Transferrina: una proteina chiave nel trasporto del ferro nell’organismo

La transferrina, caratterizzata nel 1947 da Carl-Bertil Laurell e Ingelman, è una glicoproteina presente nel siero sanguigno che svolge un ruolo fondamentale nel trasporto e nella distribuzione del ferro nell’organismo umano. Il suo ruolo principale è quello di trasportatore il ferro presente nel plasma sanguigno, nel liquido interstiziale, nella linfa e nel liquido cerebrospinale.

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emoglobina

Il ferro è essenziale per il trasporto dell’ossigeno da parte dell’emoglobina, partecipa alla catalisi delle ossigenazioni e ossidazioni biologiche da parte di ossigeno e perossido di idrogeno, nonché alla protezione dallo stress ossidativo indotto da queste specie talvolta nocive.

In un ambiente aerobico a pH fisiologico lo stato stabile del ferro è +3  ma la sua idrolisi per formare complessi polinucleari insolubili ne limita la concentrazione. Sono necessari opportuni vettori di ferro per superare il problema dellla solubilità e impedirgli di catalizzare reazioni con ottenimento di specie nocive e  specie reattive dell’ossigeno.

La transferrina assicura che il ferro rimanga solubile in condizioni acquose fisiologiche e gli impedisce di partecipare alle reazioni redox

Struttura della transferrina

È una glicoproteina composta da una catena polipeptidica con una struttura tridimensionale ben definita. Dal punto di vista strutturale, la transferrina è una glicoproteina formata da una catena polipeptidica di 679 amminoacidi, con peso molecolare di circa 80 KD

È composta da due subunità simmetriche, chiamate subunità alfa e subunità beta, che sono unite tra loro da ponti disolfuro ciascuna delle quali con la capacità di legare uno ione ferrico

duplicazione genica 1 da Chimicamo
duplicazione genica

Ogni subunità è formata da due domini principali: il dominio N-terminale, il dominio C-terminale. È stato suggerito che la molecola della transferrina possa essersi evoluta dal gene strutturale di una proteina ancestrale mediante duplicazione genica che possedeva un solo sito di legame con il metallo e circa 340 amminoacidi.

Questa duplicazione genica potrebbe aver portato ad una maggiore affinità e ad un aumento della sua capacità di legame con lo ione ferro
Il dominio di legame al ferro è il sito attivo della transferrina, in cui il ferro si lega in modo reversibile.

La sua struttura tridimensionale  è stata studiata utilizzando tecniche come la cristallografia a raggi X e la risonanza magnetica nucleare (NMR).

Funzioni della transferrina

Una volta legato alla transferrina, il ferro viene trasportato al midollo osseo per la produzione di emoglobina. Il corpo umano perde ferro attraverso la sudorazione, la desquamazione delle cellule epiteliali e perdite ematiche. Pertanto, l’omeostasi del ferro dipende enormemente dalla stretta regolazione dell’assorbimento, che si verifica principalmente nell’intestino.

danni del DNA da Chimicamo
danni del DNA

Nonostante la sua importanza, il ferro in eccesso può essere molto tossico per la cellula. La sua partecipazione alla reazione di Fenton provoca infatti la formazione di radicali liberi, che possono apportare danni ossidando i lipidi, scindendo le proteine ​​e danneggiando il DNA e l’RNA.

Pertanto la transferrina previene la formazione di specie reattive all’ossigeno (ROS) e fornisce il ferro a tutti i vari tessuti biologici ed ha anche proprietà antibatteriche. Essa lega il ferro disponibile nel siero sanguigno, limitando così la disponibilità di ferro per i batteri patogeni che necessitano di questo minerale per la loro crescita e sopravvivenza.

Test diagnostici e transferrina

Test diagnostici quali la sideremia che misura la quantità totale di ferro nel sangue e  il TIBC (total iron binding capacity) ovvero la capacità totale di legare il ferro con la transferrina vengono utilizzati per individuare eventuali criticità legate al trasporto e alle scorte di ferro dell’organismo e esaminare il metabolismo del ferro e determinare la capacità di trasporto del ferro nel sangue.

La saturazione della transferrina è calcolata dividendo la sideremia per la TIBC, per poi essere proposta in forma percentuale.

Bassi livelli dovuti a malnutrizione, alla scarsa produzione di transferrina da parte del fegato, a un’eccessiva perdita attraverso i reni nelle urine o a talune patologie come quelle epatiche possono compromettere la produzione di emoglobina e quindi portare all’anemia.

Livelli elevati di transferrina possono essere osservati in condizioni di carenza di ferro e si verificano nelle situazioni che richiedono un aumentato fabbisogno di ferro come, ad esempio, nel caso di emorragie.

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