タンパク質シアリル化は、鉄イオンのヒト血清トランスフェリンへのpH依存性結合に影響を与えます

生理学的または病態生理学的変化は、ヒト血清トランスフェリン（HTF）のシアル酸含有量の翻訳後変化につながり、人体における鉄輸送の重要なメディエーターであり、デシアリル化HTFの濃度が大幅に増加します。鉄をHTFに結合するときの固有の蛍光消光は、2つの鉄結合部位の結合多項式を使用して正常にモデル化され、ハイスループット形式の測定が可能になりました。シアル酸残基を除去すると、pH 7.4でのHTFの両方の部位に対して鉄結合親和性が3倍増加しました。鉄結合のpH依存性は、平衡定数に有意差を示し、pH 5.9でのデスアル化HTFに対する結合親和性の10倍の増加をもたらしました。HTFシアリル化の変化は、明らかに立体構造状態の安定性を調整し、それが拡散HTFの安定性に寄与します。条件付き熱力学平衡定数の観察された違いは、デシアリル化タンパク質がpH 6.5までのモノファリックHTF種よりも拡散HTFを好むことを示唆しています。結果は、HTFグリカン構造の変化と、組織アシドーシスに関連する鉄結合平衡の変化との間のリンクを示唆しています。

Physiological or pathophysiological changes lead to posttranslational changes in the sialic acid content of human serum transferrin (hTf), an essential mediator of iron transport in the human body, resulting in a significantly increased concentration of desialylated hTf. The intrinsic fluorescence quenching upon binding of iron to hTf was successfully modeled using the binding polynomial for two iron-binding sites, allowing measurements in a high-throughput format. Removal of sialic acid residues resulted in a 3-fold increase in iron binding affinity for both sites of hTf at pH 7.4. The pH-dependence of iron binding showed significant differences in equilibrium constants, resulting in a 10-fold increase in binding affinity for desialylated hTf at pH 5.9. The changes in hTf sialylation apparently result in tuning of the stability of the conformational state, which in turn contributes to the stability of the diferric hTf. The observed differences in the conditional thermodynamic equilibrium constants suggest that the desialylated protein has a higher preference for diferric hTf over monoferric hTf species down to pH 6.5, which may also influence the interaction with transferrin receptors that preferentially bind to diferric hTf. The results suggest a link between changes in hTf glycan structure and alterations in iron binding equilibrium associated with tissue acidosis.