铁转运蛋白
铁转运蛋白(Iron transport proteins)是指在体内介导铁的跨膜运输、血液中转运、组织分布及细胞内稳态调控的一类蛋白质。这些蛋白参与铁的吸收、分布、存储与回收,维持体内铁稳态,避免铁缺乏或铁过载引起的疾病。
1. 铁转运蛋白的主要类型与功能
| 名称(英文) | 主要部位 | 功能描述 |
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| 转铁蛋白(Transferrin) | 血浆 | 与Fe³⁺结合形成复合物,运输铁至组织,通过受体介导的内吞进入细胞 |
| 转铁蛋白受体(TfR1/2) | 细胞膜 | 结合转铁蛋白-Fe³⁺复合物,介导铁进入细胞 |
| 铁调素(Hepcidin) | 肝脏 | 抑制铁输出,通过与铁输出蛋白结合引起其内吞与降解,调节铁吸收与动员 |
| 铁输出蛋白(Ferroportin) | 肠上皮细胞、巨噬细胞等 | 唯一已知铁输出蛋白,将细胞内Fe²⁺转运至血液,被铁调素调控 |
| 二价金属转运体1(DMT1) | 肠上皮细胞刷状缘、内吞囊泡 | 转运Fe²⁺进入细胞,介导肠道铁吸收及内体中铁的释放 |
| Ferritin(铁蛋白) | 多种组织 | 储存铁,防止游离铁引发氧化损伤 |
| Ceruloplasmin/Hephaestin | 血浆/小肠刷状缘 | 氧化Fe²⁺为Fe³⁺,帮助转铁蛋白结合,促进铁输出 |
| Lipocalin 2 | 中性粒细胞等 | 与细菌争夺铁,参与免疫防御 |
2. 铁转运过程简述
1. 吸收:膳食铁(多为Fe³⁺)在肠道刷状缘被还原为Fe²⁺,由DMT1转入肠上皮细胞。
2. 储存或输出:细胞内铁可由Ferritin储存,或由Ferroportin输出至血液。
3. 运输:Fe²⁺在输出过程中被Hephaestin或Ceruloplasmin氧化为Fe³⁺,再与转铁蛋白结合。
4. 细胞摄取:血浆中的Fe³⁺-转铁蛋白复合物被TfR识别并内吞至细胞。
5. 调控:Hepcidin在铁过载或炎症时表达上调,促使Ferroportin内化并降解,减少铁输出。
3. 生理与病理意义
- 缺铁性贫血:铁吸收或转运障碍可导致铁不足,红细胞生成减少。
- 铁过载(如血色素沉着症):铁调素缺失或Ferroportin突变使铁过度积累,引起组织损伤。
- 慢性病相关贫血:炎症时肝脏分泌Hepcidin增加,限制铁动员导致功能性铁缺乏。
- 神经退行性疾病:铁在脑内异常沉积与帕金森病、阿尔茨海默病等相关。
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