Las transferrinas son glicoproteínas que se encuentran en los vertebrados y que se unen y, en consecuencia, median en el transporte de hierro (Fe) a través del plasma sanguíneo . [5] Se producen en el hígado y contienen sitios de unión para dos iones Fe 3+ . [6] La transferrina humana está codificada por el gen TF y se produce como una glicoproteína de 76 kDa . [7] [8]
TF | |||||||||||||||||||||||||
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Identificadores | |||||||||||||||||||||||||
Alias | TF , PRO1557, PRO2086, TFQTL1, HEL-S-71p, transferrina | ||||||||||||||||||||||||
Identificaciones externas | OMIM : 190000 MGI : 98821 HomoloGene : 68153 GeneCards : TF | ||||||||||||||||||||||||
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Ortólogos | |||||||||||||||||||||||||
Especies | Humano | Ratón | |||||||||||||||||||||||
Entrez |
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Ensembl |
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Ubicación (UCSC) | 3 de Cr: 133,75 - 133,8 Mb | Crónicas 9: 103,2 - 103,23 Mb | |||||||||||||||||||||||
Búsqueda en PubMed | [3] | [4] | |||||||||||||||||||||||
Wikidata | |||||||||||||||||||||||||
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Transferrina | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | Transferrina | |||||||
Pfam | PF00405 | |||||||
InterPro | IPR001156 | |||||||
PROSITE | PDOC00182 | |||||||
SCOP2 | 1lcf / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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Las glicoproteínas de transferrina se unen al hierro de manera firme, pero reversible. Aunque el hierro unido a la transferrina es menos del 0,1% (4 mg) del hierro corporal total, forma la reserva de hierro más vital con la tasa más alta de recambio (25 mg / 24 h). La transferrina tiene un peso molecular de alrededor de 80 kDa y contiene dos sitios de unión específicos de Fe (III) de alta afinidad . La afinidad de la transferrina por el Fe (III) es extremadamente alta (la constante de asociación es 10 20 M −1 a pH 7,4) [9], pero disminuye progresivamente al disminuir el pH por debajo de la neutralidad. Las transferrinas no se limitan solo a unirse al hierro, sino también a diferentes iones metálicos. [10] Estas glicoproteínas se encuentran en varios fluidos corporales de los vertebrados. [11] [12] Algunos invertebrados tienen proteínas que actúan como la transferrina que se encuentra en la hemolinfa . [11] [13]
Cuando no está unida al hierro, la transferrina se conoce como "apotransferrina" (ver también apoproteína ).
Ocurrencia y función
Las transferrinas son glicoproteínas que se encuentran a menudo en los fluidos biológicos de los vertebrados. Cuando una proteína transferrina cargada con hierro encuentra un receptor de transferrina en la superficie de una célula , p. Ej., Precursores eritroides en la médula ósea, se une a ella y es transportada a la célula en una vesícula por endocitosis mediada por receptor . [14] El pH de la vesícula se reduce mediante bombas de iones de hidrógeno ( H+ATPasas ) a aproximadamente 5,5, lo que hace que la transferrina libere sus iones de hierro. [11] La velocidad de liberación de hierro depende de varios factores, incluidos los niveles de pH, las interacciones entre los lóbulos, la temperatura, la sal y el quelante. [14] El receptor con su transferrina unida al ligando se transporta a través del ciclo endocítico de regreso a la superficie celular, listo para otra ronda de absorción de hierro. Cada molécula de transferrina tiene la capacidad de transportar dos iones de hierro en forma férrica ( Fe3+
). [13]
Humanos y otros mamíferos
El hígado es el sitio principal de síntesis de transferrina, pero otros tejidos y órganos, incluido el cerebro, también producen transferrina. Una fuente importante de secreción de transferrina en el cerebro es el plexo coroideo en el sistema ventricular . [15] La función principal de la transferrina es suministrar hierro desde los centros de absorción en el duodeno y los macrófagos de los glóbulos blancos a todos los tejidos. La transferrina juega un papel clave en las áreas donde ocurren la eritropoyesis y la división celular activa. [16] El receptor ayuda a mantener la homeostasis del hierro en las células al controlar las concentraciones de hierro. [dieciséis]
El gen que codifica la transferrina en humanos se encuentra en la banda cromosómica 3q21. [7]
Los profesionales médicos pueden controlar el nivel de transferrina sérica en la deficiencia de hierro y en los trastornos por sobrecarga de hierro como la hemocromatosis .
Estructura
En los seres humanos, la transferrina consta de una cadena polipeptídica que contiene 679 aminoácidos y dos cadenas de carbohidratos. La proteína está compuesta por hélices alfa y láminas beta que forman dos dominios . [17] Las secuencias N- y C- terminales están representadas por lóbulos globulares y entre los dos lóbulos hay un sitio de unión al hierro. [12]
Los aminoácidos que unen el ion hierro a la transferrina son idénticos para ambos lóbulos; dos tirosinas , una histidina y un ácido aspártico . Para que el ión de hierro se una, se requiere un anión , preferiblemente carbonato ( CO2−
3). [17] [13]
La transferrina también tiene un receptor de transferrina unido al hierro ; es un homodímero unido por disulfuro . [16] En los seres humanos, cada monómero consta de 760 aminoácidos. Permite la unión de ligando a la transferrina, ya que cada monómero puede unirse a uno o dos átomos de hierro. Cada monómero consta de tres dominios: los dominios proteasa, helicoidal y apical. La forma de un receptor de transferrina se asemeja a una mariposa basada en la intersección de tres dominios claramente formados. [17] Los dos principales receptores de transferrina que se encuentran en los seres humanos se denominan receptor de transferrina 1 (TfR1) y receptor de transferrina 2 (TfR2). Aunque ambos son similares en estructura, TfR1 solo puede unirse específicamente al TF humano, donde TfR2 también tiene la capacidad de interactuar con el TF bovino . [8]
Transferrina unida a su receptor. [18]
Complejo receptor de transferrina. [19]
Sistema inmune
La transferrina también está asociada con el sistema inmunológico innato . Se encuentra en la mucosa y se une al hierro, creando así un ambiente bajo en hierro libre que impide la supervivencia bacteriana en un proceso llamado retención de hierro. El nivel de transferrina disminuye en la inflamación. [20]
Papel en la enfermedad
A menudo se observa un aumento del nivel de transferrina en plasma en pacientes que padecen anemia por deficiencia de hierro , durante el embarazo y con el uso de anticonceptivos orales, lo que refleja un aumento en la expresión de la proteína transferrina. Cuando aumentan los niveles plasmáticos de transferrina, hay una disminución recíproca en el porcentaje de saturación de hierro de transferrina y un aumento correspondiente en la capacidad total de unión de hierro en estados de deficiencia de hierro [21] Puede ocurrir una disminución de transferrina plasmática en enfermedades por sobrecarga de hierro y desnutrición proteica. La ausencia de transferrina es el resultado de un trastorno genético poco común conocido como atransferrinemia , una condición caracterizada por anemia y hemosiderosis en el corazón y el hígado que conduce a insuficiencia cardíaca y muchas otras complicaciones.
Los estudios revelan que una saturación de transferrina (concentración de hierro sérico ÷ capacidad total de unión de hierro) de más del 60 por ciento en los hombres y más del 50 por ciento en las mujeres identificó la presencia de una anomalía en el metabolismo del hierro (hemocromatosis hereditaria, heterocigotos y homocigotos) con aproximadamente un 95 por ciento de precisión. Este hallazgo ayuda en el diagnóstico temprano de hemocromatosis hereditaria, especialmente cuando la ferritina sérica aún permanece baja. El hierro retenido en la hemocromatosis hereditaria se deposita principalmente en las células parenquimatosas, y la acumulación de células reticuloendoteliales ocurre muy tarde en la enfermedad. Esto contrasta con la sobrecarga de hierro transfusional en la que el depósito de hierro se produce primero en las células reticuloendoteliales y luego en las células parenquimatosas. Esto explica por qué los niveles de ferritina permanecen relativamente bajos en la hemocromatosis hereditaria, mientras que la saturación de transferrina es alta. [22] [23]
Se ha demostrado que la transferrina y su receptor disminuyen las células tumorales cuando el receptor se usa para atraer anticuerpos . [dieciséis]
Transferrina y nanomedicina
Muchos medicamentos se ven obstaculizados al proporcionar tratamiento al cruzar la barrera hematoencefálica, lo que produce una absorción deficiente en áreas del cerebro. Las glicoproteínas de transferrina pueden eludir la barrera hematoencefálica mediante el transporte mediado por receptores para receptores de transferrina específicos que se encuentran en las células endoteliales capilares del cerebro. [24] Debido a esta funcionalidad, se teoriza que las nanopartículas que actúan como portadores de fármacos unidas a las glicoproteínas de transferrina pueden penetrar la barrera hematoencefálica permitiendo que estas sustancias lleguen a las células enfermas del cerebro. [25] Los avances con las nanopartículas conjugadas de transferrina pueden conducir a la distribución de fármacos no invasivos en el cerebro con posibles consecuencias terapéuticas de enfermedades dirigidas al sistema nervioso central (SNC) (por ejemplo, Alzheimer o Parkinson ). [26]
Otros efectos
La transferrina deficiente en carbohidratos aumenta en la sangre con el consumo elevado de etanol y puede controlarse mediante pruebas de laboratorio. [27]
La transferrina es una proteína de fase aguda y se ve que disminuye en la inflamación, cánceres y ciertas enfermedades (en contraste con otras proteínas de fase aguda, por ejemplo, la proteína C reactiva, que aumenta en caso de inflamación aguda). [28]
Patología
La atransferrinemia se asocia con una deficiencia de transferrina.
En el síndrome nefrótico, la pérdida urinaria de transferrina, junto con otras proteínas séricas como la globulina transportadora de tiroxina, gammaglobulina y antitrombina III, puede manifestarse como anemia microcítica resistente al hierro .
Rangos de referencia
Un rango de referencia de ejemplo para la transferrina es 204–360 mg / dL. [29] Los resultados de las pruebas de laboratorio siempre deben interpretarse utilizando el rango de referencia proporcionado por el laboratorio que realizó la prueba.
Un nivel alto de transferrina puede indicar una anemia por deficiencia de hierro . Los niveles de hierro sérico y la capacidad total de unión al hierro (TIBC) se utilizan junto con la transferrina para especificar cualquier anomalía. Ver interpretación de TIBC . La transferrina baja probablemente indica desnutrición .
Interacciones
Se ha demostrado que la transferrina interactúa con el factor de crecimiento similar a la insulina 2 [30] y la IGFBP3 . [31] La regulación transcripcional de la transferrina está regulada positivamente por el ácido retinoico . [32]
Proteínas relacionadas
Los miembros de la familia incluyen la serotransferrina sanguínea (o siderofilina, generalmente llamada simplemente transferrina); lactotransferrina (lactoferrina); transferrina de leche; ovotransferrina de clara de huevo (conalbúmina); y melanotransferrina asociada a la membrana . [33]
Ver también
- Transferrina beta-2
- Receptor de transferrina
- Capacidad total de fijación de hierro
- Saturación de transferrina
- Ferritina
- Fitotransferrina
- Atransferrinemia
- Hipotransferrinemia
- Mutación del gen HFE H63D
Referencias
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enlaces externos
- Transferrina en los encabezamientos de materias médicas de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. (MeSH)
- Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P02787 (Serotransferrin) en el PDBe-KB .