Panoramica

Il ferro svolge un ruolo vitale nella maggior parte degli organismi grazie alla sua capacità di catalizzare il trasferimento di elettroni, una parte vitale delle reazioni metaboliche nei mitocondri durante la produzione di energia. Inoltre, nei mammiferi il ferro è un componente chiave dell’emoglobina, consentendo il trasporto di ossigeno ai tessuti attraverso i globuli rossi. Il ferro libero è potenzialmente tossico a causa della sua capacità di catalizzare la generazione di radicali liberi dannosi. Per questo motivo, il ferro è solitamente legato alle proteine come parte dei gruppi eme o dei centri ferro-zolfo per l’attività funzionale. Il ferro non funzionale è legato alle proteine di trasporto o di stoccaggio, ma può essere più liberamente attaccato ad altre proteine in una forma labile. L’attento controllo della distribuzione del ferro nell’uomo non solo regola la disponibilità e la tossicità, ma svolge anche un ruolo nella risposta immunitaria. Durante l’infezione il corpo sequestra il ferro disponibile per impedirne l’uso invadendo i batteri, limitando significativamente la loro capacità di crescere e moltiplicarsi.

Uno dei controllori chiave del trasporto del ferro nelle cellule è CD71, noto anche come recettore della transferrina 1. La figura 1 riassume il suo ruolo nel trasporto del ferro dal fluido tissutale o dal plasma nella cellula. Il ferro” libero”, sotto forma di Fe(III) si lega alla transferrina, che a sua volta diventa un ligando per CD71 legato alla membrana. Il complesso Fe (III)-transferin-CD71 viene quindi endocytosed in un endosoma che viene acidificato attraverso l’azione delle pompe ioniche. All’interno dell’ambiente acido, il complesso si dissocia nelle sue parti componenti. CD71 e transferrina vengono riciclati in superficie, mentre Fe (III) viene ridotto a Fe(II) attraverso l’attività della metalloproteasi STEAP3. Fe (II) può quindi essere esportato dall’endosoma dalla proteina DMT1 (trasportatore di metalli bivalenti 1). All’interno del citoplasma il Fe(II) può associarsi con ferritina ed essere immagazzinato per uso futuro; elaborato nei mitocondri per la sintesi dei gruppi di heme e dei composti di Fe-S; o liberato di nuovo nell’ambiente extracellulare con l’azione di ferroportin. Il rilascio di Fe (II) da parte di ferroportina è controllato negativamente dall’ormone epcidina dal fegato, ad esempio durante l’infiammazione per limitare la disponibilità di ferro ai patogeni. Il ferro rilasciato Fe (II) può quindi essere convertito nella forma Fe(III) da proteine plasmatiche come la ceruloplasmina.

Fig. 1. Il ruolo del recettore della transferrina 1 nel trasporto del ferro nelle cellule.

Studio del trasporto del ferro

Bio-Rad vende una gamma di anticorpi contro le proteine coinvolte nell’omeostasi del ferro.

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 superficie cellulare della glicoproteina transmembrana, altrimenti noto come recettore della transferrina. CD71 è espresso sulle cellule del lignaggio eritroide ma manca dalla maggior parte degli eritrociti maturi. Il clone 8D3 riconosce forme native, solubili e denaturate di CD71 murino. Il legame dell’anticorpo 8D3 con CD71 non interferisce con l’assorbimento di ferro nelle cellule. Ratto Anti-Topo TER-119/eritroide cellule anticorpo, clone TER-119 riconosce TER-119 noto anche come Ly-76. Il clone TER-119 rileva una proteina 52 kDa associata alla glicoforina A espressa dalla superficie cellulare. TER-119 è un antigene eritroide-specifico espresso dal primo proerythroblast fino allo stadio eritrocitario maturo. Questo antigene è anche espresso in misura minore sul 20-25% delle cellule del midollo osseo e sul 2-3% delle cellule della milza. Questi marcatori chiave sono stati usati insieme nella citometria a flusso (Figura 2) per mostrare il CD71 richiesto per l’importazione di FE per sintetizzare l’emoglobina nei proeritroblasti positivi TER-119.

Fig. 2. Analisi di citometria a flusso dei marcatori di trasporto tron di topo CD71 e TER-119. A, RPE coniugato Ratto Anti-Topo TER-119 (MCA6044PE) anticorpo e FITC coniugato Ratto Is2A Controllo isotipo (MCA1212F). B, RPE coniugato ratto Anti-Topo TER-119 (MCA6044PE) anticorpo e FITC coniugato ratto Anti-topo CD71 (MCA2474F) anticorpo. Tutti gli esperimenti eseguiti sul midollo osseo del topo. Dati acquisiti sull’analizzatore di celle ZE5™.