Суперсемейство ферритиноподобных белков: эволюция биологического хранилища железа от предка, подобного рубрэритрину

Введение: Ферритины входят в обширное суперсемейство ферритиноподобных белков, представители которого выполняют разнообразные функции, но имеют общий домен в виде пучка из четырёх α-спиралей. Уникальная функция ферритинов — служить внутриклеточным хранилищем избытка железа. Во многом они действуют подобно миниатюрным органеллам: изолируют железо от чувствительного клеточного аппарата, а затем контролируемо высвобождают его, предотвращая токсическое действие. Ферритины — древние белки, широко распространённые во всех трёх доменах жизни. Такая повсеместная распространённость отражает их важную роль в поддержании гомеостаза железа.

Обзор: В обзоре сопоставлены особенности различных ферритинов и рассмотрена эволюция этих белков и других представителей суперсемейства ферритиноподобных белков. Также описаны характерные свойства одиннадцати других известных семейств этого суперсемейства, в особенности весьма разнообразных рубрэритринов.

Основные выводы: Ферритины прошли значительный эволюционный путь: они произошли от гораздо более простых молекул, подобных рубрэритрину, участвующих в защите от токсичных форм кислорода. В ходе эволюции эти молекулы преобразовались в три отдельных типа белков, накапливающих железо или обезвреживающих его: классические универсальные 24-мерные ферритины; гемсодержащие 24-мерные бактериоферритины прокариот; и 12-мерные белки Dps прокариот. Эти три типа ферритинов сходны, но обладают уникальными свойствами, которые различают их и позволяют выполнять специфические физиологические функции.

Общее значение: Из относительно простой структурной единицы эволюционировал широкий спектр биологических функций.