ไมโตเฟอร์ริน-1 (Mfrn1) เป็นโปรตีน ขนาด 38 kDa ^{[ 5 ]}ที่ถูกเข้ารหัสโดยยีนSLC25A37 ในมนุษย์^{[ 6 ] [ 7 ]}เป็นสมาชิกของ ตระกูล ตัวขนส่งไมโตคอนเดรีย (MC) อย่างไรก็ตาม ส่วนประกอบโลหะของมันทำให้มันแตกต่างจากสมาชิกอื่นๆ ในตระกูลนี้ Mfrn1 มีบทบาทสำคัญในการรักษาสมดุลของธาตุเหล็กในไมโตคอนเดรียในฐานะตัวขนส่งธาตุเหล็ก โดยนำธาตุเหล็กเฟอร์รัสจากช่องว่างระหว่างเยื่อหุ้มของไมโตคอนเดรียไปยังเมทริกซ์ของไมโตคอนเดรียเพื่อการสังเคราะห์กลุ่มฮีมและคลัสเตอร์ Fe-S ^{[ 8 ]}กระบวนการนี้ถูกควบคุมอย่างเข้มงวดเนื่องจากศักยภาพรีดอกซ์ของส่วนประกอบธาตุเหล็กของไมโตเฟอร์ริน Mfrn1 เป็นพาราโลกัสกับไมโตเฟอร์ริน-2 (Mfrn2) ซึ่งเป็นโปรตีนขนาด 39 kDa ที่ถูกเข้ารหัสโดย ยีน SLC25A28ในมนุษย์^{[ 5 ]} Mfrn1 มีการแสดงออกสูงในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่กำลังแยกตัวและในเนื้อเยื่ออื่นๆ ในระดับต่ำ ในขณะที่ Mfrn2 มีการแสดงออกอย่างแพร่หลายในเนื้อเยื่อที่ไม่ใช่เม็ดเลือดแดง^{[ 9 ] [ 5 ]}

รายละเอียดระดับโมเลกุลของการขนส่งธาตุเหล็กสำหรับการสังเคราะห์ฮีมและคลัสเตอร์เหล็ก-ซัลเฟอร์ยังไม่ชัดเจน อย่างไรก็ตาม มีการแสดงให้เห็นว่าไมโตเฟอร์ริน-1 สามารถสร้างคอมเพล็กซ์โอลิโกเมอริกกับตัวขนส่งแคสเซ็ตที่จับกับ ATP ABCB10 และเฟอร์โรเชลาเทส (หรือโปรโตพอร์ไฟรินเฟอร์โรเชลาเทส) ^{[ 10 ]}นอกจากนี้ การจับกับ ABC10 ยังช่วยเพิ่มความเสถียรและฟังก์ชันการทำงานของ Mfrn1 ซึ่งบ่งชี้ว่ากลไกการถอดรหัสและหลังการแปลควบคุมการรักษาสมดุลของธาตุเหล็กในเซลล์และไมโตคอนเดรียเพิ่มเติม^{[ 11 ]} Mfrn1 ที่สร้างขึ้นใหม่ในหลอดทดลองมีความสัมพันธ์ระดับไมโครโมลาร์กับโลหะทรานซิชันแถวแรกต่อไปนี้: เหล็ก (II), แมงกานีส (II), โคบอลต์ (II) และนิกเกล (II) ^{[ 12 ]}การขนส่งธาตุเหล็กของ Mfrn1 ถูกสร้างขึ้นใหม่ในโปรตีโอลิโปโซม ซึ่งโปรตีนยังสามารถขนส่งแมงกานีส โคบอลต์ ทองแดง และสังกะสีได้ แต่จะเลือกปฏิบัติกับนิกเกิล แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์ดังกล่าวก็ตาม^{[ 12 ]}ที่น่าสังเกตคือ Mfrn1 ดูเหมือนจะขนส่งไอออนเหล็กอิสระ แทนที่จะเป็นสารประกอบเหล็กคีเลตใดๆ^{[ 12 ]}นอกจากนี้ Mfrn1 ยังเลือกที่จะไม่ขนส่งไอออนอัลคาไลสองวา เลนต์ ^{[ 12 ]} Mfrn1 และพาราล็อกของมันคือ Mfrn2 มีฟังก์ชันการทำงานที่เสริมกัน แม้ว่าความสัมพันธ์ที่แน่นอนยังไม่เป็นที่แน่ชัด ตัวอย่างเช่น การผลิตฮีมได้รับการฟื้นฟูโดยการแสดงออกของ Mfrn2 ในเซลล์ที่ถูกปิดการทำงานของ Mfrn1 และโดยการแสดงออกของ Mfrn1 ในเซลล์ที่ไม่ใช่เม็ดเลือดแดงที่ถูกปิดการทำงานของ Mfrn2 ซึ่ง Mfrn1 จะสะสมเนื่องจากครึ่งชีวิตของโปรตีนเพิ่มขึ้น^{[ 13 ]}ในทางตรงกันข้าม การแสดงออกของ Mfrn2 ที่ผิดปกติไม่สามารถฟื้นฟูผลิตภัณฑ์ฮีมในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ถูกปิดการทำงานของ Mfrn1 ได้ เนื่องจาก Mfrn2 ไม่สามารถสะสมในไมโตคอนเดรียได้^{[ 13 ]}

ไมโตเฟอร์ริน-1 มีส่วนเกี่ยวข้องกับโรคที่เกี่ยวข้องกับภาวะสมดุลของธาตุเหล็กที่บกพร่อง ส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลของธาตุเหล็กหรือพอร์ฟิริน^{[ 14 ]}ตัวอย่างเช่น การแสดงออกของ Mfrn1 ที่ผิดปกติ อาจมีส่วนทำให้เกิด โรค Erythropoietic protoporphyria [ ^{15 ] ซึ่ง}เป็นโรคพอร์ฟิรินที่เชื่อมโยงกับการกลายพันธุ์ในเอนไซม์Ferrochelatase ^{[ 15 ]}การลบ Mfrn1 ออกอย่างเลือกสรรในหนูโตเต็มวัยนำไปสู่ภาวะโลหิตจางอย่างรุนแรงแทนที่จะเป็นโรคพอร์ฟิเรีย^{[ 16 ]}อาจเป็นเพราะโปรตีนที่จับกับองค์ประกอบที่ตอบสนองต่อธาตุเหล็ก (โดยเฉพาะ IRE-BP1) ควบคุมการสร้างพอร์ฟิรินในระดับการถอดรหัส ยับยั้งการสร้างพอร์ฟิรินในกรณีที่ไม่มี Mfrn1 ^{[ 9 ]} นอกจากนี้ Mfrn1 ยังมีส่วนเกี่ยวข้องกับภาวะซึมเศร้า^{[ 17 ]}และกลุ่มอาการไมอีโลดิสพลาสติก^{[ 18 ]}

ความสำคัญของไมโตเฟอร์รินในการสังเคราะห์ฮีมและคลัสเตอร์ Fe-S ถูกค้นพบครั้งแรกในปลาซีบร้ากลายพันธุ์frascatiที่ เป็นโรคโลหิตจาง ^{[ 6 ]}การศึกษาในหนูเผยให้เห็นว่าการลบ Mfrn1 ทั้งหมดส่งผลให้เกิดการตายของตัวอ่อน ในขณะที่การลบแบบเลือกในหนูโตเต็มวัยทำให้เกิดโรคโลหิตจางอย่างรุนแรงดังที่กล่าวไว้ข้างต้น^{[ 16 ]}การแสดงออกของ Mfrn1 ในหนูช่วยฟื้นฟูปลาซีบร้าที่ถูกน็อกเอาต์ แสดงให้เห็นว่ายีนนี้ได้รับการอนุรักษ์ทางวิวัฒนาการสูง^{[ 14 ]}ปัจจัยการถอดรหัสGATA-1ควบคุมการแสดงออกของ Mfrn1 ในปลาซีบร้าโดยตรงผ่านองค์ประกอบควบคุม cis ระยะไกลของ Mfrn1 ^{[ 19 ]}ในC. elegansการลดการแสดงออกของ Mfrn1 ส่งผลให้เกิดการพัฒนาที่ผิดปกติและอายุขัยที่เพิ่มขึ้นประมาณ 50-80% ^{[ 20 ]}

• กลุ่มตัวพาสารละลาย

บทความนี้ได้นำข้อความจากหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกาด้านการแพทย์ มา ใช้ ซึ่งเป็นข้อมูลสาธารณะ