ATP5E - ATP5E
Řetěz epsilon mitochondriální ATP syntázy | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
struktura základního stavu f1-atpázy z mitochondrií bovinního srdce (bovinní f1-atpáza krystalizovala v nepřítomnosti azidu) | |||||||||
Identifikátory | |||||||||
Symbol | ATP-synt_Eps | ||||||||
Pfam | PF04627 | ||||||||
InterPro | IPR006721 | ||||||||
SCOP2 | 1e79 / Rozsah / SUPFAM | ||||||||
|
ATP syntáza F1 podjednotka epsilon, mitochondriální je enzym že u lidí je kódován ATP5F1E gen.[3][4] Protein kódovaný ATP5F1E je podjednotkou ATP syntázy, známé také jako komplex V. Variace tohoto genu byly spojeny s nedostatkem mitochondriálního komplexu V, jaderným 3 (MC5DN3) a Papilární rakovina štítné žlázy.[5][6]
Funkce
Tento gen kóduje podjednotku mitochondriální ATP syntázy. Mitochondriální ATP syntáza katalyzuje syntézu ATP s využitím elektrochemického gradientu protonů přes vnitřní membránu během oxidační fosforylace. ATP syntáza je složena ze dvou spojených vícepodjednotkových komplexů: rozpustného katalytického jádra, F1a komponenta překlenující membránu FÓ, zahrnující protonový kanál. Katalytická část mitochondriální ATP syntázy se skládá z 5 různých podjednotek (alfa, beta, gama, delta a epsilon) sestavených se stechiometrií 3 alfa, 3 beta a po jedné z gama, delta a epsilon. Protonový kanál se skládá ze tří hlavních podjednotek (a, b, c). Tento gen kóduje epsilon podjednotku katalytického jádra. Dva pseudogeny tohoto genu se nacházejí na chromozomech 4 a 13.[4]
Struktura
The ATP5F1E gen, umístěný na rameni q chromozom 20 na pozici 13,32, je tvořen 3 exony a je dlouhý 3 690 párů bází.[4] ATP5F1E protein váží 5,7 kDa a je složen z 51 aminokyselin.[7][8] Protein je podjednotkou F1FÓ ATPáza, také známá jako Komplex V, který se skládá ze 14 jaderných a 2 mitochondriálních kódovaných podjednotek. The nomenklatura enzymu má dlouhou historii. F1 zlomek odvozuje svůj název od výrazu „Frakce 1“ a FÓ (psaný jako dolní index „o“, nikoli „nula“) odvozuje svůj název od toho, že je vazbou zlomku pro oligomycin, typ přirozeně odvozeného antibiotika, které je schopné inhibovat FÓ jednotka ATP syntázy.[9][10] F1 částice je velká a lze ji vidět v přenosu elektronový mikroskop negativním barvením.[11] Jedná se o částice o průměru 9 nm, které pepřují vnitřní mitochondriální membránu. Původně se jim říkalo elementární částice a předpokládalo se, že obsahují celý respirační aparát mitochondrie, ale prostřednictvím dlouhé řady experimentů Efraim Racker a jeho kolegové (kteří nejprve izolovali F1 částice v roce 1961) dokázali prokázat, že tato částice koreluje s aktivitou ATPázy v nespojených mitochondriích a s aktivitou ATPázy v submochondriální částice vytvořeno vystavením mitochondrií ultrazvuku. Tato aktivita ATPázy byla dále spojena s vytvořením ATP dlouhou sérií experimentů v mnoha laboratořích.
Funkce
Mitochondriální membrána ATP syntáza (F1FÓ ATP syntáza nebo komplex V) produkuje ATP z ADP v přítomnosti protonového gradientu přes membránu, který je generován elektronovými transportními komplexy dýchacího řetězce. ATPázy typu F se skládají ze dvou strukturálních domén, F1 - obsahující extramembránové katalytické jádro a FÓ - obsahující protonový kanál membrány, vzájemně spojené centrální stopkou a periferní stopkou. Během katalýzy syntéza ATP v katalytické doméně F.1 je spojen pomocí rotačního mechanismu centrálních podjednotek stopky s translokací protonů. Část komplexu F1 doménu a centrální stopku, která je součástí komplexního rotačního prvku. Rotace centrálního stonku proti okolní alfa3beta3 podjednotky vedou k hydrolýze ATP ve třech samostatných katalytických místech na beta podjednotkách (podle podobnosti).[12]
Epsilon podjednotka se nachází v oblasti stopky F.1 komplex a působí jako inhibitor ATPázy katalytické jádro. Podjednotka epsilon může předpokládat dvě konformace, kontrakční a rozšířené, kde druhá inhibuje hydrolýzu ATP. Konformace epsilon podjednotky je určena směrem otáčení gama podjednotky a případně přítomností ADP. Předpokládá se, že podjednotka epsilon se v přítomnosti ADP prodlužuje, čímž působí jako bezpečnostní zámek, aby se zabránilo zbytečné hydrolýze ATP.[13]
Klinický význam
Mutace v ATP5F1E nedostatek mitochondriálního komplexu V způsobený genem, jaderný 3 (MC5DN3), mitochondriální porucha s heterogenními klinickými projevy včetně dysmorfních znaků, psychomotorická retardace, hypotonie, zpomalení růstu, kardiomyopatie, zvětšená játra, hypoplastické ledviny a zvýšené hladiny laktátu v moči, plazmě a mozkomíšní mok.[5] Patogenní variace zahrnovaly homozygotní mutaci Tyr12Cys v ATP5E gen, který byl spojen s novorozeneckým nástupem deficitu V s laktátová acidóza, 3-methylglutakonová acidurie, mírné mentální retardace a vyvinut periferní neuropatie.[14]
Snížená exprese ATP5F1E je významně spojena s diagnózou Papilární rakovina štítné žlázy a může sloužit jako časný nádorový marker onemocnění.[6] Papilární rakovina štítné žlázy je nejběžnějším typem rakovina štítné žlázy,[15] což představuje 75 až 85 procent všech případů rakoviny štítné žlázy.[16] Vyskytuje se častěji u žen a projevuje se ve věkové skupině 20–55 let. Je také převládajícím typem rakoviny u dětí s rakovinou štítné žlázy a u pacientů s rakovinou štítné žlázy, kteří již dříve měli ozařování hlavy a krku.[17]
Interakce
Bylo prokázáno, že ATP5F1E má 34 binárních interakce protein-protein včetně 28 společných interakcí. Zdá se, že ATP5F1E interaguje s ATP5F1D, AGTRAP, CYP17A1, UBE2N.[18]
Reference
- ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000124172 - Ensembl, Květen 2017
- ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
- ^ Tu Q, Yu L, Zhang P, Zhang M, Zhang H, Jiang J, Chen C, Zhao S (duben 2000). „Klonování, charakterizace a mapování lidského genu ATP5E, identifikace pseudogenu ATP5EP1 a definice motivu ATP5E“. The Biochemical Journal. 347 (1): 17–21. doi:10.1042/0264-6021:3470017. PMC 1220925. PMID 10727396.
- ^ A b C "Entrez Gene: ATP5F1E ATP syntáza F1 podjednotka epsilon".
- ^ A b „ATP5F1E“. Genetický domácí zdroj. NCBI.
- ^ A b Hurtado-López LM, Fernández-Ramírez F, Martínez-Peñafiel E, Carrillo Ruiz JD, Herrera González NE (červen 2015). „Molekulární analýza genovou expresí mitochondriálních podjednotek ATPázy u papilárního karcinomu štítné žlázy: Je přepis ATP5E možným časným markerem nádoru?“. Monitor lékařské vědy. 21: 1745–51. doi:10,12659 / MSM.893597. PMC 4482184. PMID 26079849.
- ^ Zong NC, Li H, Li H, Lam MP, Jimenez RC, Kim CS, Deng N, Kim AK, Choi JH, Zelaya I, Liem D, Meyer D, Odeberg J, Fang C, Lu HJ, Xu T, Weiss J , Duan H, Uhlen M, Yates JR, Apweiler R, Ge J, Hermjakob H, Ping P (říjen 2013). „Integrace biologie a medicíny srdečních proteomů pomocí specializované znalostní databáze“. Výzkum oběhu. 113 (9): 1043–53. doi:10.1161 / CIRCRESAHA.113.301151. PMC 4076475. PMID 23965338.
- ^ "ATP syntáza podjednotka epsilon, mitochondriální". Znalostní databáze Atlas srdečních organelárních proteinů (COPaKB).[trvalý mrtvý odkaz ]
- ^ Kagawa Y, Racker E (květen 1966). "Částečné rozlišení enzymů katalyzujících oxidativní fosforylaci. 8. Vlastnosti faktoru, který uděluje citlivost na oligomycin mitochondriální adenosintrifosfatáze". The Journal of Biological Chemistry. 241 (10): 2461–6. PMID 4223640.
- ^ Mccarty RE (listopad 1992). „Pohled rostlinného biochemika na H+
-ATPázy a ATP syntázy ". The Journal of Experimental Biology. 172 (Pt 1): 431–441. PMID 9874753. - ^ Fernandez Moran H, Oda T, Blair PV, Green DE (červenec 1964). "Makromolekulární opakující se jednotka mitochondriální struktury a funkce. Korelované elektronové mikroskopické a biochemické studie izolovaných mitochondrií a submochondriálních částic hovězího srdečního svalu". The Journal of Cell Biology. 22 (1): 63–100. doi:10.1083 / jcb.22.1.63. PMC 2106494. PMID 14195622.
- ^ "ATP syntáza podjednotka epsilon, mitochondriální". UniProt. Konsorcium UniProt.
- ^ Feniouk BA, Junge W (září 2005). „Regulace F0F1-ATP syntázy: konformace podjednotky epsilon může být určena směrovostí gama rotace podjednotky“. FEBS Dopisy. 579 (23): 5114–8. doi:10.1016 / j.febslet.2005.08.030. PMID 16154570. S2CID 84231010.
- ^ Mayr JA, Havlícková V, Zimmermann F, Magler I, Kaplanová V, Jesina P, Pecinová A, Nusková H, Koch J, Sperl W, Houstek J (září 2010). „Nedostatek mitochondriální ATP syntázy v důsledku mutace genu ATP5E pro podjednotku F1 epsilon“. Lidská molekulární genetika. 19 (17): 3430–9. doi:10,1093 / hmg / ddq254. PMID 20566710.
- ^ Hu MI, Vassilopoulou-Sellin R, Lustig R, Lamont JP "Rakoviny štítné žlázy a příštítných tělísek" v Pazdur R, Wagman LD, Camphausen KA, Hoskins WJ (Eds) Management rakoviny: Multidisciplinární přístup. 11 vyd. 2008.
- ^ Kapitola 20 v: Mitchell, Richard Sheppard; Kumar, Vinay; Abbas, Abul K; Fausto, Nelson (2007). Robbinsova základní patologie. Philadelphia: Saunders. ISBN 978-1-4160-2973-1. 8. vydání.
- ^ Dinets A, Hulchiy M, Sofiadis A, Ghaderi M, Höög A, Larsson C, Zedenius J (červen 2012). „Klinická, genetická a imunohistochemická charakterizace 70 případů dospělých Ukrajinců s postchornobylským papilárním karcinomem štítné žlázy“. Evropský žurnál endokrinologie. 166 (6): 1049–60. doi:10.1530 / EJE-12-0144. PMC 3361791. PMID 22457234.
- ^ „Bylo nalezeno 34 binárních interakcí pro hledaný výraz ATP5F1E“. Databáze molekulárních interakcí IntAct. EMBL-EBI. Citováno 2018-11-21.
Další čtení
- Viñas O, Powell SJ, Runswick MJ, Iacobazzi V, Walker JE (leden 1990). „Epsilon-podjednotka ATP syntázy z mitochondrií bovinního srdce. Doplňková sekvence DNA, exprese v bovinních tkáních a důkaz homologních sekvencí u člověka a potkana“. The Biochemical Journal. 265 (2): 321–6. doi:10.1042 / bj2650321. PMC 1136890. PMID 2137333.
- Elston T, Wang H, Oster G (leden 1998). "Transdukce energie v ATP syntáze". Příroda. 391 (6666): 510–3. doi:10.1038/35185. PMID 9461222. S2CID 4406161.
- Wang H, Oster G (listopad 1998). "Energetická transdukce v motoru F1 ATP syntázy". Příroda. 396 (6708): 279–82. doi:10.1038/24409. PMID 9834036. S2CID 4424498.
- Hu RM, Han ZG, Song HD, Peng YD, Huang QH, Ren SX, Gu YJ, Huang CH, Li YB, Jiang CL, Fu G, Zhang QH, Gu BW, Dai M, Mao YF, Gao GF, Rong R Ye M, Zhou J, Xu SH, Gu J, Shi JX, Jin WR, Zhang CK, Wu TM, Huang GY, Chen Z, Chen MD, Chen JL (srpen 2000). "Profilování genové exprese v ose lidského hypotalamu - hypofýzy - nadledvin a klonování cDNA plné délky". Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 97 (17): 9543–8. doi:10.1073 / pnas.160270997. PMC 16901. PMID 10931946.
- Gross C, Kussmann S, Hehr A, Hansmann I, Schlote D (2001). "Epsilon podjednotkový gen F (1) F (0) -ATP syntázy (ATP5E) na lidském chromozomu 20q13.2 -> q13.3 se lokalizuje mezi D20S171 a GNAS1". Cytogenetika a genetika buněk. 91 (1–4): 105–6. doi:10.1159/000056828. PMID 11173840. S2CID 19946536.
- Cross RL (leden 2004). "Molekulární motory: otáčení motoru ATP". Příroda. 427 (6973): 407–8. doi:10.1038 / 427407b. PMID 14749816. S2CID 52819856.
externí odkazy
- Člověk ATP5F1E umístění genomu a ATP5F1E stránka s podrobnostmi o genu v UCSC Genome Browser.
Tento článek včlení text z United States National Library of Medicine, který je v veřejná doména.