Biochemie und Pathobiochemie: Eisensensorisches Protein

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Allgemeines[Bearbeiten]

Eisensensorisches Protein (Iron Regulatory Protein 1, IRP1) - Stoffwechselweg: Porphyrinbiosynthese

Funktion[Bearbeiten]

Ferritin (Eisenspeicherprotein) und das knochenmarksspezifische Proenzym Pro-δ-ALA-S 2 (Hämsytheseenzym) tragen in der 5'-, der Transferrinrezeptor in der 3'-nicht-translatierten Region ihrer mRNA bestimmte Sequenzen von etwa 30 Basen Länge, die sog. Haarnadelstrukturen ausbilden. An diese bindet das eisensensorische Protein und hemmt die Translation von Ferritin und Pro-δ-ALA-S 2 und verhindert den Abbau der Transferrinrezeptor-mRNA, was dessen Translation erhöht.

Dadurch werden bei Eisenmangel die intrazellulären Eisenspeicher abgebaut (weniger Ferritin), die Hämsynthese wird gehemmt (ohne Eisen unproduktiv) und die Zelle versucht mit einer erhöhten Anzahl von Transferrinrezeptoren mehr Eisen aufzunehmen.

Das IRP1 entspricht der zytosolischen Isoform der mitochondrialen Aconitase (Citratzyklus), die Citrat in Isocitrat umwandelt. Die Aconitase enthält ein Eisen-Schwefel-Cluster, das an der Reaktion beteiligt ist. Dieser Cluster muss häufiger ersetzt werden. Fehlt er in der zytosolischen Aconitase, weil zuwenig Eisen vorhanden ist, dann ändert das Enzym seine Konformation und entwickelt eine Affinität zu den genannten mRNA-Sequenzen.

Umgekehrt senkt Eisen die Affinität des eisensensorischen Proteins für die mRNA über die Aufnahme eines Eisen-Schwefel-Clusters, so dass die Translationrate von Ferritin und Pro-δ-ALA-S 2 nicht mehr gehemmt wird und die Translation von Transferrinrezeptoren absinkt.

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