化學與生命第7章鐵的吸收

第七章鐵的吸收、轉(zhuǎn)運及儲備1.維持鐵的動態(tài)平衡2.金屬酶、金屬蛋白和小分子配合物3.Fe(II)/Fe(III)的轉(zhuǎn)化而維持細胞功能第一節(jié)鐵載體維持鐵具有一定的濃度,滿足DNA合成、血紅素生成所需要的鐵與OH的競爭。Fe(OH)2、Fe(OH)3微生物鐵載體和植物鐵載體.一、鐵載體類型:氧肟酸鹽型：鄰苯二酚型檸檬酸-氧肟酸鹽型鄰苯二酚型代表二、鐵載體性質(zhì)配位原則：軟硬酸堿理論：軟-軟，硬-硬配位理論：穩(wěn)定常數(shù)大的配合物，吸收。鐵載體對鐵(III)選擇性吸收,高自旋。在細胞內(nèi)鐵(III)被還原為鐵(II).之后通過質(zhì)子化作用.置換出鐵(II).三、鐵載體的生物合成及調(diào)控

在基因水平上受Fe(II)離子的調(diào)控。第二節(jié)運鐵蛋白吸收：血紅素鐵、非血紅素鐵血紅素受體：位置在腸絨毛，血紅素鐵直接進入腸黏膜。血紅素鐵高利用度。釋放鐵(II).非非血紅素鐵(III)被還原為鐵(II)，然后通過腸絨毛一側(cè)的二價金屬離子轉(zhuǎn)運蛋白使鐵(II)進入小腸內(nèi)。血液中的鐵是(III)，與運鐵蛋白結(jié)合成穩(wěn)定的配合物一、運鐵蛋白的結(jié)構(gòu)：金屬鍵合蛋白：血清運鐵蛋白、拌清蛋白、乳鐵蛋白、黑素運鐵蛋白功能：結(jié)合、輸運及解離鐵(III)以控制鐵(III)在體液中的含量，并可避免鐵(III)的沉降而維持鐵(III)的可利用性；同時運鐵蛋白與鐵(III)的緊密結(jié)合可阻止鐵(III)對自由基形成的催化作用及細菌與鐵鐵(III)的結(jié)合。從而起到抗毒與抗菌的作用。二、運鐵蛋白的金屬離子、陰離子結(jié)合性能1.金屬離子的結(jié)合：伴陰離子：中和電荷、配位原子、可逆結(jié)合其他金屬離子的結(jié)合：30%鐵占據(jù)

Mn、Zn、Al、Ga、稀土離子2.陰離子的結(jié)合：伴陰離：CO32-，

有機陰離子：一端羧基、另給電子基團；

適宜的立體結(jié)構(gòu)非伴陰離子：特異性的結(jié)合，影響金屬鍵合位點調(diào)節(jié)金屬離子的釋放結(jié)合部位：伴陰離子的附近；金屬鍵合位電背部3.運鐵蛋白構(gòu)象變化

三、運鐵蛋白鐵的釋放運鐵蛋白鐵(III)經(jīng)受體介導的內(nèi)吞作用進入細胞并將鐵(III)釋放于胞質(zhì)溶液.1.影響運鐵蛋白鐵(III)釋放的因素鐵(III)釋放的位點;支持液中離子的組成\伴陰離非伴陰離子的特異性的結(jié)合\鹽對運鐵蛋白構(gòu)象的影響;pH的變化;螯合劑的競爭;與受體的結(jié)合;溫度

協(xié)同作用2.鐵釋放動力學三個理論Baldwin理論Harris理論Egan理論第三節(jié)運鐵蛋白受體鐵的定向釋放起關(guān)鍵作用一、結(jié)構(gòu)特征二、鐵的運輸過程：在pH7.4CO32-協(xié)同下脫鐵運鐵蛋白與鐵(III)結(jié)合，這是蛋白構(gòu)象變?yōu)檫\鐵蛋白受體識別的構(gòu)象，并在細胞表面與運鐵蛋白受體結(jié)合，Tf-TfR簇擁到表面有網(wǎng)絡(luò)蛋白的小窩內(nèi)；在一定的能量下，含有Tf-TfR的小泡形成并進入細胞而成為核內(nèi)體，小泡內(nèi)酸性增加使鐵(III)由運鐵蛋白釋放，脫鐵運鐵蛋白仍與運鐵蛋白受體結(jié)合。鐵(III)被還原為穩(wěn)定的鐵(II)，并通過特定的蛋白跨過小泡膜進入細胞而用于代謝功能或貯存鐵蛋白中與運鐵蛋白受體結(jié)合的脫鐵運鐵蛋白返回細胞表面并由細胞解離，進入血液周轉(zhuǎn)使用。第四節(jié)儲鐵蛋白功能：起鐵(III)的儲備作用；對進入細胞內(nèi)鐵的管理一、儲鐵蛋白結(jié)構(gòu)：蛋白外客：無機物的鐵核[(FeOOH)8(FeOOPO3H2)]的鐵(III)堿式磷酸鹽亞基組成不均一性二、儲鐵蛋白的功能主要功能：鐵的儲備，機體或細胞鐵過?？晌铡６鄙贂r又可釋放。低鐵（Fe/protein）50

2Fe2++O2+4H2O2FeOOHcore+H2O2+4H+高鐵（Fe/protein）2004Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O4Fe3++8H2O4FeOOHcore+8H+4Fe2++O2+6H2O4FeOOHcore+8H+H、L亞基

：第五節(jié)鐵的生物學調(diào)控脫鐵運鐵蛋白、運鐵蛋白受、儲鐵蛋白的量對鐵的吸收與利用有非常大的影響