做激光祛斑要多少钱铁蛋白结构与功能

2021年2月22日发(作者：鸽子汤营养价值)

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
[ 4
-
5]
以及铁蛋白的作用方法等
6-7]
。
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
[8-9 ]
。

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 个显着的特点：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
7~8nm
，
外径为
12~13nm
，
厚度为
2~
。
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
4-3-2
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
5nm
，直径约，且由一个两两
成反向平行的
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，但足植物铁蛋与动物铁蛋白< br>有以下几方面的不同之处：

(1)
分布不同：植物铁蛋白主要存在于质体中< br>(
叶子的叶绿体中，种子
的淀粉体巾
)
，而动物铁蛋白则存在于细胞质 中埋；

(2)
表达调控水平不同：动物铁蛋白的表达严格受控于铁反应元件和
铁调节蛋白的相互作用，是属于转录水平的调控；而植物铁蛋白基因的表
达主要在翻译水平一；

(3)
通道亲疏性不同：动物铁蛋白中，
3
倍轴是亲水性的，
4
倍轴通道
是疏水性的，而在植物铁蛋白中，这两种通道都是亲水性的；

(4 )
亚基结构不同：对于哺乳动物来说，铁蛋白通常由
H(
重链，分子
量约为< br>2lkDa)
和
L(
轻链，分子量约为
19
．
5kD a)
两种类型的亚基组成，二
者氨基酸序列具有
55
％的相似度，而且功能截 然不同。
H
型亚基包含一个
由
His65
、
GIu27、
Glu61
、
Glul07
、
Tyr34
、
Glu62
和
Glnl4l
七个保守的
氨基酸组成的亚铁氧化中心，主要负责 亚铁离子的快速氧化，
1
个亚铁氧
化中心可同时结合
2
个
F e2+
离子；
而
L
型亚基缺乏这个活性中心，
但是它
含有一 个成核中心，负责亚铁离子的缓慢氧化以及矿化核的形成。而且两
种亚基的组成比例具有组织特异性，例 如：心脏和脑由于铁代谢旺盛而富
含
H
型亚基，肝脏和脾脏由于主要用于铁的长期储藏 而富含
L
型亚基。另
外，对于牛蛙等两栖动物来说，其红细胞中铁蛋白除了具有与哺乳 动物类
似的
H
和
L
型亚基外，还存在一种包含一个亚铁氧化中心的< br>M
型亚基或叫
做类
H
型亚基，三种亚基可以形成杂合体铁蛋白。对于植 物铁蛋白来说，
亚基结构明显不同于动物铁蛋白。组成铁蛋自的
24
个亚基均为
H
型亚基，
每个亚基都含有一个亚铁氧化中心，其氨基酸组成与动物铁蛋白
H
型亚具
有约
40
％的相似度。到目前为止，已经从豌豆、大豆、黑豆、玉米，苜蓿< br>以及拟南芥等植物种中分离得到了铁蛋白．这些植物铁蛋白都是由
(H-1)
和
(H-2)
两种亚基组成。