Übersicht

Eisen spielt in den meisten Organismen eine wichtige Rolle, da es den Elektronentransfer katalysieren kann, ein wichtiger Bestandteil von Stoffwechselreaktionen in den Mitochondrien während der Energieproduktion. Darüber hinaus ist Eisen bei Säugetieren eine Schlüsselkomponente von Hämoglobin und ermöglicht den Transport von Sauerstoff zu Geweben über rote Blutkörperchen. Freies Eisen ist aufgrund seiner Fähigkeit, die Bildung schädlicher freier Radikale zu katalysieren, potenziell toxisch. Aus diesem Grund wird Eisen normalerweise als Teil von Häm-Gruppen oder Eisen-Schwefel-Zentren für funktionelle Aktivität an Proteine gebunden. Nichtfunktionelles Eisen ist an Träger- oder Speicherproteine gebunden, kann aber in labiler Form lockerer an andere Proteine gebunden sein. Die sorgfältige Kontrolle der Eisenverteilung beim Menschen reguliert nicht nur die Verfügbarkeit und Toxizität, sondern spielt auch eine Rolle bei der Immunantwort. Während der Infektion sequestriert der Körper verfügbares Eisen, um seine Verwendung durch eindringende Bakterien zu verhindern, was ihre Wachstums- und Vermehrungsfähigkeit erheblich einschränkt.

Einer der wichtigsten Controller des Eisentransports in Zellen ist CD71, auch bekannt als Transferrinrezeptor 1. Abbildung 1 fasst seine Rolle beim Transport von Eisen aus Gewebeflüssigkeit oder Plasma in die Zelle zusammen. „Freies“ Eisen in Form von Fe (III) bindet an Transferrin, das selbst zu einem Liganden für membrangebundenes CD71 wird. Der Fe (III) -transferin-CD71-Komplex wird dann in ein Endosom endozytiert, das durch die Wirkung von Ionenpumpen angesäuert wird. In der sauren Umgebung zerfällt der Komplex in seine Bestandteile. CD71 und Transferrin werden wieder an die Oberfläche zurückgeführt, während Fe (III) durch die Aktivität der Metalloprotease STEAP3 zu Fe(II) reduziert wird. Fe(II) kann dann durch das Protein DMT1 (divalent metal Transporter 1) aus dem Endosom exportiert werden. Innerhalb des Zytoplasmas kann sich das Fe (II) mit Ferritin assoziieren und für die zukünftige Verwendung gespeichert werden; in den Mitochondrien zur Synthese von Hämgruppen und Fe-S-Verbindungen verarbeitet; oder durch die Wirkung von Ferroportin wieder in die extrazelluläre Umgebung freigesetzt. Die Freisetzung von Fe(II) durch Ferroportin wird durch das Hormon Hepcidin aus der Leber negativ gesteuert, beispielsweise während einer Entzündung, um die Eisenverfügbarkeit für Krankheitserreger zu begrenzen. Das freigesetzte Fe(II) -Eisen kann dann durch Plasmaproteine wie Ceruloplasmin wieder in die Fe (III) -Form umgewandelt werden.

Abb. 1. Die Rolle des Transferrinrezeptors 1 beim Eisentransport in Zellen.

Untersuchung des Eisentransports

Bio-Rad verkauft eine Reihe von Antikörpern gegen Proteine, die an der Eisenhomöostase beteiligt sind.

Target	Human	Mouse	Rat
CD71/TfR1	MCA1148, MCA2775, VMA00037	MCA1033, MCA2474	MCA155
Transferrin	9100-0004, 9100-1055, AHP081, AHP1757, AHP858, VMA00578, VPA00797	AHP081	9100-1055, AHP081
Ferritin	4420-4804, 4420-3010, 4420-3904GA, 4420-4804, AHP2179, OBT1639
Ceruloplasmin
Proerythroblasts / Erythrocytes	MCA506G	MCA6044G

Flow Cytometry Analysis of Key Iron Transport Marker CD71

Rat Anti-Mouse CD71 Antibody, clone 8D3 recognizes mouse CD71, a 763 amino acid ~95 kDa single pass type II Transmembran-Glykoprotein-Zelloberfläche, auch bekannt als Transferrinrezeptor. CD71 wird auf Zellen der erythroiden Linie exprimiert, fehlt jedoch in der Mehrzahl der reifen Erythrozyten. Der Klon 8D3 erkennt native, lösliche und denaturierte Formen des murinen CD71. Die Bindung des 8D3-Antikörpers an CD71 beeinträchtigt die Eisenaufnahme in die Zellen nicht. Ratte Anti-Maus TER-119/Erythroid Zellen Antikörper, klon TER-119 erkennt TER-119 auch bekannt als Ly-76. Der TER-119-Klon detektiert ein 52-kDa-Protein, das mit Zelloberflächen-exprimiertem Glycophorin A assoziiert ist. TER-119 ist ein Erythroid-spezifisches Antigen, das vom frühen Proerythroblasten bis zum reifen Erythrozytenstadium exprimiert wird. Dieses Antigen wird auch in geringerem Maße auf 20-25% der Knochenmarkszellen und 2-3% der Milzzellen exprimiert. Diese Schlüsselmarker wurden zusammen in der Durchflusszytometrie verwendet (Abbildung 2), um CD71 zu zeigen, das für den FE-Import zur Synthese von Hämoglobin in TER-119-positiven Proerythroblasten erforderlich ist.

Abb. 2. Durchflusszytometrische Analyse der Maus-Tron-Transportmarker CD71 und TER-119. A, RPE konjugierte Ratte Anti-Maus TER-119 (MCA6044PE) Antikörper und FITC konjugierte Ratte IgG2a Isotyp Kontrolle (MCA1212F). B, RPE konjugierte Ratte Anti-Maus TER-119 (MCA6044PE) Antikörper und FITC konjugierte Ratte Anti-Maus CD71 (MCA2474F) Antikörper. Alle Experimente wurden an Mausknochenmark durchgeführt. Daten, die mit dem ZE5™ Cell Analyzer erfasst wurden.