安娜·马拉·罗德里格兹博士
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贝勒医学院 哺乳动物铁转运蛋白的三维结构
左图显示了铁转运蛋白(青色和褐色)与抗体(紫色)复合物的冷冻电镜密度图
中间和右边的图片显示了铁转运蛋白的卡通形象，其氮和碳结构域分别用蓝绿色和棕色着色
每个结构域都有一个铁离子结合位点，用一个矩形方框标记，与铁离子配位的残基显示为棒状
学分:沈杰民/周实验室/自然通信，2020
体内铁过多或过少都会导致疾病，但生物已经开发出保持铁水平平衡的方法
铁转运蛋白是唯一已知的将铁释放到血液中的铁输出者，是铁平衡机制的重要组成部分
为了更好地理解铁的调节，贝勒医学院的研究人员领导的团队分析了哺乳动物铁转运蛋白的三维结构，揭示了意想不到的特征和新的作用模式，可以指导创新治疗策略的发展
这项研究发表在《自然通讯》上
“铁转运蛋白基因中的60多个突变与人类疾病有关
其中一些突变使铁转运蛋白对铁转运蛋白不敏感，铁转运蛋白是一种在肝脏合成的肽激素，有助于铁转运蛋白的调节
周明，露丝·麦克林·鲍曼·鲍尔斯生物化学和分子生物学教授
周也是贝勒大学丹·邓肯癌症综合中心的成员
铁转运蛋白和铁调素协调它们的活动来保持体内铁的平衡
铁转运蛋白将铁输出到血液中，铁转运蛋白控制铁的输出不超过需求
当它对铁调素没有反应时，铁调素保持活性
因此，身体承受着铁的负担，这种情况被称为铁超载疾病
“我们希望通过观察铁转运蛋白的结构来更好地理解铁转运的调节过程，”第一作者之一的Dr
贝勒大学生物化学与分子生物学助理教授潘亚平
“既没有描述铁转运蛋白的结构，也没有描述铁转运蛋白和铁调素的结构
对这些结构的进一步研究将为铁转运蛋白如何工作以及铁转运蛋白如何调节其活性提供新的见解，为治疗铁超载疾病的新方法开辟了可能性
" 一种具有挑战性的蛋白质 研究人员研究了来自菲律宾灵长类动物眼镜猴的铁转运蛋白，它与人类铁转运蛋白的相似度超过90%
以前的研究着眼于细菌铁转运蛋白和其他铁转运蛋白，表明这些蛋白质只有一个铁结合位点，它们一次携带一个铁基团
周实验室的定量和计算生物科学研究生、第一作者沈杰民(音译)说:“我们在开始研究时假设睑板腺铁转运蛋白也有一个铁结合位点，并对我们的实验结果感到很困惑。”
例如，该小组进行了实验，以确定改变铁结合位点将如何影响铁转运蛋白的三维结构
当他们发现改变网站似乎没有多大效果时，他们很感兴趣，这与他们的预期相反
一旦我们用冷冻电子显微镜揭示了铁转运蛋白的结构，我们就意识到它有两个铁结合位点
这是一个惊喜，解释了让我们困惑的数据
" “我们只改变了一个位点，似乎另一个位点仍在结合铁，所以我们没有看到铁转运蛋白的结构有太大变化，”沈说
第二个真正令人兴奋的发现是跗骨铁转运蛋白的作用方式不同于其他铁转运蛋白，”周说
铁离子出口带有两个正电荷
潘说:“我们发现，当铁转运蛋白输出铁离子时，带正电荷的质子被输送到细胞中，平衡电荷，促进铁的进一步输出。”
“我们正在利用这些新的结构和功能发现来确定能够调节铁转运蛋白的小分子候选物
我们也在研究人类铁转运蛋白，”周说
“这个项目有很好的潜力将研究成果转化到床边
"
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