Ferritine

La ferritine est une protéine permettant le stockage du fer. Elle joue un rôle clé dans le métabolisme, permettant de réguler l'absorption intestinale du fer en fonction des besoins de l'organisme. Elle a ainsi une fonction de réserve et de détoxication du fer. Le dosage de la ferritine plasmatique est le reflet des réserves tissulaires mobilisables. Son dosage permet d'évaluer les réserves en fer et ainsi de dépister précocement une carence en fer ou à l'opposé d'apprécier une remontée des réserves lors d'un traitement par supplémentation ferrique.

Ferritine

Structure de la ferritine constituée de 24 sous-unités. L'une des chaînes est soulignée en violet (PDB 1LB3).
Caractéristiques générales
N° EC 1.16.3.1
Gène FTL – Chaîne légère
Homo sapiens
Locus 19q13.33
Masse moléculaire 20 020 Da[1]
Nombre de résidus 175 acides aminés[1]

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

Gène FTH1 – Chaîne lourde 1
Homo sapiens
Locus 11q12.3
Masse moléculaire 21 226 Da[1]
Nombre de résidus 183 acides aminés[1]

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

Ferritine mitochondriale

Chaîne de ferritine mitochondriale humaine (PDB 1R03)
Caractéristiques générales
Symbole FTM
N° EC 1.16.3.1
Homo sapiens
Locus 5q23.1
Masse moléculaire 27 538 Da[1]
Nombre de résidus 242 acides aminés[1]

Liens accessibles depuis GeneCards et HUGO.

On la trouve dans le colostrum et la protéine de petit-lait, et semble jouer des rôles biologiques très divers et est considérée comme la première ligne de défense immunitaire de l’organisme. Par sa très forte affinité avec le fer, elle favorise son absorption par la muqueuse intestinale des nouveau-nés. Elle a également des propriétés antibactériennes, antivirales, antifongiques, anti-inflammatoires, antioxydantes et immunomodulatrices.

Ferroxydase
N° EC EC 1.16.3.1
N° CAS 9031-37-2
104404-69-5
Cofacteur(s) Cation de cuivre
Activité enzymatique
IUBMB Entrée IUBMB
IntEnz Vue IntEnz
BRENDA Entrée BRENDA
KEGG Entrée KEGG
MetaCyc Voie métabolique
PRIAM Profil
PDB Structures
GO AmiGO / EGO
Ferritine
Domaine protéique
Pfam PF00210
Clan Pfam CL0044
InterPro IPR008331
SCOP 1fha
SUPERFAMILY 1fha

Structure

La ferritine est une protéine constituée de 24 sous-unités qui s'assemblent pour former une coquille creuse, de manière analogue à la capside de certains virus[2]. Suivant les espèces, on peut trouver soit un seul type (chez les plantes), soit deux types de sous-unités de ferritine. En particulier, chez les vertébrés, ces sous-unités se divisent en deux types ayant 50 % d'homologie[2] : sous-unité lourde (nommée H pour heavy) et sous-unité légère (nommée L pour light). Ces deux sous-unités ont, respectivement, une masse moléculaire de 19 kDa et 21 kDa. La masse moléculaire de la protéine est d'environ 450 kDa.

Le diamètre intérieur de cette coquille est de 8 nm et son diamètre extérieur est de 12 nm[3]. La coquille constituée par cet assemblage permet de stocker le fer à l'intérieur sous forme de cristallites, avec des ions phosphate et/ou hydroxyde. La particule résultante ressemble à un oxyhydroxyde de fer minéral. Chaque molécule de ferritine peut contenir jusqu'à 4500 atomes de fer sous forme ferrique (Fe3+)[3].

L'entrée de fer dans l'apo-ferritine (c'est-à-dire « ferritine ne contenant pas de fer ») dépend de l'activité ferroxydase de la sous-unité H[4]. Il est probable que la sortie du fer hors de la ferritine ne nécessite pas de machinerie extérieure spécifique[5].

Régulation

La régulation de l'expression des gènes codant la ferritine est contrôlée par un mécanisme de régulation post-transcriptionnelle faisant intervenir une structure en épingle à cheveux spécifique qui est nommé IRE[6]. Cette structure est située dans la région 5'-UTR de son ARN messager. En situation de carence en fer, les protéines régulatrices du fer (aussi nommées IRP) viennent se fixer sur cet IRE et inhibent la traduction de l'ARN messager en protéine.

La synthèse de la ferritine est aussi régulée au niveau transcriptionnel par la présence d'un élément de réponse antioxydant (ARE) situé dans la partie 5'-UTR des gènes des sous-unités L et H de la ferritine[7].

Concentrations physiologiques chez l'Homme

Valeurs normales

Les taux physiologiques sont plus élevés chez l'homme que chez la femme.

  • Homme : 20 à 310 μg·L-1
  • Femme : 20 à 204 μg·L-1
    • après la ménopause : 20 à 250/300 μg·l-1

Variations physiologiques

  • Avec l'âge : Les concentrations de ferritine sont particulièrement élevées à la naissance (400 μg·l-1) et le taux maximum est atteint vers deux mois de vie (600 μg·l-1). Puis on observe une diminution pour atteindre les taux adultes physiologiques après la puberté. Chez l'homme, la médiane augmente de 23 μg·l-1 avant l'adolescence pour atteindre un plateau à 120 μg·l-1 après 32 ans. Chez la femme, le taux reste stable aux alentours de 30 μg·l-1 jusqu'à la ménopause et progresse ensuite jusqu'à 80 μg·l-1.
  • Avec le sexe : taux plus élevés chez l'homme que chez la femme, avant la ménopause.
  • Avec la grossesse : diminution du taux lors de la grossesse, surtout lors du 3e trimestre.
  • Avec l'exercice physique : diminution du taux lors d'exercice physique intensif et régulier.

Variations pathologiques

Diminution = hypoferritinémie

Une diminution du taux de ferritine (hypoferritinémie) , particulièrement érythrocytaire, est observée le plus souvent dans le cadre d'une anémie microcytaire. Il se rencontre dans de nombreuses causes, physiologique ou pathologique :

  • Hémorragies
    • gynécologiques
    • occultes
    • dons de sang répétés ou rapprochés
  • Carence en fer : baisse de la ferritine très précoce, avant l'installation de l'anémie
  • Patients sous hémodialyse
  • Régime alimentaire déséquilibré
  • Grossesses multiples rapprochées

Augmentation = hyperferritinémie

Il y a hyperferritinémie, c'est-à-dire élévation anormale du taux de ferritine plasmatique lorsque ce taux est supérieur à 300 μg·l-1 chez l’homme et à 200 μg·l-1 chez la femme.

Cette augmentation du taux de ferritine sanguin est principalement due à une surcharge en fer intracellulaire, à une cytolyse hépatique, une inflammation ou une prise d'alcool.

L'hyperferritémie peut être classée suivant l'existence ou non d'une surcharge en fer[8] :

Notes et références

  1. Les valeurs de la masse et du nombre de résidus indiquées ici sont celles du précurseur protéique issu de la traduction du gène, avant modifications post-traductionnelles, et peuvent différer significativement des valeurs correspondantes pour la protéine fonctionnelle.
  2. (en) E.C. Theil, « Ferritin: structure, gene regulation, and cellular function in animals, plants, and microorganisms », Annu. Rev. Biochem, vol. 56,‎ , p. 289-315 (PMID 3304136, DOI 10.1146/annurev.bi.56.070187.001445).
  3. (en) N. Dennis Chasteen et Pauline M. Harrison, « Mineralization in ferritin: an efficient means of iron storage », J. Struct. Biol, vol. 126,‎ , p. 182--194 (DOI 10.1006/jsbi.1999.4118)
  4. (en) D. M. Lawson, A. Treffry et al., « Identification of the ferroxidase centre in ferritin », FEBS Lett., vol. 254, nos 1-2,‎ , p. 207-210
  5. (en) Ivana De Domenico, Michael B. Vaughn et al., « Ferroportin-mediated mobilization of ferritin iron precedes ferritin degradation by the proteasome », EMBO J., vol. 25, no 22,‎ , p. 5396-5404. (DOI 10.1038/sj.emboj.7601409).
  6. J.C. Dreyfus, « Régulation par le fer de la biosynthèse de la ferritine et du récepteur de la transferrine », Médecine/sciences, vol. 8,‎ , p. 527-528 (lire en ligne).
  7. (en) J.C. Salgado, A. Olivera-Nappa et al., « Mathematical modeling of the dynamic storage of iron in ferritin », BMC Syst. Biol, vol. 4,‎ , p. 147.
  8. Koperdanova M, Cullis JO, Interpreting raised serum ferritin levels, BMJ, 2015;351:h3692

Voir aussi

Article connexe

Lien externe

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