フェリチンおよびトランスフリン受容体mRNAの調節

鉄は、新規mRNA/タンパク質相互作用を通じて、鉄代謝、フェリチン、トランスフェリン受容体に重要な2つのタンパク質の合成を調節します。mRNA調節配列（鉄応答元素（IRE））は、すべてのフェリチンmRNAの5'-非翻訳領域で発生し、トランスフリン受容体mRNAの3'に翻訳されていない領域の5つのバリエーションとして繰り返されます。鉄が過剰になると、フェリチン合成と鉄の貯蔵が増加します。同時に、トランスフリン受容体の合成と鉄の取り込みが減少します。2つのmRNAの異なる非コード領域における一般的なIRE調節シーケンスの位置は、鉄がどのように反対の代謝効果を持つことができるかを説明するかもしれません。IREがフェリチンmRNAの5'に翻訳されていない領域にある場合、翻訳は過剰な鉄によって強化されますが、トランスフリン受容体mRNAの3'-非翻訳領域におけるIREの存在は鉄依存性の分解につながります。鉄が実際にどのように作用するかはまだわかっていません。肝臓および赤血球からの均一性に最近精製された可溶性90-kDA調節タンパク質は、フェリチンmRNAの翻訳を特異的にブロックし、IRE配列に結合しますが、鉄結合タンパク質のようには見えません。タンパク質は、20年前の予測を特定して確認した最初の特定の真核生物mRNA調節因子です。フェリチンおよびトランスフリン受容体mRNAの鉄による協調的調節は、一般的なmRNA配列を使用して代謝に関連するタンパク質の合成を調整するためのより一般的な戦略を定義する可能性もあります。

Iron regulates the synthesis of two proteins critical for iron metabolism, ferritin and the transferrin receptor, through novel mRNA/protein interactions. The mRNA regulatory sequence (iron-responsive element (IRE)) occurs in the 5'-untranslated region of all ferritin mRNAs and is repeated as five variations in the 3'-untranslated region of transferrin receptor mRNA. When iron is in excess, ferritin synthesis and iron storage increase. At the same time, transferrin receptor synthesis and iron uptake decrease. Location of the common IRE regulatory sequence in different noncoding regions of the two mRNAs may explain how iron can have opposite metabolic effects; when the IRE is in the 5'-untranslated region of ferritin mRNA, translation is enhanced by excess iron whereas the presence of the IREs in the 3'-untranslated region of the transferrin receptor mRNA leads to iron-dependent degradation. How and where iron actually acts is not yet known. A soluble 90-kDa regulatory protein which has been recently purified to homogeneity from liver and red cells specifically blocks translation of ferritin mRNA and binds IRE sequences but does not appear to be an iron-binding protein. The protein is the first specific eukaryotic mRNA regulator identified and confirms predictions 20 years old. Concerted regulation by iron of ferritin and transferrin receptor mRNAs may also define a more general strategy for using common mRNA sequences to coordinate the synthesis of metabolically related proteins.