Partial purification and characterization of ferritin from the liver and intestinal mucosa of chickens, turtledoves and mynahs

Abstract

Ferritin is the iron-storage protein responsible for sequestering excess iron, to be stored in a safe way in the liver or to be shed with the intestinal epithelial cells. The properties of ferritin in iron-overload-susceptible birds have not been elucidated. Furthermore, there is only scarce information on mucosal ferritin, with no information at all in avian species. Here we have studied the liver and proximal intestine ferritins of iron-overload-susceptible (Indian hill mynahs, common mynahs) and non-susceptible (turtledoves, chicken) bird species. A brief purification process preceded native polyacrylamide gel electrophoresis and staining the gels for protein and iron. Protein amounts and iron-binding characteristics of ferritin were measured and ferritin saturation levels were calculated. Although ferritin protein amounts did not differ significantly, liver and mucosal ferritins of sensitive bird species incorporated much more iron, leading to high saturation levels. Significantly higher ferritin iron content and saturation were observed in the liver of both mynah species and in the intestinal ferritin of Indian hill mynahs when compared with the non-susceptible species. Ferritin appears not to play a major role in the regulation of iron absorption, implicating other phases in iron transport to be more important in the onset and process of iron overload in birds. Purification partielle et caractérisation de la ferritine du foie et de la muqueuse intestinale chez le poulet, la tourterelle (Streptopelia d decaocto) et le mainate (Acridotheres t. Tristis et Gracula relidiosa) La ferritine est la protéine de stockage du fer, permettant de piéger le fer en excès, afin de le stocker sans risque dans le foie ou de le répandre au niveau des cellules épithéliales intestinales. Les propriétés de la ferritine chez les poulets présentant une surcharge en fer n'ont pas été élucidées. De plus, il n'existe que quelques informations sur la ferritine muqueuse, et aucune information sur les espèces aviaires. Nous avons étudié les ferritines du foie et de l'intestin proximal chez les espèces aviaires sensibles à une surcharge en fer (mainates religieux indiens, martins tristes) et les espèces non sensibles (tourterelles, poulets). Après une purification par une méthode rapide, une électrophorèse en gel de polyacrylamide a été réalisée suivie d'une coloration des gels pour la protéine et le fer. Les quantités de protéine et les caractéristiques du fer de la ferritine ont été mesurées et les niveaux de saturation de la ferritine ont été calculés. Bien que les quantités de la protéine ferritine n'eussent pas différées significativement, les ferritines du foie et des muqueuses des espèces aviaires sensibles ont incorporé beaucoup plus de fer conduisant à des niveaux élevés de saturation. Le contenu en fer de la ferritine et sa saturation, ont été significativement supérieurs dans le foie des deux espèces de mainates, de même pour la ferritine intestinale des mainates religieux indiens comparés aux espèces non sensibles. La ferritine paraît ne pas jouer un rôle majeur dans la régulation de l'absorption du fer, impliquant d'autres phases dans le transport du fer, pour être plus importante au début et transformer la surcharge de fer chez les oiseaux. Partielle Reinigung und Charakterisierung von Ferritin aus der Leber und Darmschleimhaut von Huhn, Turteltaube(Streptopelia d. decaocto) und Maina (Acridotheres t. Tristis und Gracula religiosa) Ferritin ist ein Eisen-Speicherprotein, das für die Aussonderung von überschüssigem Eisen verantwortlich ist, um es sicher in der Leber zu speichern oder es über die Darmepithelzellen auszuscheiden. Die Eigenschaften von Ferritin in für eine Eisenüberladung empfänglichen Vögeln sind bislang nicht geklärt. Darüber hinaus gibt es nur spärliche beziehungsweise beim Vogel überhaupt keine Informationen über Mukosa-Ferritin. Hier haben wir Ferritine aus Leber und proximalem Darm von für Eisenüberladung empfängliche (indischer Hügelmaina (Gracuala religiosa intermedia), Hirtenmaina (Acridotheres tristis)) und unempfängliche (Turteltaube (Streptopelia turtur) und Huhn) Vogelspezies untersucht. Auf einen kurzen Reinigungsprozess folgte eine native Polyacrylamidgelelektrophorese und die Färbung des Gels auf Protein und Eisen. Die Proteinmengen und Eisenbindungscharakteristika des Ferritins wurden gemessen und die Ferritinsättigungswerte wurden berechnet. Obwohl sich die Ferritin-Proteinmengen nicht signifikant voneinander unterschieden, inkorporierten die Leber- und Mukosa-Ferritine der empfänglichen Vogelspezies deutlich mehr Eisen, was zu hohen Sättigungswerten führte. Im Vergleich zu den nicht empfänglichen Vogelspezies wurden in den Lebern beider Maina-Spezies und im Darm-Ferritin der indischen Hügelmainas signifikant höhere Ferrtin-Eisengehalte und -sättigungsgrade beobachtet. Ferritin scheint keine Hauptrolle in der Regulierung der Eisenabsorption zu spielen, was bedeutet, dass andere Phasen des Eisentransports wichtiger für die Auslösung und den nachfolgenden Prozess der Eisenüberladung in Vögeln sind. Purificación parcial y caracterización de ferritina del hígado y mucosa intestinal de pollos), tórtolas comunes (Streptopelia d. decaocto)y pájaros minah (Acridotheres t. Tristis und Gracula religiosa) La ferritina es una proteína almacenadora de hierro responsable de secuestrar el exceso de hierro, para ser almacenado de una forma segura en el hígado o para ser excretado en las células epiteliales intestinales. Las propiedades de la ferritina en aves susceptibles a padecer problemas de exceso de hierro se desconocen. Además, hay muy poca información de la ferritina que se encuentra en las mucosas, y no existe información alguna sobre este tema en la especie aviar. En este estudio se ha evaluado la ferritina del hígado e intestino proximal de especies susceptibles (pájaros minah Indian Hill, pájaros minah comunes) y no susceptibles (pollos tórtolas comunes) a problemas de exceso de hierro. Tras una breve purificación, se realizó una electroforesis en geles de poliacrilamida y se tiñeron para visualizar proteína y hierro. Las cantidades de proteína y las uniones a hierro características de la ferritina fueron medidas y se calcularon los niveles de saturación de ferritina. Aunque la cantidad de proteína ferritina no difiere significativamente, las ferritinas del hígado y de la mucosa intestinal de especies de aves sensibles incorporaron mucho más hierro, hasta niveles de saturación elevados. Contenidos de hierro y niveles de saturación significativamente mayores fueron observados en el hígado tanto de especies de aves minah y en la ferritina intestinal de pájaros minahs cuando se compararon con especies no susceptibles. La ferritina parece que no juega un papel importante en la regulación de la absorción de hierro, lo que implica que otras fases del transporte de hierro son más importantes que el inicio del proceso del exceso de hierro en aves.