# S2-05


* **Datum izdelave**: 2026-05-08
* **Koda seminarja**: S2-05

## Strukturna in funkcijska analiza proteina HFE

Homeostaza železa je ključna za normalno delovanje celic, saj železo sodeluje pri številnih procesih, kot so transport kisika, celično dihanje in encimske reakcije. Zaradi svoje redoks aktivnosti pa je lahko presežek železa za organizem tudi toksičen, zato mora biti njegov privzem in porazdelitev strogo regulirana. Pri uravnavanju metabolizma železa pomembno vlogo igra protein HFE, membranski glikoprotein, strukturno soroden molekulam MHC razreda I.

HFE sodeluje pri regulaciji privzema železa preko interakcij s transferinskimi receptorji in β2-mikroglobulinom ter tako posredno vpliva na celično homeostazo železa. Motnje v strukturi ali lokalizaciji HFE lahko porušijo njegovo funkcijo in povzročijo nepravilno kopičenje železa v tkivih. Mutacije v genu HFE predstavljajo enega glavnih vzrokov za dedno hemokromatozo, bolezen, za katero je značilna povečana absorpcija železa in njegovo postopno nalaganje v organih.

Posebej pomembna je mutacija C282Y, pri kateri zamenjava cisteinskega ostanka vpliva na strukturo proteina. Protein HFE zato predstavlja primer, pri katerem je mogoče jasno povezati aminokislinsko zaporedje, strukturno organizacijo proteina in posledice mutacij na funkcionalni ravni.

# 1\. Primarna anotacija proteina HFE

Identificiraj človeški HFE:

* accession code,
* dolžino proteina,
* subcelično lokalizacijo,
* membransko/topološko naravo proteina,
* število transmembranskih segmentov.

Na osnovi anotacij poskusi pojasniti, zakaj HFE uvrščamo med membranske proteine tipa I.

# 2\. Strukturna organizacija HFE:
* Katere so glavne strukturne regije oziroma domene?
* Katera regija oziroma domena je ekstracelularna?
* Analizirajte zgoraj določene regije in domene ter pojasnite, v čem je HFE podoben klasičnim MHC-I proteinom? * Kaj sploh so MHC-I proteini? Ali ima HFE enako oz. podobno funkcijo kot MHC-I proteini. 
Pri odgovoru si lahko pomagaš tudi z vizualnim prikazom 3D struktur.

# 3\. Evolucijska analiza HFE
Z uporabo BLAST poišči homologe HFE pri različnih vretenčarjih. Izberi najmanj 5 organizmov na primer: 
* Rattus norvegicus, 
* Gallus gallus, 
* Danio rerio, 
* Tursiops truncatus, 
* Gorilla gorilla. 

Za vsak homolog določi:
* E-vrednost, 
* delež identičnosti, 
* query coverage. 
Na osnovi rezultatov identificiraj najverjetnejše ortologe proteina. 

V UniProt-u izberi nekaj proteinov MHC-I ter HFE in naredi multiple sequence alignment. Opiši, katere domene/regije so najbolj ohranjene. Analiziraj tudi prisotnost disulfidnih vezi ter ohranjenost C282 ostanka.

# 4\. Analiza mutacij C282Y
Odgovori na naslednja vprašanaja:
* Poišči informacijo s katero boleznijo so mutacije HFE povezane?
* Ali je protein v strukturi prisoten samostojno ali v kompleksu?
* Analiziraj mutacijo C282Y. Pomagaj si s programom  ChimeraX in prikaži, v kateri regiji se ostanek C282 nahaja. Kaj se strukturno spremeni ko do mutacije pride in kakšna je sprememba v funkciji HFE kot posledica (pomagaj si z analizo zgoraj omenjenega kompleksa in njegovih vezavnih partnerjev)?