A role for divalent metal transporter (DMT1) in mitochondrial uptake of iron and manganese.
A role for divalent metal transporter (DMT1) in mitochondrial uptake of iron and manganese.
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DOI：
10.1038/s41598-017-18584-4
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发表时间：
2018-01-09
影响因子：
4.6
通讯作者：
Thévenod F
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wolff NA;Garrick MD;Zhao L;Garrick LM;Ghio AJ;Thévenod F
铁和锰的大部分代谢发生在线粒体中。氧化还原活性铁的摄取必须严格控制，但很少知道金属离子如何进入线粒体。最近，我们确定了二价金属转运蛋白1 （DMT1）存在于线粒体外膜（OMM）中。因此，我们想知道它是否介导Fe2+和Mn2+内流。从永久转染诱导大鼠DMT1亚型1a /+IRE （HEK293- rdmt1）的HEK293细胞中分离出线粒体。Fe2+诱导的染料PhenGreen™SK （PGSK）的猝灭发生在两个阶段，其中一个阶段反映了OMM DMT1，在DMT1过表达后Fe2+摄取更强。DMT1特异性猝灭对Fe2+的亲和力为~1.5µM，并被DMT1抑制剂CISMBI阻断。Fe2+内流反映了施加的质子梯度，在纯化的大鼠肾皮质（rKC）线粒体中也观察到这种反应。在HEK293-rDMT1线粒体中，ICPOES测定的非血红素铁积累和ICPMS测定的稳定57Fe同位素结合增加。HEK293-rDMT1线粒体显示出较高的59Fe2+和54Mn2+摄取，与对照组相比，54Mn2+摄取被DMT1抑制剂XEN602阻断。这种转运在贝尔格莱德（G185R）突变的rKC线粒体中是有缺陷的。因此，这些结果支持DMT1在线粒体Fe2+和Mn2+获取中的作用。
Much of iron and manganese metabolism occurs in mitochondria. Uptake of redox-active iron must be tightly controlled, but little is known about how metal ions enter mitochondria. Recently, we established that the divalent metal transporter 1 (DMT1) is present in the outer mitochondrial membrane (OMM). Therefore we asked if it mediates Fe2+ and Mn2+ influx. Mitochondria were isolated from HEK293 cells permanently transfected with inducible rat DMT1 isoform 1 A/+IRE (HEK293-rDMT1). Fe2+-induced quenching of the dye PhenGreen™SK (PGSK) occurred in two phases, one of which reflected OMM DMT1 with stronger Fe2+ uptake after DMT1 overexpression. DMT1-specific quenching showed an apparent affinity of ~1.5 µM for Fe2+and was blocked by the DMT1 inhibitor CISMBI. Fe2+ influx reflected an imposed proton gradient, a response that was also observed in purified rat kidney cortex (rKC) mitochondria. Non-heme Fe accumulation assayed by ICPOES and stable 57Fe isotope incorporation by ICPMS were increased in HEK293-rDMT1 mitochondria. HEK293-rDMT1 mitochondria displayed higher 59Fe2+ and 54Mn2+ uptake relative to controls with 54Mn2+ uptake blocked by the DMT1 inhibitor XEN602. Such transport was defective in rKC mitochondria with the Belgrade (G185R) mutation. Thus, these results support a role for DMT1 in mitochondrial Fe2+ and Mn2+ acquisition.
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期刊：
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--
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