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Transportador de hemo

Un transportador de hemo es una proteína que transporta hemo a las distintas partes de una célula biológica que lo requieren.

El hemo es una fuente importante de hierro en la dieta de los seres humanos y otros mamíferos, y su síntesis en el organismo es bien conocida, pero las vías del hemo no lo son tanto. Es probable que el hemo esté estrictamente regulado por dos razones: la naturaleza tóxica del hierro en las células y la falta de un sistema excretor regulado para el exceso de hierro. Por lo tanto, comprender las vías del hemo es importante para comprender enfermedades como la hemocromatosis y la anemia .

Transporte de hemo

Los miembros de la familia transportadora de solutos SLC48 y SLC49 participan en el transporte de hemo a través de las membranas celulares ( ATPasa transportadora de hemo ). [1]

SLC48A1 [2] —también conocido como Heme-Responsive Gene 1 (HRG1)— y sus ortólogos fueron identificados por primera vez como una familia de transportadores de hemo a través de una prueba genética en C.elegans . [3] La proteína juega un papel en la movilización del hemo desde el lisosoma hasta el citoplasma . [4] La eliminación del gen en ratones conduce a la acumulación de cristales de hemo llamados hemozoína dentro de los lisosomas de la médula ósea, el hígado y los macrófagos esplénicos, [5] [6] pero no se sabe que el gen esté asociado con enfermedades humanas.

FLVCR1 [7] se identificó originalmente como el receptor del virus de la leucemia felina , cuya alteración genética provoca anemia y alteración del transporte del hemo. [8] [9] Parece proteger a las células en la etapa CFU-E exportando hemo para prevenir la toxicidad del hemo. Las mutaciones homocigóticas raras dan lugar a ataxia autosómica recesiva de la columna posterior con retinitis pigmentosa . [10] [11]

FLVCR2 [12] está estrechamente relacionado con FLCVR1, y los experimentos de transfección genética indican que transporta hemo. [13] Las mutaciones en el gen están asociadas con la vasculopatía proliferativa y el síndrome de hidranencefalia-hidrocefalia (PVHH, también conocido como síndrome de Fowler). [14] [15]

Los genes relacionados SLC49A3 [16] y SLC49A4 [17] están menos caracterizados [1] funcionalmente, aunque SLC49A4 también se conoce como proteína 2 alterada en el cáncer renal o RCC4 debido a una asociación con el cáncer de células renales . [18] [19]

Referencias

  1. ^ ab Khan AA, Quigley JG (2013). "Familias transportadoras relacionadas con el hemo y FLVCR SLC48 y SLC49". Aspectos moleculares de la medicina . 34 (2–3): 669–82. doi :10.1016/j.mam.2012.07.013. PMC  3602793 . PMID  23506900.
  2. ^ Tarjeta genética para SLC48A1
  3. ^ Rajagopal A, Rao AU, Amigo J, Tian M, Upadhyay SK, Hall C, Uhm S, Mathew MK, Fleming MD, Paw BH, Krause M, Hamza I (junio de 2008). "La homeostasis del hemo está regulada por las funciones conservadas y concertadas de las proteínas HRG-1". Nature . 453 (7198): 1127–31. Bibcode :2008Natur.453.1127R. doi :10.1038/nature06934. PMC 4058867 . PMID  18418376. 
  4. ^ White C, Yuan X, Schmidt PJ, Bresciani E, Samuel TK, Campagna D, Hall C, Bishop K, Calicchio ML, Lapierre A, Ward DM, Liu P, Fleming MD, Hamza I (febrero de 2013). "HRG1 es esencial para el transporte del hemo desde el fagolisosoma de los macrófagos durante la eritrofagocitosis". Metabolismo celular . 17 (2): 261–70. doi :10.1016/j.cmet.2013.01.005. PMC 3582031 . PMID  23395172. 
  5. ^ Pek, Rini H.; Yuan, Xiaojing; Rietzschel, Nicole; Zhang, Jianbing; Jackson, Laurie; Nishibori, Eiji; Ribeiro, Ana; Simmons, William; Jagadeesh, Jaya; Sugimoto, Hiroshi; Alam, Md Zahidul; Garrett, Lisa; Haldar, Malay; Ralle, Martina; Phillips, John D. (1 de octubre de 2019). "La hemozoína producida por mamíferos confiere tolerancia al hemo". eLife . 8 : e49503. doi : 10.7554/eLife.49503 . ISSN  2050-084X. PMC 6773446 . PMID  31571584. 
  6. ^ Simmons, William R.; Wain, Lily; Toker, Joseph; Jagadeesh, Jaya; Garrett, Lisa J.; Pek, Rini H.; Hamza, Iqbal; Bodine, David M. (2020). "La homeostasis normal del hierro requiere el transportador SLC48A1 para un reciclaje eficiente del hierro hemo en mamíferos". Frontiers in Genome Editing . 2 : 8. doi : 10.3389/fgeed.2020.00008 . ISSN  2673-3439. PMC 8525403 . PMID  34713217. 
  7. ^ Tarjeta genética para FLVCR1
  8. ^ Quigley JG, Yang Z, Worthington MT, Phillips JD, Sabo KM, Sabath DE, Berg CL, Sassa S, Wood BL, Abkowitz JL (septiembre de 2004). "Identificación de un exportador de hemo humano que es esencial para la eritropoyesis". Cell . 118 (6): 757–66. doi : 10.1016/j.cell.2004.08.014 . PMID  15369674. S2CID  12749187.
  9. ^ Keel SB, Doty RT, Yang Z, Quigley JG, Chen J, Knoblaugh S, Kingsley PD, De Domenico I, Vaughn MB, Kaplan J, Palis J, Abkowitz JL (febrero de 2008). "Se requiere una proteína exportadora de hemo para la diferenciación de glóbulos rojos y la homeostasis del hierro". Science . 319 (5864): 825–8. Bibcode :2008Sci...319..825K. doi :10.1126/science.1151133. PMID  18258918. S2CID  5510704.
  10. ^ Berciano J, Polo JM (diciembre de 1998). "Ataxia autosómica recesiva de la columna posterior y retinitis pigmentosa". Neurología . 51 (6): 1772–3. doi :10.1212/wnl.51.6.1772-a. PMID  9855554. S2CID  46553303.
  11. ^ "Herencia mendeliana en línea en el hombre: FLCVR1". omim.org .
  12. ^ Tarjeta genética para FLVCR2
  13. ^ Duffy SP, Shing J, Saraon P, Berger LC, Eiden MV, Wilde A, Tailor CS (noviembre de 2010). "La proteína FLVCR2 asociada al síndrome de Fowler es un importador de hemo". Biología molecular y celular . 30 (22): 5318–24. doi :10.1128/MCB.00690-10. PMC 2976379 . PMID  20823265. 
  14. ^ Thomas S, Encha-Razavi F, Devisme L, Etchevers H, Bessieres-Grattagliano B, Goudefroye G, Elkhartoufi N, Pateau E, Ichkou A, Bonnière M, Marcorelle P, Parent P, Manouvrier S, Holder M, Laquerrière A, Loeuillet L, Roume J, Martinovic J, Mougou-Zerelli S, Gonzales M, Meyer V, Wessner M, Feysot CB, Nitschke P, Leticee N, Munnich A, Lyonnet S, Wookey P, Gyapay G, Foliguet B, Vekemans M, Attié-Bitach T (octubre de 2010). "La secuenciación de alto rendimiento de un intervalo de enlace de 4,1 Mb revela deleciones y mutaciones de FLVCR2 en vasculopatía cerebral letal" (PDF) . Mutación humana . 31 (10): 1134–41. doi :10.1002/humu.21329. PMID  20690116. S2CID  20452899.
  15. ^ "Herencia mendeliana en línea en el hombre: FLCVR1". omim.org .
  16. ^ Tarjeta genética para SLC49A3
  17. ^ Tarjeta genética para SLC49A4
  18. ^ Bodmer D, Eleveld M, Kater-Baats E, Janssen I, Janssen B, Weterman M, Schoenmakers E, Nickerson M, Linehan M, Zbar B, van Kessel AG (marzo de 2002). "Interrupción de un nuevo gen transportador de MFS, DIRC2, por un t(2;3)(q35;q21) asociado al carcinoma de células renales familiar". Human Molecular Genetics . 11 (6): 641–9. doi : 10.1093/hmg/11.6.641 . PMID  11912179.
  19. ^ Podolski J, Byrski T, Zajaczek S, Druck T, Zimonjic DB, Popescu NC, Kata G, Borowka A, Gronwald J, Lubinski J, Huebner K (2001). "Caracterización de una translocación del cromosoma t (2; 3) (q33; q21) familiar asociada a CCR". Revista de genética humana . 46 (12): 685–93. doi : 10.1007/s100380170001 . PMID  11776380. S2CID  28156717.
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