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Iron regulatory protein

Abkürzung: IRP
Synonym: iron-regulated protein

1 Definition

Iron regulatory proteins, zu deutsch "Eisen-regulierende Proteine", steuern die Expression von Genen, die an der Kontrolle des intrazellulären Eisenstoffwechsels beteiligt sind.

2 Funktion

Die beiden Varianten IRP-1 und IRP-2 binden im Zytoplasma an mRNA und kontrollieren die Translation von Ferritin, Transferrin-Rezeptoren (TfRs) und anderen für den Eisenstoffwechsel relevanten Proteinen wie der δ-Aminolävulinatsynthase. Dies geschieht, indem sie an ein sog. Iron-responsive element (IRE) binden, das auf der 5'-UTR lokalisiert ist.

Wenn in der Zelle ein Mangel an Eisen vorliegt, binden die IRPs mit hoher Affinität an die IREs der Ferritin-mRNA und unterdrücken dadurch die weitere Translation von Ferritin. Liegt umgekehrt ein Eisenüberschuss vor, verlieren die IRPs die Eigenschaft, an IREs zu binden, und beschleunigen dadurch die Translation von Ferritin mRNA und damit die Ferritin-Bildung.

In ähnlicher Weise wird die Bildung von Transferrin-Rezeptoren (TfR) kontrolliert. Bei niedrigen Eisenspiegeln binden IRPs an die IREs der TfR-mRNA und schützen die mRNA vor der Degradation. Dadurch wird die Synthese von Rezeptorproteinen gesteigert. Bei hohen Eisenspiegeln wird IRP-2 rasch von Proteasomen degradiert und kann die TfR-mRNA nicht mehr schützen. Sie wird ihrerseits degradiert, die Synthese vom Transferrin-Rezeptoren sinkt.

IRP-1 and IRP-2 haben eine weitgehend homologe Proteinsequenz, unterscheiden sich aber in ihrer Gewebeverteilung und in ihrem Regulationsmechanismus. IRP-1 kommt in Körperzellen generell häufiger vor und verfügt zusätzlich über Aconitase-Aktivität. IRP-2 hat keine Aconitase-Aktivität spricht dafür aber ein exklusives IRE-Subset an.

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