Transferrin, a mechanism for the holoprotein formation from nitrilotriacetato-Fe(III)-transferrin mixed complex

Institut de topologie et de dynamique des systèmes de l'université Denis-Diderot (Paris 7), CNRS URA 34, 1, rue Guy-de-La-Brosse, 75005 Paris, France.

Abstract

Holotransferrin formation from the mixed transferrin-nitrilotriacetatoFe(III) iron complex (THFeL) in the presence of carbonate has been investigated between pH 6.5 and 8.5. Both C- and N-sites seem equivalent towards the interaction with bicarbonate. Bicarbonate interacts with THFeL to yield a new mixed complex, T’H2FeL; apparent rate constant, 2.25 s^-1. T’H₂FeL, then, loses two protons and the nitrilotriacetate ligand to yield the holoprotein, T’Fe; the two protons dissociation constant, K_a = 4.35 X 10^-15 M². This is accompanied by a gain of about ten orders of magnitude in the stability of the iron-protein complex and can be of interest for a better understanding of iron-uptake by the protein in natural media.

Résumé

La formation de la holotransferrine à partir du complexe mixte transferrinenitrilotriacétatoFe(III) (THFeL) en présence de bicarbonate est analysée entre pH 6.5 et pH 8.5. Les deux sites C- et N- de la protéine semblent interagir avec le bicarbonate d’une manière identique. Le bicarbonate interagit avec THFeL, pour engendrer un nouveau complexe mixte T’H₂FeL; constante cinétique apparente, 2.25 s^-1. T’H₂FeL perd alors deux protons et le ligand nitrilotriacétate pour donner la holoprotéine, T’Fe; constante de dissociation des deux protons, Ka = 4.35 X 10^-15 M². Cette substitution du nitrilotriacétate par le bicarbonate est accompagnée d’une augmentation de la stabilité du complexe d’une dizaine d’ordres de grandeur et peut aider à une meilleure compréhension de la capture du fer par la transferrine en milieu naturel neutre.