Hephästin

Hephästin (Gen: HEPH) ist ein homologes Enzym des Caeruloplasmin, ein Membranprotein, das in allen Neumündern vorkommt. Beim Menschen ist es in Brust, Darm, Knochenbälkchen der Substantia spongiosa und Fibroblasten lokalisiert. Es oxidiert, als Ferroxidase, das von Enterozyten importierte Eisen(II) zu Eisen(III) und bereitet es für den Export durch das Ferroportin vor. Hephästin ist damit zusammen mit dem Ferroportin für den Efflux von Eisenionen aus der Zelle verantwortlich. Damit ist es unverzichtbar im Eisen-Stoffwechsel bei der Eisenaufnahme durch den Darm. Möglicherweise transportiert es auch Kupfer.

Hephästin
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	1136 Aminosäuren
Sekundär- bis Quartärstruktur	Monomer; single pass Typ 1 Membranprotein
Kofaktor	6 Kupfer
Isoformen	2
Bezeichner
Gen-Namen	HEPH KIAA0698
Externe IDs	OMIM: 300167 UniProt Q9BQS7
Enzymklassifikation
EC, Kategorie	1.-.-.-, Oxidoreduktase
Reaktionsart	Oxidation
Substrat	4 Fe2+ + 4 H+ + O2
Produkte	4 Fe3+ + 2 H2O
Vorkommen
Homologie-Familie	Ferroxidase-like
Übergeordnetes Taxon	Neumünder
Orthologe
	Mensch	Hausmaus
Entrez	9843	15203
Ensembl	ENSG00000089472	ENSMUSG00000031209
UniProt	Q9BQS7	Q9Z0Z4
Refseq (mRNA)	NM_001130860	NM_001159627
Refseq (Protein)	NP_001124332	NP_001153099
Genlocus	Chr X: 66.16 – 66.27 Mb	Chr X: 96.46 – 96.57 Mb
PubMed-Suche	9843	15203

Das Protein ist nach dem griechischen Gott Hephaistos (Schmied) benannt.^[1][2][3]

Pathologie

Kupfer ist essenziell notwendig für die Stabilität von Hephästin. Mäuse ganz ohne Caeruloplasmin und Hephästin zeigen alle Symptome der Makuladegeneration. Erhöhte Eisenkonzentrationen in der Substantia nigra bei Parkinsonkrankheit sind wahrscheinlich auf erniedrigte Aktivität von Hephästin und Ferroportin zurückzuführen.^[4][5][6][7]

Regulation

Erythropoetin erhöht die Hephästinexpression und Eisenabsorption im Duodenum bzw. aus dem intestinalen Lumen. Eine eisenhaltige Diät erhöhte bei Ratten die Expression von Caeruloplasmin und Ferroportin, nicht jedoch von Hephästin. In Darmzellen ist der Übergang ins Krebsstadium mit einer erhöhten Eiseneinfuhr und vermindertem Export (Hephästinaktivität) verknüpft.^[8][9][10]

Hypothetische Regulierung der Hephästinexpression (Hephästin= Hp) als Reaktion auf unterschiedliche Eisenaufnahme und -speicherung (Eisen-Stoffwechsel).

Einzelnachweise

1. UniProt Q9BQS7
2. Griffiths TA, Mauk AG, MacGillivray RT: Recombinant expression and functional characterization of human hephaestin: a multicopper oxidase with ferroxidase activity. In: Biochemistry. 44. Jahrgang, Nr. 45, November 2005, S. 14725–31, doi:10.1021/bi051559k, PMID 16274220.
3. Ma Y, Yeh M, Yeh KY, Glass J: Iron Imports. V. Transport of iron through the intestinal epithelium. In: Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 290. Jahrgang, Nr. 3, März 2006, S. G417–22, doi:10.1152/ajpgi.00489.2005, PMID 16474007.
4. Chen H, Huang G, Su T, et al: Decreased hephaestin activity in the intestine of copper-deficient mice causes systemic iron deficiency. In: J. Nutr. 136. Jahrgang, Nr. 5, Mai 2006, S. 1236–41, PMID 16614410.
5. Hadziahmetovic M, Dentchev T, Song Y, et al: Ceruloplasmin/hephaestin knockout mice model morphologic and molecular features of AMD. In: Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 49. Jahrgang, Nr. 6, Juni 2008, S. 2728–36, doi:10.1167/iovs.07-1472, PMID 18326691.
6. Qian ZM, Chang YZ, Zhu L, et al: Development and iron-dependent expression of hephaestin in different brain regions of rats. In: J. Cell. Biochem. 102. Jahrgang, Nr. 5, Dezember 2007, S. 1225–33, doi:10.1002/jcb.21352, PMID 17516501.
7. Wang J, Jiang H, Xie JX: Ferroportin1 and hephaestin are involved in the nigral iron accumulation of 6-OHDA-lesioned rats. In: Eur. J. Neurosci. 25. Jahrgang, Nr. 9, Mai 2007, S. 2766–72, doi:10.1111/j.1460-9568.2007.05515.x, PMID 17561842.
8. Kong WN, Chang YZ, Wang SM, et al: Effect of erythropoietin on hepcidin, DMT1 with IRE, and hephaestin gene expression in duodenum of rats. In: J. Gastroenterol. 43. Jahrgang, Nr. 2, 2008, S. 136–43, doi:10.1007/s00535-007-2138-5, PMID 18306987.
9. Qian ZM, Chang YZ, Leung G, et al: Expression of ferroportin1, hephaestin and ceruloplasmin in rat heart. In: Biochim. Biophys. Acta. 1772. Jahrgang, Nr. 5, Mai 2007, S. 527–32, doi:10.1016/j.bbadis.2007.02.006, PMID 17383861.
10. Brookes MJ, Hughes S, Turner FE, et al: Modulation of iron transport proteins in human colorectal carcinogenesis. In: Gut. 55. Jahrgang, Nr. 10, Oktober 2006, S. 1449–60, doi:10.1136/gut.2006.094060, PMID 16641131.