トランスフェリン

TF
利用可能な構造 電子データ オルソログ検索: PDBe RCSB PDB IDコードのリスト 4X1D、1A8E、1A8F、1B3E、1BP5、1BTJ、1D3K、1D4N、1DTG、1FQE、1FQF、1JQF、1N7W、1N7X、1N84、1OQG、1OQH、1RYO、1SUV、2HAU、2HAV、2O7U、2O84、3FGS、3QYT、3S9L、3S9M、3S9N、3SKP、3V83、3V89、3V8X、3VE1、4H0W、4X1B、5DYH
識別子
エイリアス	TF、PRO1557、PRO2086、TFQTL1、HEL-S-71p、トランスフェリン
外部ID	OMIM : 190000; MGI : 98821; HomoloGene : 68153; GeneCards : TF; OMA :TF - オルソログ
遺伝子の位置（ヒト） クロ。 染色体3（ヒト）[1] バンド 3q22.1 始める 133,746,040 bp [1] 終わり 133,796,641 bp [1]
遺伝子の位置（マウス） クロ。 9番染色体（マウス）[2] バンド 9 F1|9 55.03 cM 始める 103,081,200 bp [2] 終わり 103,107,643 bp [2]
RNA発現パターン ブギー 人間 マウス（相同遺伝子） トップの表現 迷走神経下神経節 脳梁 上前庭核 内皮細胞 橋 中前頭回 下オリーブ核 C1セグメント 腹側被蓋野 視神経 トップの表現 肝臓の左葉 網膜色素上皮 人間の胎児 白色脂肪組織 胎児肝臓造血前駆細胞 膀胱移行上皮 卵形嚢 卵黄嚢 左肺葉 深部小脳核 参照表現データの詳細 バイオGPS 参照表現データの詳細
遺伝子オントロジー 分子機能 鉄結合 金属イオン結合 タンパク質結合 鉄膜透過輸送活性 鉄結合 トランスフェリン受容体結合 鉄シャペロン活性 細胞成分 リサイクルエンドソーム 小胞 HFE-トランスフェリン受容体複合体 後期エンドソーム 血液微粒子 細胞の基底部分 エンドサイトーシス小胞 細胞外領域 細胞表面 基底細胞膜 細胞膜の外側の外因性成分 初期エンドソーム 頂端細胞膜 細胞質の核周囲領域 クラスリン被覆ピット 分泌顆粒腔 エンドソーム膜 細胞外エクソソーム 細胞外空間 クラスリン被覆小胞膜 細胞質小胞 小胞体腔 生物学的プロセス 受容体を介したエンドサイトーシスの正の制御 鉄イオンに対する細胞反応 タンパク質の安定性の調節 トランスフェリン輸送 鉄イオン恒常性 血小板脱顆粒 イオン輸送 網膜恒常性 鉄イオン輸送 細胞鉄イオン恒常性 膜組織 翻訳後タンパク質修飾 輸送 鉄イオン膜輸送 鉄イオン輸送の調節 出典:Amigo / QuickGO
オルソログ 種 人間 ねずみ エントレズ 7018 22041 アンサンブル ENSG00000091513 ENSMUSG00000032554 ユニプロット P02787 Q921I1 RefSeq (mRNA) NM_001063 NM_001354704 NM_001354703 NM_133977 RefSeq (タンパク質) NP_001054 NP_001341633 NP_001341632 NP_598738 場所 (UCSC) 3 章: 133.75 – 133.8 Mb 9 章: 103.08 – 103.11 Mb PubMed検索 [3] [4]
ウィキデータ
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トランスフェリンは脊椎動物に見られる糖タンパク質で、鉄（Fe）と結合し、血漿を介した鉄の輸送を媒介します。^{[5]トランスフェリンは}肝臓で生成され、2つのFe ³⁺イオンの結合部位を持っています。^[6]ヒトのトランスフェリンはTF遺伝子によってコードされ、76 kDaの糖タンパク質として生成されます。^{[7] [8]}

トランスフェリン糖タンパク質は鉄と強固に結合しますが、可逆的です。トランスフェリンに結合している鉄は体内の総鉄の 0.1% (4 mg) 未満ですが、最も活発な鉄プールを形成し、最も高い回転率 (25 mg/24 時間) を誇ります。トランスフェリンの分子量は約 80 kDaで、2 つの特異的な高親和性Fe(III)結合部位があります。トランスフェリンの Fe(III) に対する親和性は非常に高い (結合定数はpH 7.4 で10 ²⁰ M ^{−1 ) [9]ですが、中性より}pH が低下すると徐々に低下します。トランスフェリンは鉄だけでなく、さまざまな金属イオンにも結合します^[10] 。これらの糖タンパク質は、脊椎動物のさまざまな体液に存在します^{[11] [12] 。一部の無脊椎動物には、}血リンパ中に見られるトランスフェリンのように作用するタンパク質があります^{[11] [13]}。

鉄に結合していない場合、トランスフェリンは「アポトランスフェリン」として知られています（アポタンパク質も参照）。

トランスフェリンは、脊椎動物の体液中によく見られる糖タンパク質です。鉄を多く含むトランスフェリンタンパク質が、骨髄中の赤血球前駆細胞などの細胞表面にあるトランスフェリン受容体に遭遇すると、それに結合し、受容体を介したエンドサイトーシスによって小胞に運ばれ、細胞内に輸送されます。^[14]小胞のpHは、水素イオンポンプ（H⁺
鉄イオンはATPasesのpHを約5.5に下げ、トランスフェリンから放出される。^[11]鉄の放出速度は、pHレベル、ローブ間の相互作用、温度、塩、キレート剤などのいくつかの要因に依存する。^[14]リガンドに結合したトランスフェリンを持つ受容体は、エンドサイトーシスサイクルを経て細胞表面に戻り、次の鉄の取り込みに備える。各トランスフェリン分子は、2つの鉄イオンを第二鉄の形で運ぶ能力を持っている（ Fe^3歳以上
）。^[13]

肝臓はトランスフェリン合成の主な部位ですが、脳を含む他の組織や臓器もトランスフェリンを生成します。脳におけるトランスフェリン分泌の主な源は、脳室系の脈絡叢です。^{[15]トランスフェリンの主な役割は、}十二指腸の吸収中心と白血球マクロファージからすべての組織に鉄を運ぶことです。トランスフェリンは、赤血球生成と活発な細胞分裂が起こる領域で重要な役割を果たします。 [16] 受容体は、鉄濃度を制御することで細胞内の鉄の恒常性を維持するのに役立ちます。[ ^{16 ]}

ヒトのトランスフェリンをコードする遺伝子は染色体バンド3q21に位置する。 ^[7]

医療専門家は、鉄欠乏症やヘモクロマトーシスなどの鉄過剰症の場合、血清トランスフェリン濃度を検査することがあります。

キイロショウジョウバエは3つのトランスフェリン遺伝子を持ち、他のすべてのモデル系統群とは大きく異なっています。一方、 Ciona intestinalis は1つです。Danio rerio は3つの遺伝子が互いに大きく異なっており、 Takifugu rubripesとXenopus tropicalisとGallus gallusも同様です。一方、 Monodelphis domestica は2つの相同遺伝子を持ち、 Mus musculus は2つの比較的近い相同遺伝子と1つの遠い相同遺伝子を持っています。Dictyostelium discoideum、 Arabidopsis thaliana、およびPseudomonas aeruginosaについても、関連性と相同性/相同性のデータがあります。 ^[17]

ヒトでは、トランスフェリンは679個のアミノ酸を含むポリペプチド鎖と2つの糖鎖で構成されています。このタンパク質は、 2つのドメインを形成するαヘリックスとβシートで構成されています。^[18] N末端とC末端の配列は球状のローブで表され、2つのローブの間には鉄結合部位があります。^[12]

鉄イオンをトランスフェリンに結合するアミノ酸は、両方の葉で同じです。2つのチロシン、1つのヒスチジン、および1つのアスパラギン酸です。鉄イオンが結合するには、好ましくは炭酸イオン（CO^{2−3 （}
_2−3））。^{[18] [13]}

トランスフェリンには、トランスフェリン鉄結合受容体もあり、これはジスルフィド結合ホモ二量体です。^[16]ヒトでは、各モノマーは760個のアミノ酸で構成されています。各モノマーは1つまたは2つの鉄原子に結合できるため、トランスフェリンへのリガンド結合が可能になります。各モノマーは、プロテアーゼドメイン、ヘリカルドメイン、およびアピカルドメインの3つのドメインで構成されています。トランスフェリン受容体の形状は、3つの明確な形状のドメインが交差しているため、蝶に似ています。^{[18]ヒトには、トランスフェリン受容体1（TfR1）とトランスフェリン受容体2（TfR2）と呼ばれる2つの主要なトランスフェリン受容体があります。どちらも構造が似ていますが、TfR1はヒトTFにのみ特異的に結合できますが、TfR2は}ウシTFと相互作用する能力も持っています。^[8]

• 
  トランスフェリンは受容体に結合した。^[19]
• 
  トランスフェリン受容体複合体^[20]

トランスフェリンは自然免疫系にも関連しています。粘膜に存在し、鉄と結合して遊離鉄の少ない環境を作り出し、鉄抑制と呼ばれるプロセスで細菌の生存を妨げます。トランスフェリンのレベルは炎症時に低下します。^[21]

鉄欠乏性貧血の患者、妊娠中、経口避妊薬の使用中に血漿トランスフェリン濃度の上昇が見られることが多く、これはトランスフェリンタンパク質発現の増加を反映している。血漿トランスフェリン濃度が上昇すると、トランスフェリン鉄飽和度が逆減少し、鉄欠乏状態では総鉄結合能が増加する^[22]

鉄過剰症やタンパク質栄養失調では、血漿トランスフェリン濃度が低下することがあります。トランスフェリンが欠乏すると、無トランスフェリン血症と呼ばれるまれな遺伝性疾患に陥ります。無トランスフェリン血症は、心臓と肝臓の貧血とヘモジデリン沈着症を特徴とする疾患で、心不全やその他の多くの合併症、さらには H63D 症候群を引き起こします。

研究によると、男性ではトランスフェリン飽和度（血清鉄濃度÷総鉄結合能）が60％以上、女性では50％以上で、鉄代謝異常（遺伝性ヘモクロマトーシス、ヘテロ接合体およびホモ接合体）の存在を約95％の精度で特定できることが明らかになっています。この知見は、特に血清フェリチンが低いままの遺伝性ヘモクロマトーシスの早期診断に役立ちます。遺伝性ヘモクロマトーシスで保持される鉄は主に実質細胞に沈着し、網状内皮細胞の蓄積は病気のかなり後期に起こります。これは、鉄沈着が最初に網状内皮細胞に起こり、次に実質細胞に起こる輸血鉄過剰症とは対照的です。これが、遺伝性ヘモクロマトーシスでフェリチンレベルが比較的低いままで、トランスフェリン飽和度が高い理由を説明しています。^{[23] [24]}

トランスフェリンとその受容体は、抗体を引き寄せるために使われると腫瘍細胞を減少させることが示されている。^[16]

多くの薬剤は、血液脳関門を通過する際に治療効果を妨げられ、脳の領域への吸収が悪くなります。トランスフェリン糖タンパク質は、脳毛細血管内皮細胞にある特定のトランスフェリン受容体に対する受容体媒介輸送を介して、血液脳関門を迂回することができます。 ^[25]この機能により、トランスフェリン糖タンパク質に結合した薬剤キャリアとして機能するナノ粒子は、血液脳関門を通過してこれらの物質が脳内の病変細胞に到達できると理論づけられています。^[26]トランスフェリン結合ナノ粒子の進歩により、脳内での非侵襲的な薬剤分布が可能になり、中枢神経系（CNS）を標的とした疾患（アルツハイマー病やパーキンソン病など）の治療効果が期待できます。^[27]

炭水化物欠乏トランスフェリンは、大量のエタノールを摂取すると血中に増加し、臨床検査で監視することができます。^[28]

トランスフェリンは急性期タンパク質であり、炎症、癌、および特定の疾患で減少することが確認されています（急性炎症の場合に増加するC反応性タンパク質などの他の急性期タンパク質とは対照的です）。^[29]

無トランスフェリン血症はトランスフェリンの欠乏と関連しています。

ネフローゼ症候群では、尿中へのトランスフェリンの喪失が、チロキシン結合グロブリン、ガンマグロブリン、抗トロンビンIIIなどの他の血清タンパク質とともに、鉄抵抗性小球性貧血として現れることがあります。

トランスフェリンの基準範囲の一例は204～360 mg/dLです。^[30]臨床検査の結果は、常に検査を実施した臨床検査機関が指定した基準範囲を使用して解釈する必要があります^[要出典]。

トランスフェリン値が高い場合、鉄欠乏性貧血の可能性があります。血清鉄値と総鉄結合能(TIBC)は、トランスフェリンと併せて、異常を特定するために使用されます。TIBCの解釈を参照してください。トランスフェリン値が低い場合、栄養失調の可能性があります。

トランスフェリンはインスリン様成長因子2 ^[31]およびIGFBP3 ^[32]と相互作用することが示されている。トランスフェリンの転写調節はレチノイン酸によってアップレギュレーションされる。^[33]

このファミリーのメンバーには、血液セロトランスフェリン（またはシデロフィリン、通常は単にトランスフェリンと呼ばれる）、ラクトトランスフェリン（ラクトフェリン）、牛乳トランスフェリン、卵白オボトランスフェリン（コンアルブミン）、膜関連メラノトランスフェリンなどがある。^[34]

• ベータ2トランスフェリン
• トランスフェリン受容体
• 総鉄結合能
• トランスフェリン飽和度
• フェリチン
• オプティフェリン組換えヒトトランスフェリン
• 無トランスフェリン血症
• 低トランスフェリン血症
• HFE H63D遺伝子変異

• 米国国立医学図書館の医学件名標目表(MeSH)におけるトランスフェリン
• PDBe-KBのUniProt : P02787 (セロトランスフェリン)のPDBで利用可能なすべての構造情報の概要。