铁蛋白的结构特点及临床应用

铁蛋白的结构特点及临床应用

铁蛋白是一种广泛存在的储铁蛋白，具有纳米尺寸的水合氧化铁内核和笼形结构的蛋白质外壳。研究发现，机体内游离铁离子含量远远低于铁储存量。在生物体中，大部分铁元素是与蛋白质结合在一起的。这种可以储存铁并维持体内铁平衡的蛋白就是储铁蛋白(ferritin)。在哺乳动物中，储铁蛋白的铁储存量仅次于血红蛋白。

但铁蛋白的功能不仅仅停留在储存铁这一层面。铁在很多代谢反应中都发挥着重要作用。在有氧条件下，可溶性的二价铁离子会被氧化为在正常生理环境中溶解度很低的三价铁离子，并伴随产生大量的氧自由基・OH(reactiveoxygen species,ROS)，导致严重的细胞损伤。

因此生物体内必须有一个能稳定铁的机制，既可以供给正常的铁需求，又可以避免铁过高引起的铁中毒，以及由于铁氧化产生的自由基造成的损伤。这个必不可少的工作就是由铁蛋白来完成的。

分子结构

铁蛋白在生物界分布广泛，除真菌以外，在植物、动物、古细菌、真细菌中都发现了铁蛋白的踪迹。铁蛋白是由24个亚基组成的相对分子质量约为450000的球形蛋白质，具有很好的热稳定性，经过80℃高温处理20min依旧可以保持活性。铁蛋白的每个亚基由四个螺旋结构折叠组成，这些亚基组合在一起，共同构成呈4、3、2点对称的铁蛋白的外壳。铁蛋白的主要功能区是位于其结构中心的空腔，空腔由6个亲水通道结构围绕3个对称轴组成，最多可以容纳约4500个铁原子。

临床应用

在慢性肝病或肝癌发生时，肝细胞会产生炎症反应致使储铁蛋白合成增加，部分肝细胞坏死，也会使得胞质内的储铁蛋白释放到血液中去。因此铁蛋白水平的增加既能反映肝细胞破坏和炎症程度，亦可作为肝脏代谢的功能性检测指标。也有研究数据表明，慢性乙型肝炎患者血清铁蛋白水平明显高于正常组。日本长崎医科大学在对日本92例确诊为慢性丙型肝炎患者的研究中发现，其组织铁蛋白水平随肝纤维化程度的增高而增高，研究者认为这是因为慢性丙型肝炎导致红细胞破坏和肝细胞的炎症、坏死，铁被释放出来，使得血清铁蛋白浓度升高，从而使过多的铁以组织铁蛋白的形式沉积在肝脏，由此推之肝脏铁蛋白的沉积增加反映了肝纤维化程度。

铁在脑内主要分布于少突胶质细胞，参与髓鞘质代谢以及胆固醇和脂肪酸的合成。机体缺铁会引起转铁蛋白受体水平升高，抑制半乳糖脑苷脂的表达，导致神经系统髓鞘化不足，神经元的信号转导受阻。阿尔茨海默症(Alzheimer's disease,AD)和帕金森症(Parkinson's disease,PD)是老年期常见的神经退行性疾病，严重地威胁人类的健康。有研究指出，这些疾病与脑内金属离子、转铁蛋白和TfR的变化有直接或间接的关系。研究发现，在AD和PD患者脑中，铁和Tf存在异常变化，AD患者脑的额皮层Tf明显减少。也有研究发现，AD患者血清中的转铁蛋白水平明显低于正常人。这可为AD的诊断提供依据。

本文原文来自chemicalbook.com