化學(xué)與生命第7章鐵的吸收

第七章鐵的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)及儲(chǔ)備1.維持鐵的動(dòng)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(xì)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(jìng)爭(zhēng)。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(duì)鐵(III)選擇性吸收,高自旋。在細(xì)胞內(nèi)鐵(III)被還原為鐵(II).之后通過(guò)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(yùn)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(jìn)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(guò)腸絨毛一側(cè)的二價(jià)金屬離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白使鐵(II)進(jìn)入小腸內(nèi)。血液中的鐵是(III)，與運(yùn)鐵蛋白結(jié)合成穩(wěn)定的配合物一、運(yùn)鐵蛋白的結(jié)構(gòu)：金屬鍵合蛋白：血清運(yùn)鐵蛋白、拌清蛋白、乳鐵蛋白、黑素運(yùn)鐵蛋白功能：結(jié)合、輸運(yùn)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(shí)運(yùn)鐵蛋白與鐵(III)的緊密結(jié)合可阻止鐵(III)對(duì)自由基形成的催化作用及細(xì)菌與鐵鐵(III)的結(jié)合。從而起到抗毒與抗菌的作用。二、運(yùn)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(jī)陰離子：一端羧基、另給電子基團(tuán)；

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(diǎn)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(yùn)鐵蛋白構(gòu)象變化

三、運(yùn)鐵蛋白鐵的釋放運(yùn)鐵蛋白鐵(III)經(jīng)受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞并將鐵(III)釋放于胞質(zhì)溶液.1.影響運(yùn)鐵蛋白鐵(III)釋放的因素鐵(III)釋放的位點(diǎn);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(duì)運(yùn)鐵蛋白構(gòu)象的影響;pH的變化;螯合劑的競(jìng)爭(zhēng);與受體的結(jié)合;溫度

協(xié)同作用2.鐵釋放動(dòng)力學(xué)三個(gè)理論Baldwin理論Harris理論Egan理論第三節(jié)運(yùn)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(yùn)輸過(guò)程：在pH7.4CO32-協(xié)同下脫鐵運(yùn)鐵蛋白與鐵(III)結(jié)合，這是蛋白構(gòu)象變?yōu)檫\(yùn)鐵蛋白受體識(shí)別的構(gòu)象，并在細(xì)胞表面與運(yùn)鐵蛋白受體結(jié)合，Tf-TfR簇?fù)淼奖砻嬗芯W(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(jìn)入細(xì)胞而成為核內(nèi)體，小泡內(nèi)酸性增加使鐵(III)由運(yùn)鐵蛋白釋放，脫鐵運(yùn)鐵蛋白仍與運(yùn)鐵蛋白受體結(jié)合。鐵(III)被還原為穩(wěn)定的鐵(II)，并通過(guò)特定的蛋白跨過(guò)小泡膜進(jìn)入細(xì)胞而用于代謝功能或貯存鐵蛋白中與運(yùn)鐵蛋白受體結(jié)合的脫鐵運(yùn)鐵蛋白返回細(xì)胞表面并由細(xì)胞解離，進(jìn)入血液周轉(zhuǎn)使用。第四節(jié)儲(chǔ)鐵蛋白功能：起鐵(III)的儲(chǔ)備作用；對(duì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)鐵的管理一、儲(chǔ)鐵蛋白結(jié)構(gòu)：蛋白外客：無(wú)機(jī)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(chǔ)鐵蛋白的功能主要功能：鐵的儲(chǔ)備，機(jī)體或細(xì)胞鐵過(guò)?？晌铡６鄙贂r(shí)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(xué)調(diào)控脫鐵運(yùn)鐵蛋白、運(yùn)鐵蛋白受、儲(chǔ)鐵蛋白的量對(duì)鐵的吸收與利用有非常大的影響