철 반응 요소

Iron response element
철 반응 요소
RF00037 Iron Response Element.svg
IRE의 예측된 2차 구조 및 시퀀스 보존
식별자
기호.IRE
RfamRF00037
기타 데이터
RNA형시스레그
도메인진핵생물
그렇게SO:0000233
PDB 구조PDBe
페리틴 HIRE-RNA, 단백질 데이터 뱅크 엔트리 2IPY와 [1]복합체 내 철조절 단백질 1의 결정 구조.

분자생물학에서 철반응요소 또는 철반응요소(IRE)는 철반응단백질(IRPs, IRE-BP 또는 IRBP)에 의해 결합되는 짧은 보존줄기루프이다.IRE는 철 대사에 관여하는 다양한 mRNA의 UTR(미번역 영역)에서 발견된다.예를 들어 페리틴(철분저장단백질)의 mRNA는 5' UTR에 1개의 IRE를 포함한다.철분 농도가 낮으면 IRP에 의해 페리틴 mRNA에 IRE가 결합되어 변환 속도가 저하됩니다.반면 트랜스페린 수용체(철 획득에 관여)의 3' UTR에서 여러 IRE에 결합하면 mRNA 안정성이 증가한다.

작용 메커니즘

두 가지 주요 이론은 철이 어떻게 상호작용하여 전사의 번역 후 제어에 영향을 미치는지 설명합니다.고전적인 이론은 철이 없을 때 IRP가 mRNA IRE에 강하게 결합한다는 것을 시사한다.철분이 존재할 때, 철분은 단백질과 상호작용하여 mRNA를 방출시킵니다.예를 들어 인간의 고철 조건에서는 IRP1은 철-술푸르 복합체 [4Fe-4S]와 결합하고 IRE 결합에 적합하지 않은 아코니타아제 배열을 채택한다.반면 IRP2는 고철 조건에서는 [2]열화된다.다른 IRE와 다른 [3]IRP 사이에는 친화력에 변화가 있다.

두 번째 이론에서는 IRE 결합 부위에서 두 개의 단백질, 즉 IRP와 진핵생물 개시 인자 4F(eIF4F)가 경쟁한다.철분이 없을 경우 IRP는 개시인자보다 약 10배 더 격렬하게 결합한다.그러나 IRE에서 철이 상호작용할 때 mRNA의 형태를 변화시켜 eIF4F의 [4]결합을 선호한다.여러 연구에서 비표준 IRE가 [5]확인되었다.또한 IRP는 일부 IRE에 다른 [6]IRE보다 더 잘 결합하는 것으로 나타났습니다.

구조 상세.알려진 IRE의 상부 나선은 하부 나선에 비해 구조 보존이 더 강하다.헬리시스를 구성하는 염기는 가변적입니다.중간 줄기의 불룩한 C는 매우 특징적인 기능입니다(단,[7] 이것은 바닷가재의 페리틴 IRE에서는 G로 간주되고 있습니다).기존의 IRE의 꼭대기 루프는 모두 AGA 또는 AGU 트리플렛 중 하나로 구성됩니다.이는 쌍으로 구성된 G-C에 의해 고착되며 상부 나선에 U, C 또는 A가 추가로 돌출되어 있습니다.결정 구조와 NMR 데이터는 페리틴 [8]IRE의 하부 스템에 U가 부풀어오른 것을 보여준다.이것은 예측된 2차 구조와 일치합니다.다른 많은 mRNA의 IRE는 이 팽창된 U를 지원하지 않습니다. 따라서 IRE를 위해 두 개의 RFAM 모델이[9] 생성되었습니다. 하나는 팽창된 U를 포함하고 다른 하나는 제외된 것입니다.

IRE를 가진 유전자

IRE를 포함하는 것으로 알려진 유전자는 FTH1,[10] FTL,[11] TFRC,[12] ALAS2,[13] Sdhb,[14] ACO2,[15] Hao1,[16] SLC11A2(DMT1 [3]부호화), NDUFS1,[17] [19]SLC40A1(페로포르틴 [18]CDB 부호화)를 포함한다.

인간의 경우, 12개의 유전자가 표준 IRE 구조로 전사되는 것으로 나타났지만, 비표준인 몇몇 mRNA 구조는 IRP와 상호작용하고 철 농도의 영향을 받는 것으로 나타났다.소프트웨어와 알고리즘은 철분 [22]농도에 반응하는 더 많은 유전자를 찾기 위해 개발되었다.

분류학적 범위IRE는 주로 진핵생물이지만 [23]식물에는 없는 다양한 분류학적 범위에서 발견된다.

IRE에 의해 규제되는 프로세스

IRE에 의해 조절되는 많은 유전자들은 철 대사에서 명확하고 직접적인 역할을 한다.다른 것들은 덜 명백한 연관성을 보여준다.ACO2는 구연산염과 이소질산염의 [24]가역적 이성질화를 촉매하는 이성질화효소를 코드한다.EPAS1은 저산소 [25]조건 하에서 산소 조절 유전자의 유도에 의해 복잡한 산소 감지 경로에 관여하는 전사 인자를 부호화한다.CDC42BPA는 세포골격 [26]재구성에 역할을 하는 키나제를 암호화한다.CDC14A는 세포주기[27] 제어에 관여하는 이중특이성 인산가수분해효소를 코드하고 또한 상간 [28]중심체와 상호작용한다.


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레퍼런스

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