MT-ND1 - MT-ND1

ND1
Identifikátory
Aliasy	ND1, MTMT-NADH dehydrogenáza, podjednotka 1 (komplex I)
Externí ID	OMIM: 516000 MGI: 101787 HomoloGene: 5011 Genové karty: ND1
Umístění genu (myš)
Chr.	Mitochondriální DNA (myš)
Konec	3,707 bp
Genová ontologie
Molekulární funkce	• Aktivita NADH dehydrogenázy (ubichinon); • aktivita oxidoreduktázy; • GO: 0001948 vazba na proteiny; • Aktivita NADH dehydrogenázy;
Buněčná složka	• integrální součást membrány; • mitochondriální vnitřní membrána; • komplex mitochondriálních dýchacích řetězců I.; • tělo neuronových buněk; • dendrit; • transport elektronů; • mitochondriální membrány; • mitochondrie; • membrána;
Biologický proces	• reakce na hydroperoxid; • oxidačně-redukční proces; • reakce na organickou cyklickou sloučeninu; • reakce na drogu; • sestava komplexu mitochondriálních dýchacích řetězců I.; • transport mitochondriálních elektronů, NADH na ubichinon; • buněčné dýchání; • aerobní dýchání;
	Zdroje:Amigo / QuickGO
Ortology
	4535
	17716
	ENSG00000198888
	ENSMUSG00000064341
	P03886
	P03888
	n / a
	n / a
	n / a
	NP_904328
	Wikidata
Zobrazit / upravit člověka	Zobrazit / upravit myš

Umístění MT-ND1 gen v lidském mitochondriálním genomu. MT-ND1 je jedním ze sedmi mitochondriálních genů NADH dehydrogenázy (žluté rámečky).

MT-ND1 je gen z mitochondriální genom kódování pro Řetěz NADH-ubichinon oxidoreduktázy 1 (ND1) protein.^[4] Protein ND1 je podjednotkou NADH dehydrogenáza, který se nachází v mitochondriální vnitřní membrána a je největším z pěti komplexů elektronový transportní řetězec.^[5] Varianty lidského genu MT-ND1 jsou spojeny s mitochondriální encefalomyopatie, laktátová acidóza a epizody podobné cévní mozkové příhodě (MELAS), Leighův syndrom (LS), Leberova dědičná optická neuropatie (LHON) a zvýšení BMI u dospělých.^[6]^[7]^[8]

Struktura

MT-ND1 se nachází v mitochondriální DNA od páru bází 3 307 až 4 262.^[4] Gen MT-ND1 produkuje 36 kDa protein složený z 318 aminokyselin.^[9]^[10] MT-ND1 je jedním ze sedmi mitochondriálních genů kódujících podjednotky enzymu NADH dehydrogenáza (ubichinon), dohromady s MT-ND2, MT-ND3, MT-ND4, MT-ND4L, MT-ND5, a MT-ND6. Také známý jako Komplex I. je tento enzym největším z dýchacích komplexů. Konstrukce je ve tvaru L s dlouhou, hydrofobní transmembránový doména a hydrofilní doména pro periferní rameno, která zahrnuje všechna známá redoxní centra a vazebné místo NADH. Produkt MT-ND1 a zbytek mitochondriálně kódovaných podjednotek jsou nejvíce hydrofobní z podjednotek komplexu I a tvoří jádro transmembránové oblasti.^[5]

Funkce

Řetězec NADH-ubichinon oxidoreduktázy kódovaný MT-ND1 je podjednotkou dýchacího řetězce Komplex I. předpokládá se, že patří k minimálnímu složení základních proteinů potřebných ke katalýze NADH dehydrogenace a elektronový přenos na ubichinon (koenzym Q10).^[11] Zpočátku, NADH váže se na komplex I a přenáší dva elektrony na isoalloxazinový kruh z flavin mononukleotid (FMN) protetické rameno k vytvoření FMNH₂. Elektrony jsou přenášeny řadou klastry železo-síra (Fe-S) v protetickém rameni a nakonec na koenzym Q10 (CoQ), který je redukován na ubichinol (CoQH₂). Tok elektronů mění redoxní stav proteinu, což vede ke konformační změně a strK. posun ionizovatelného postranního řetězce, který pumpuje čtyři vodíkové ionty z mitochondriální matrice.^[5]

Klinický význam

Je známo, že patogenní varianty mitochondriálního genu MT-ND1 způsobují mtDNA Leighův syndrom, stejně jako varianty MT-ATP6, MT-TL1, MT-TK, MT-TW, MT-TV, MT-ND2, MT-ND3, MT-ND4, MT-ND5, MT-ND6 a MT-CO3. Abnormality ve výrobě mitochondriální energie vedou k neurodegenerativním poruchám, jako je Leighův syndrom, který je charakterizován nástupem příznaků ve věku od 12 měsíců do tří let. Příznaky se často objevují po virové infekci a zahrnují poruchy hybnosti a periferní neuropatie, hypotonii, spasticitu a cerebelární ataxii. Zhruba polovina postižených jedinců zemře na respirační nebo srdeční selhání ve věku tří let. Leighův syndrom je mateřsky dědičná porucha a její diagnóza je stanovena genetickým testováním výše zmíněných mitochondriálních genů, včetně MT-ND1.^[6] Mutace m.4171C> A / MT-ND1 také vede k fenotypu podobnému Leighovi a také k bilaterálním lézím mozkového kmene ovlivňujícím vestibulární jádra, což má za následek ztrátu zraku, zvracení a vertigo.^[7] Tyto komplex I geny byly spojovány s řadou neurodegenerativních poruch, včetně Leberova dědičná optická neuropatie (LHON), mitochondriální encefalomyopatie s cévními mozkovými příhodami (MELAS ), překrytí mezi LHON a MELAS,^[12]^[13] a výše zmíněné Leighův syndrom.

Mitochondriální dysfunkce vyplývající z variant MT-ND1, MT-ND2 a MT-ND4L byly spojeny s BMI u dospělých a podílejí se na metabolických poruchách, včetně obezity, cukrovky a hypertenze.^[8]

Reference

^ ^A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000064341 - Ensembl, Květen 2017
^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
^ ^A ^b „Entrez Gene: MT-ND1 NADH dehydrogenase subunit 1“.
^ ^A ^b ^C Voet DJ, Voet JG, Pratt CW (2013). „Kapitola 18, Mitochondriální syntéza ATP“. Základy biochemie (4. vydání). Hoboken, NJ: Wiley. str. 581–620. ISBN 978-0-47054784-7.
^ ^A ^b Thorburn DR, Rahman S (1993–2015). „Mitochondriální DNA asociovaný Leighův syndrom a NARP“. V publikacích Pagon RA, Adam MP, Ardinger HH, Wallace SE, Amemiya A, Bean LJ, Bird TD, Dolan CR, Fong CT, Smith RJ, Stephens K (eds.). GeneReviews [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle.
^ ^A ^b La Morgia C, Caporali L, Gandini F, Olivieri A, Toni F, Nassetti S, Brunetto D, Stipa C, Scaduto C, Parmeggiani A, Tonon C, Lodi R, Torroni A, Carelli V (květen 2014). „Asociace mtDNA m.4171C> A / MT-ND1 mutace jak s optickou neuropatií, tak s bilaterálními lézemi mozkového kmene“. BMC neurologie. 14: 116. doi:10.1186/1471-2377-14-116. PMC 4047257. PMID 24884847.
^ ^A ^b Flaquer A, Baumbach C, Kriebel J, Meitinger T, Peters A, Waldenberger M, Grallert H, Strauch K (2014). „Mitochondriální genetické varianty identifikované jako spojené s BMI u dospělých“. PLOS ONE. 9 (8): e105116. Bibcode:2014PLoSO ... 9j5116F. doi:10.1371 / journal.pone.0105116. PMC 4143221. PMID 25153900.
^ 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.
^ „NADH-ubichinon oxidoreduktázový řetězec 1“. Srdeční organelární proteinová atlasová znalostní databáze (COPaKB).
^ „MT-ND1 - NADH-ubichinon oxidoreduktázový řetězec 1 - Homo sapiens (člověk)“. UniProt.org: centrum pro informace o bílkovinách. Konsorcium UniProt.
^ Spruijt L, Smeets HJ, Hendrickx A, Bettink-Remeijer MW, Maat-Kievit A, Schoonderwoerd KC, Sluiter W, de Coo IF, Hintzen RQ (červen 2007). „Mutace ND1 spojená s MELAS způsobující dědičnou optickou neuropatii a spastickou dystonii“. Archivy neurologie. 64 (6): 890–3. doi:10,1001 / archneur.64.6.890. PMID 17562939.
^ Blakely EL, de Silva R, král A, Schwarzer V, Harrower T, Dawidek G, Turnbull DM, Taylor RW (květen 2005). „LHON / MELAS overlap syndrom spojený s mitochondriální mutací genu MTND1“. European Journal of Human Genetics. 13 (5): 623–7. doi:10.1038 / sj.ejhg.5201363. PMID 15657614.

Další čtení

Torroni A, Achilli A, Macaulay V, Richards M, Bandelt HJ (červen 2006). "Sklizeň plodů lidského stromu mtDNA". Trendy v genetice. 22 (6): 339–45. doi:10.1016 / j.tig.2006.04.001. PMID 16678300.
Bodenteich A, Mitchell LG, Polymeropoulos MH, Merril CR (květen 1992). „Dinukleotidová repetice v lidské mitochondriální D-smyčce“. Lidská molekulární genetika. 1 (2): 140. doi:10,1093 / hmg / 1,2,140-a. PMID 1301157.
Lu X, Walker T, MacManus JP, Seligy VL (červenec 1992). „Diferenciace lidských buněk HT-29 adenokarcinomu tlustého střeva koreluje se zvýšenou expresí mitochondriální RNA: účinky trehalózy na růst a zrání buněk“. Výzkum rakoviny. 52 (13): 3718–25. PMID 1377597.
Johns DR, Neufeld MJ, Park RD (září 1992). „Mutace mitochondriální DNA ND-6 spojená s Leberovou dědičnou optickou neuropatií“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 187 (3): 1551–7. doi:10.1016 / 0006-291X (92) 90479-5. PMID 1417830.
Huoponen K, Vilkki J, Aula P, Nikoskelainen EK, Savontaus ML (červen 1991). „Nová mutace mtDNA spojená s Leberovou dědičnou optickou neuroretinopatií“. American Journal of Human Genetics. 48 (6): 1147–53. PMC 1683111. PMID 1674640.
Marzuki S, Noer AS, Lertrit P, Thyagarajan D, Kapsa R, Utthanaphol P, Byrne E (prosinec 1991). „Normální varianty lidské mitochondriální DNA a translačních produktů: budování referenční databáze“. Genetika člověka. 88 (2): 139–45. doi:10.1007 / bf00206061. PMID 1757091. S2CID 28048453.
Johns DR, Berman J (únor 1991). „Alternativní simultánní komplexní mitochondriální mutace DNA v Leberově dědičné optické neuropatii“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 174 (3): 1324–30. doi:10.1016 / 0006-291X (91) 91567-V. PMID 1900003.
Howell N, Bindoff LA, McCullough DA, Kubacka I, Poulton J, Mackey D, Taylor L, Turnbull DM (listopad 1991). „Leber dědičná optická neuropatie: identifikace stejné mitochondriální mutace ND1 v šesti rodokmenech“. American Journal of Human Genetics. 49 (5): 939–50. PMC 1683233. PMID 1928099.
Majander A, Huoponen K, Savontaus ML, Nikoskelainen E, Wikström M (listopad 1991). "Vlastnosti přenosu NADH elektronem: ubichinon reduktáza v mutacích ND1 / 3460 a ND4 / 11778 leberské dědičné optické neuroretinopatie (LHON)". FEBS Dopisy. 292 (1–2): 289–92. doi:10.1016/0014-5793(91)80886-8. PMID 1959619. S2CID 26368887.
Moraes CT, Andreetta F, Bonilla E, Shanske S, DiMauro S, Schon EA (březen 1991). „Replikačně kompetentní lidská mitochondriální DNA postrádající oblast promotoru těžkých řetězců“. Molekulární a buněčná biologie. 11 (3): 1631–7. doi:10.1128 / MCB.11.3.1631. PMC 369459. PMID 1996112.
Howell N, Kubacka I, Xu M, McCullough DA (květen 1991). „Leberova dědičná optická neuropatie: účast mitochondriálního genu ND1 a důkazy pro intragenní supresorovou mutaci“. American Journal of Human Genetics. 48 (5): 935–42. PMC 1683051. PMID 2018041.
Attardi G, Chomyn A, Doolittle RF, Mariottini P, Ragan CI (1987). "Sedm neidentifikovaných čtecích rámců lidské mitochondriální DNA kóduje podjednotky dýchacího řetězce NADH dehydrogenázy". Cold Spring Harbor Symposia o kvantitativní biologii. 51 (1): 103–14. doi:10,1101 / sqb.1986.051.01.013. PMID 3472707.
Chomyn A, Cleeter MW, Ragan CI, Riley M, Doolittle RF, Attardi G (říjen 1986). "URF6, poslední neidentifikovaný čtecí rámec lidské mtDNA, kóduje podjednotku NADH dehydrogenázy". Věda. 234 (4776): 614–8. Bibcode:1986Sci ... 234..614C. doi:10.1126 / science.3764430. PMID 3764430.
Chomyn A, Mariottini P, Cleeter MW, Ragan CI, Matsuno-Yagi A, Hatefi Y, Doolittle RF, Attardi G (1985). „Šest neidentifikovaných čtecích rámců lidské mitochondriální DNA kóduje složky NADH dehydrogenázy dýchacího řetězce“. Příroda. 314 (6012): 592–7. Bibcode:1985 Natur.314..592C. doi:10.1038 / 314592a0. PMID 3921850. S2CID 32964006.
Sanger F, Coulson AR, Barrell BG, Smith AJ, Roe BA (říjen 1980). „Klonování v jednořetězcovém bakteriofágu jako pomůcka pro rychlé sekvenování DNA“. Journal of Molecular Biology. 143 (2): 161–78. doi:10.1016/0022-2836(80)90196-5. PMID 6260957.
Pagani S, Galante YM (leden 1983). "Interakce rhodanese s mitochondriální NADH dehydrogenázou". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - proteinová struktura a molekulární enzymologie. 742 (2): 278–84. doi:10.1016/0167-4838(83)90312-6. PMID 6402020.
Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon IC, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, Schreier PH, Smith AJ, Staden R, Young IG (duben 1981). "Pořadí a organizace lidského mitochondriálního genomu". Příroda. 290 (5806): 457–65. Bibcode:1981 Natur.290..457A. doi:10.1038 / 290457a0. PMID 7219534. S2CID 4355527.
Montoya J, Ojala D, Attardi G (duben 1981). "Charakteristické rysy 5'-koncových sekvencí lidských mitochondriálních mRNA". Příroda. 290 (5806): 465–70. Bibcode:1981 Natur.290..465M. doi:10.1038 / 290465a0. PMID 7219535. S2CID 4358928.
Horai S, Hayasaka K, Kondo R, Tsugane K, Takahata N (leden 1995). „Nedávný africký původ moderních lidí odhalen úplnými sekvencemi hominoidních mitochondriálních DNA“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 92 (2): 532–6. Bibcode:1995PNAS ... 92..532H. doi:10.1073 / pnas.92.2.532. PMC 42775. PMID 7530363.
Nakagawa Y, Ikegami H, Yamato E, Takekawa K, Fujisawa T, Hamada Y, Ueda H, Uchigata Y, Miki T, Kumahara Y (duben 1995). „Nová mitochondriální mutace DNA spojená s diabetes mellitus nezávislým na inzulínu“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 209 (2): 664–8. doi:10.1006 / bbrc.1995.1550. PMID 7733935.
Delmiro A, Rivera H, García-Silva MT, García-Consuegra I, Martín-Hernández E, Quijada-Fraile P, de Las Heras RS, Moreno-Izquierdo A, Martín MÁ, Arenas J, Martínez-Azorín F (prosinec 2013) . „Sekvenování celého exomu identifikuje variantu mitochondriálního genu MT-ND1 spojeného s epileptickou encefalopatií: syndrom západního vývoje, který se vyvinul do syndromu Lennox-Gastaut.“ Lidská mutace. 34 (12): 1623–7. doi:10,1002 / humu.22445. PMID 24105702.
Musumeci O, Andreu AL, Shanske S, Bresolin N, Comi GP, Rothstein R, Schon EA, DiMauro S (červen 2000). „Intragenní inverze mtDNA: nový typ patogenní mutace u pacienta s mitochondriální myopatií“. American Journal of Human Genetics. 66 (6): 1900–4. doi:10.1086/302927. PMC 1378040. PMID 10775530.

externí odkazy

Hmotnostní spektrometrie charakterizace MT-ND1 na COPaKB

[refGRCm38Ensembl-1] A ^b ^C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000064341 - Ensembl, Květen 2017

[2] „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[3] „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.

[EntrezMTND1-4] A ^b „Entrez Gene: MT-ND1 NADH dehydrogenase subunit 1“.

[BioChem-5] A ^b ^C Voet DJ, Voet JG, Pratt CW (2013). „Kapitola 18, Mitochondriální syntéza ATP“. Základy biochemie (4. vydání). Hoboken, NJ: Wiley. str. 581–620. ISBN 978-0-47054784-7.

[GeneReviews-6] A ^b Thorburn DR, Rahman S (1993–2015). „Mitochondriální DNA asociovaný Leighův syndrom a NARP“. V publikacích Pagon RA, Adam MP, Ardinger HH, Wallace SE, Amemiya A, Bean LJ, Bird TD, Dolan CR, Fong CT, Smith RJ, Stephens K (eds.). GeneReviews [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle.

[MTND1mutation-7] A ^b La Morgia C, Caporali L, Gandini F, Olivieri A, Toni F, Nassetti S, Brunetto D, Stipa C, Scaduto C, Parmeggiani A, Tonon C, Lodi R, Torroni A, Carelli V (květen 2014). „Asociace mtDNA m.4171C> A / MT-ND1 mutace jak s optickou neuropatií, tak s bilaterálními lézemi mozkového kmene“. BMC neurologie. 14: 116. doi:10.1186/1471-2377-14-116. PMC 4047257. PMID 24884847.

[BMI-8] A ^b Flaquer A, Baumbach C, Kriebel J, Meitinger T, Peters A, Waldenberger M, Grallert H, Strauch K (2014). „Mitochondriální genetické varianty identifikované jako spojené s BMI u dospělých“. PLOS ONE. 9 (8): e105116. Bibcode:2014PLoSO ... 9j5116F. doi:10.1371 / journal.pone.0105116. PMC 4143221. PMID 25153900.

[COPaKB-9] 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.

[url_COPaKB-10] „NADH-ubichinon oxidoreduktázový řetězec 1“. Srdeční organelární proteinová atlasová znalostní databáze (COPaKB).

[11] „MT-ND1 - NADH-ubichinon oxidoreduktázový řetězec 1 - Homo sapiens (člověk)“. UniProt.org: centrum pro informace o bílkovinách. Konsorcium UniProt.

[12] Spruijt L, Smeets HJ, Hendrickx A, Bettink-Remeijer MW, Maat-Kievit A, Schoonderwoerd KC, Sluiter W, de Coo IF, Hintzen RQ (červen 2007). „Mutace ND1 spojená s MELAS způsobující dědičnou optickou neuropatii a spastickou dystonii“. Archivy neurologie. 64 (6): 890–3. doi:10,1001 / archneur.64.6.890. PMID 17562939.

[13] Blakely EL, de Silva R, král A, Schwarzer V, Harrower T, Dawidek G, Turnbull DM, Taylor RW (květen 2005). „LHON / MELAS overlap syndrom spojený s mitochondriální mutací genu MTND1“. European Journal of Human Genetics. 13 (5): 623–7. doi:10.1038 / sj.ejhg.5201363. PMID 15657614.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]