The Molecular Mechanism of Hepcidin-mediated Ferroportin Down-Regulation

Abstract

Ferroportin (Fpn) is the only known iron exporter in vertebrates. Hepcidin, a peptide secreted by the liver in response to iron or inflammation, binds to Fpn, inducing its internalization and degradation. We show that after binding of hepcidin, Fpn is tyrosine phosphorylated at the plasma membrane. Mutants of human Fpn that do not get internalized or that are internalized slowly show either absent or impaired phosphorylation. We identify adjacent tyrosines as the phosphorylation sites and show that mutation of both tyrosines prevents hepcidin-mediated Fpn internalization. Once internalized, Fpn is dephosphorylated and subsequently ubiquitinated. An inability to ubiquitinate Fpn does not prevent hepcidin-induced internalization, but it inhibits the degradation of Fpn. Ubiquitinated Fpn is trafficked through the multivesicular body pathway en route to degradation in the late endosome/lysosome. Depletion of proteins involved in multivesicular body trafficking (Endosome Sorting Complex Required for Transport proteins), by small-interfering RNA, reduces the trafficking of Fpn-green fluorescent to the lysosome.

Hepcidin expression in mouse retina and its regulation via lipopolysaccharide/Toll-like receptor-4 pathway independent of Hfe

“…The consequences of such binding inside the cell remain to be investigated. The binding of ferroportin to hepcidin leads to phosphorylation of specific tyrosine residues on the transporter, a process obligatory for internalization [49]. After internalization, the transporter is dephosphorylated and subsequently ubiquitinated to initiate degradation.…”

Ferroportin and Iron Regulation in Breast Cancer Progression and Prognosis

“…Hepcidin is secreted by the liver and binds to a specific extracellular loop domain on ferroportin (18). This results in phosphorylation (19) of ferroportin on the cell surface, which in turn leads to internalization and proteasome-mediated degradation of ferroportin (17). …”

Proteínas relacionadas con el metabolismo del hierro corporal

“…La Fpn tiene la propiedad de funcionar como proteína monomérica o dimérica (11,54,57,59). En los dominios citoplasmáticos de la proteína ocurre la fosforilación y la ubiquitinación, procesos necesarios para la degradación de la proteína por la hepcidina (Hpc) (54,(58)(59)(60)(61)(62). En el humano, la Fpn se sintetiza en la placenta, el hígado, el bazo, el corazón, los riñones, en la membrana basolateral del enterocito y en el citosol de las células del sistema reticuloendotelial (9,28,64).…”

“…La Fpn se comporta como un receptor de la Hpc; para formar el complejo Fpn-Hpc la Fpn debe ser fosforilada, lo que induce a la internalización, ubiquitinación y posterior degradación de la Fpn, interrumpiendo el flujo de hierro a la circulación (57)(58)(59)(60)(61)63,(66)(67)(68)(69). En cultivos celulares de ratón, se describió que al disminuir las concentraciones plasmáticas de hierro, también disminuye la sínte-sis de Hpc, hecho que permite el incremento de la Fpn y la salida de hierro a la circulación (57,60).…”

“…En cultivos celulares de ratón, se describió que al disminuir las concentraciones plasmáticas de hierro, también disminuye la sínte-sis de Hpc, hecho que permite el incremento de la Fpn y la salida de hierro a la circulación (57,60). Además, la transcripción de Fpn también puede ser regulada por el zinc que se une al factor de transcripción sensible a metales (MTF, por su nombre en inglés metal transcription factor) para conjugarse con el elemento de respuesta a metales divalentes (MREs, metal response elements), en el promotor de la Fpn y de esta manera estimular la transcripción de la proteína (59,70).…”