬通路在铁死亡中的功能特征,探讨NCOA4在这些疾病中的作用,可能为相关疾病的治疗提供启示。     

中枢神经系统铁代谢与帕金森病的关系

帕金森病病人黑质内铁含量增高,铁参与自由工的生成导致神经细胞死亡,因此脑内铁含量增高被认为参与了帕金森病的发病。但是黑质内铁异常增高的原因不清,因此对于脑内铁代谢的研究显得尤为重要。本文就脑内铁的摄取及铁代谢相关蛋白即铁蛋白、乳铁蛋白、铜蓝蛋白与帕金森病的关系作一简要综述。     

小肠铁释放机制及相关疾病研究进展

铁是生物体必需的微量元素。铁缺乏和铁过载均会导致铁代谢紊乱相关疾病,因此有关机体铁水平稳态的调节机制已成为了目前铁代谢领域的研究热点。小肠吸收细胞是调节肠铁吸收、肠铁释放,以及维持机体铁稳态的重要部位。最新的研究表明,铁从小肠吸收细胞基底端释放入血液循环,主要是由膜铁转运蛋白（ferroportin1,Fp1）介导,并在膜铁转运辅助蛋白（haphaestin,Hp）和铜蓝蛋白（ceruloplasmin,Cp）的参与下完成。其中Fp1在小肠铁释放过程中起着至关重要的作用。本文重点阐述铁释放相关蛋白Fp1的作用机制及其调节机制,并详细介绍Fp1基因突变导致的铁代谢相关疾病方面的最新研究讲展。     

棕色固氮菌细菌铁蛋白释放铁的动力学方程和性质

棕色固氮菌细胞铁蛋白铁核中的磷铁组成存在非均匀性。细菌铁蛋白释放铁的动力学特性表现出复杂性。通过动力学曲线分析,提出蛋白壳自身调节能力起着限制释放铁速率关键步骤的观点建立分析铁蛋白释放铁的动力学特性方程并用它较合理地阐明铁蛋白释放铁的动力不储存铁的途径。用分光光度法和动力学方程研究细胞铁蛋白释放铁的全过程。其表明该蛋白以一级反应方式释放铁核表层的铁和以零级反应方式释放铁核内层的铁。外加磷酸盐能强烈     

铁过载人群外周血相关指标变化分析

目的：探讨铁过载人群外周血相关指标的变化及血清铁蛋白(SF)和铁营养、血常规指标之间的关系,为铁过载的诊断及分类提供科学依据。方法：随机抽取196名铁正常人群(男SF:15~200μg/L、女SF：15~150μg/L)和226名铁过载人群(男SF:＞200μg/L、女SF:＞150μg/L)。采用放射免疫法检测SF浓度,检测铁营养状况和血常规指标,分析血清铁蛋白和铁营养、血常规指标之间的相关性。结果：铁过载人群血清铁浓度22.93μmol/L和转铁蛋白饱和度36%显著高于铁正常组的17.83μmol/L和28%(P<0.05),铁过载组人群不饱和铁结合力水平为40.69μmol/L和转铁蛋白浓度245.67mg/dL,显著低于正常组的46.97μmol/L和264.33 mg/dL(P<0.05),两组间总铁结合力水平的比较无显著差异(P>0.05);铁过载组红细胞计数平均为4.98×1012/L和血红蛋白含量平均为155g/L,显著高于铁正常组的4.82×1012/L和147g/L (P<0.05),铁过载组红细胞压积44%和平均红细胞血红蛋白含量31.17pg,显著高于铁正常组人群的42%和30.61pg (P<0.05),两组之间白细胞计数和血小板计数的比较无显著差异(P>0.05)。相关分析显示,血清铁蛋白与血清铁、转铁蛋白饱和度、红细胞计数、白细胞计数、血红蛋白、红细胞压积和平均红细胞血红蛋白含量呈显著正相关(P<0.05),与不饱和铁结合力、转铁蛋白水平和血小板计数呈显著负相关(P<0.05)。结论：中老年人群铁过载时,机体内血清铁、转铁蛋白饱和度、红细胞计数、血红蛋白、红细胞压积和平均红细胞血红蛋白含量均升高,不饱和铁结合力和转铁蛋白水平均降低;血清铁蛋白和血红蛋白呈显著正相关。因此,采用血常规检查和铁营养指标的联合检测来评价铁过载的程度,可为铁过载的早期发现、早期治疗提供科学依据。     

胞红蛋白在调控细胞铁死亡中的作用

近年来,以细胞内氧化还原平衡失调为重要诱因,具有铁依赖性和以脂质过氧化物堆积引起细胞膜损伤为主要特征的细胞铁死亡备受关注。越来越多的研究表明,细胞铁死亡在疾病发生及防治方面具有重要作用。胞红蛋白(cytoglobin,CYGB),又名星状细胞激活蛋白 (stellate cell activating protein, STAP),是一种珠蛋白,不仅能可逆地结合氧分子,储存和传递氧气,同时在其氨基酸序列中含2个半胱氨酸残基,可形成分子内部的二硫键,在感受细胞内氧化还原状态变动时,改变自身空间结构,引起生物活性及下游信号通路的变化。同时,CYGB还具有一氧化氮双加氧酶活性,能够清除过量一氧化氮与活性氧物质超氧阴离子反应生成的有毒ONOO^-,防止其对线粒体功能的破坏。而细胞内活氧物质和线粒体是影响细胞铁死亡的重要因素。因此,本综述主要围绕CYGB清除活性氧物质及调控一氧化氮代谢等的作用机制,并结合我们最近有关CYGB通过p53-YAP1轴调控细胞内脂质代谢的研究进行阐述,提出CYGB通过参与细胞铁死亡调控来行使功能,为心血管功能,肝纤维化及癌症发生等相关疾病的预防和治疗提供重要的理论依据。     

FBXL5:一种维持细胞内铁稳态的泛素连接酶

细胞内铁稳态的维持主要通过铁调节蛋白(ironregulatory protein,IRP)与几种铁代谢基因如转铁蛋白受体和铁蛋白mRNA上铁应答元件结合来实现。铁不足可增加IRP2活性和含量,而铁过载则诱导了IRP2的泛素化和蛋白降解。F-盒蛋白FBXL5是一种铁和氧依赖的E3泛素连接酶,在铁和氧存在的情况下催化IRP2的泛素化,而缺铁或缺氧则造成FBXL5自身被泛素化修饰和随后的蛋白酶体降解。FBXL5铁调节功能的发现使人们对细胞内铁稳态的理解更为清晰。     

细菌铁蛋白释放铁的动力学研究

棕色固氮菌细菌蛋白在可见光谱区中有定性的特征吸收峰。细菌铁蛋白经过量Ｎａ２Ｓ２Ｏ４还原后,该蛋白的α、β和Ｓ峰的吸光度随着蛋白还原程度增大而递增。细菌铁蛋白的氧化还原状态可分为氧化态、半还原态和深度还原态。细菌铁蛋白铁核中的磷铁组成存在着非均匀性,该蛋白释放铁核表层的铁的反应为一级反应,推测这一过程受蛋白壳中的血红素调控。细菌铁蛋白释放铁核内层的铁的反应为零级反应。     

红肉摄入量对中老年人铁蛋白水平的影响分析

目的：探讨中老年人红肉的膳食摄入情况,分析红肉摄入量与血清铁蛋白水平的相关性,并研究红肉摄入与中老年人患铁过载的风险的关系。方法：以参加体检的年龄在40~85岁的515名中老年人为研究对象,以血清铁蛋白作为铁营养状况指标,采用半定量食物频率法进行膳食调查,将居民的红肉摄入量和铁蛋白含量作相关性分析,并对居民红肉的摄入频率与铁过载之间的风险进行多因素Logistic回归分析。结果：在研究的中老年人群中,红肉摄入量与血清铁蛋白呈正相关。按四分位红肉摄入量为≤20.0g/d、20.0~42.9g/d、42.9~85.7g/d、＞85.7g/d分组,各组中老年人血清铁蛋白中位数分别为60.9、67.1、80.4、100.4μg/L。调整性别、年龄、BMI、吸烟、饮酒等多种混杂因素后,红肉每周摄入≥7次的中老年人群发生铁过载的风险显著高于每周摄入红肉≤4次的人群,OR为3.36 （95% CI：1.18,9.55,P<0.05）。结论：在中老年人群中,过量摄入红肉可增加机体发生铁过载的风险,个体膳食模式可能是高铁储量的重要调节因素。     

乳铁蛋白对铁代谢的影响及其在神经退行性疾病中的应用

乳铁蛋白是一种具有多种生理功能的铁结合性糖蛋白,是铁在机体内代谢及转运关键载体。目前,有关乳铁蛋白对神经退行性疾病的防治作用及应用研究已成为该领域的新热点。本文主要介绍了铁在机体内的代谢;铁转运蛋白-乳铁蛋白转运系统：铁转运主要是由转铁蛋白受体和乳铁蛋白受体介导的,铁转运入脑的途径主要是转铁蛋白-转铁蛋白受体途径,还有乳铁蛋白-乳铁蛋白受体途径及其他途径;铁对脑损伤的作用机制,其中铁参与的氧化应激反应以及铁代谢和铁转运相关基因的突变或缺失可能都是引起脑损伤的原因;最后简述乳铁蛋白在防治神经退行性疾病中最新的进展,乳铁蛋白修饰的纳米粒子可能是目前最有效治疗神经退行性疾病的方法之一。     

细菌生产人铁蛋白的新功能及应用

铁蛋白(Ferritin)是一种广泛存在于生物体中的笼状蛋白,由24个亚基自组装形成的蛋白质外壳和铁内核两部分组成,是维持机体铁代谢平衡的重要蛋白。最新发现,人血清铁蛋白含量的变化与某些疾病相关,特别是发现利用大肠杆菌重组表达、仿生合成的磁性人铁蛋白具有双功能特性,即识别肿瘤并使其可视化。此外,铁蛋白独特的结构及理化性质使其成为理想的纳米载体,用于构筑多功能肿瘤成像和药物输送的平台。本文重点介绍人铁蛋白的新功能及其在疾病诊断和肿瘤靶向治疗中的应用前景。     

马脾铁蛋白释放铁的反应级数和速率相数的转换

采用差示法研究铁蛋白释放铁的动力学规律和反应级数的转换。结果表明：马脾铁蛋白释放铁的速率及相数与还原剂Ｎａ２Ｓ２Ｏ４浓度及铁还原速率无关,与该蛋白蛋白壳的调节速率有关。在ｐＨ５．０￣６．０范围内,马脾铁蛋白以三相不同速率方式释放占原铁核总铁量８０％的铁。但在ｐＨ９．０介质中,ＯＨ＾－不仅能参与铁蛋白铁核组成,减缓释放铁的速率,而且使原混合级反应转换为一级反应,从而使铁蛋白释放铁的动力学过程由复杂转     

铁代谢与铁调素hepcidin

铁是机体必需的营养元素。然而,铁过载则导致细胞的损伤。由于生物体缺少排泄铁的机制,因而,肠铁吸收的调控便成为维持机体铁稳态的关键。新近研究发现hepcidin对机体铁稳态的调节起着至关重要的作用,被人们称为铁调节激素。Hepcidin主要在肝细胞中合成,之后分泌至血液将体内铁需要的信号传至小肠,调控肠铁的吸收。这一过程主要通过调节小肠铁转运相关蛋白的表达而实现。任何影响hepcidin表达的因素都可能破坏体内的铁平衡,造成铁代谢相关疾病。     

固氮酶钼铁蛋白铁钼辅因子的抽提研究进展

固氮酶由两种铁硫蛋白(钼铁蛋白和铁蛋白)组成。由还原剂提供电子经铁(Fe)蛋白传递给钼铁(MoFe)蛋白,在MoFe蛋白的活性中心部位进行N_2、C_2H_2等多种底物的还原[10,11,20]。MoFe蛋白中的Mo、Fe原子和酸不稳定性硫原子(S~*)组成2个M簇(FeM-oco)、3—4个P簇(P-cluster)及1—2个S(2Fe)簇。在底物还原过程中,这些原子簇都可能参与电子的传递。铁钼辅因子(FeMoco)已被认为是络合和还原底物的重要部位。因此,要阐明MoFe蛋白的作用机理就得研究FeMoco的结构和功     

铁核结构对马脾铁蛋白释放铁动力学的影响

建立Ｈ^% 参与马脾铁蛋白释放铁的动力方程,Ｈ^ 以１／２级反应方式参与铁蛋白释放铁核表层的铁。在酸性介质（ＰＨ６．５）中,铁蛋白释放铁的总平均速率（３３２Ｆe^3 /HSF.min)比在碱性介质（Ｐ8Ｈ８．０）中放铁的总平均速率（７３Ｆe^3 /HSF.min)高４．６倍,铁蛋白的铁核结构和外加的磷酸盐均能影响该蛋白释放的速率,但并不改变其反应级数。     

氯喹抑制铁蛋白自噬并增强肺癌细胞对化疗药物敏感性的研究

目的肺癌的发病率和致死率高居世界恶性肿瘤首位。尽管肺癌的诊断与治疗治疗已取得进展,但其发病率和致死率仍呈逐年上升的趋势,因此急需寻找有效的干预靶标和治疗手段。方法本文验证了通过自噬抑制剂干预铁蛋白自噬、增加肺癌细胞对化疗药物敏感性的多药联用策略。通过免疫印迹分析及免疫荧光测定了细胞中铁蛋白的自噬性降解(铁蛋白自噬),通过分析细胞数量及细胞周期测定了细胞增殖,通过分析细胞耗氧速率评估了细胞线粒体氧化磷酸化水平。结果铁螯合剂去铁胺可诱导肿瘤细胞发生铁蛋白自噬;氯喹等自噬抑制剂可有效抑制去铁胺诱导的铁蛋白降解,显著抑制肿瘤细胞线粒体氧化磷酸化,并引发细胞周期阻滞、抑制细胞增殖;去铁胺、氯喹与一线化疗药物顺铂或依托泊苷的联合给药可显著增强化疗药物对肺癌细胞的毒性。结论通过自噬抑制剂和铁螯合剂干预细胞铁代谢有望成为提升肺癌化疗治疗效果的潜在新策略。