MT-ND2 - MT-ND2
MT-ND2 je gen z mitochondriální genom kódování pro NADH dehydrogenáza 2 (ND2) protein.[4] Protein ND2 je podjednotkou NADH dehydrogenáza (ubichinon), který se nachází v mitochondriální vnitřní membrána a je největším z pěti komplexů elektronový transportní řetězec.[5] Jsou spojeny varianty lidského MT-ND2 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-ND2 se nachází v mitochondriální DNA od páru bází 4 470 až 5 511.[4] Gen MT-ND2 produkuje protein 39 kDa složený z 347 aminokyselin.[9][10] MT-ND2 je jedním ze sedmi mitochondriálních genů kódujících podjednotky enzymu NADH dehydrogenáza (ubichinon), dohromady s MT-ND1, 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-ND2 a zbytek mitochondriálně kódovaných podjednotek jsou nejvíce hydrofobní z podjednotek komplexu I a tvoří jádro transmembránové oblasti.[5]
Funkce
Produkt MT-ND2 je podjednotkou dýchacího řetězce Komplex I. o kterém se předpokládá, 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-ND2 způsobují mtDNA Leighův syndrom, stejně jako varianty MT-ATP6, MT-TL1, MT-TK, MT-TW, MT-TV, MT-ND1, 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 pacientů 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-ND2.[6] Tyto komplex I geny byly spojovány s řadou neurodegenerativních poruch, včetně Leberova dědičná optická neuropatie (LHON), mitochondriální encefalomyopatie s cévními mozkovými příhodami (MELAS ) a výše uvedené Leighův syndrom.[7]
Mitochondriální dysfunkce vyplývající z variant MT-ND2, MT-ND1 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: ENSMUSG00000064345 - 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-ND2 NADH dehydrogenase subunit 2“.
- ^ 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 (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.
- ^ „Mitochondriálně kódovaná NADH dehydrogenáza 2“. Srdeční organelární proteinová atlasová znalostní databáze (COPaKB).
- ^ „MT-ND2 - NADH-ubichinon oxidoreduktázový řetězec 2 - Homo sapiens (člověk)“. UniProt.org: centrum pro informace o bílkovinách. Konsorcium UniProt.
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.
- Lin FH, Lin R, Wisniewski HM, Hwang YW, Grundke-Iqbal I, Healy-Louie G, Iqbal K (leden 1992). "Detekce bodových mutací v kodonu 331 mitochondriální NADH dehydrogenázové podjednotky 2 v Alzheimerových mozcích". Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 182 (1): 238–46. doi:10.1016 / S0006-291X (05) 80136-6. PMID 1370613.
- 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.
- Brown MD, Voljavec AS, Lott MT, Torroni A, Yang CC, Wallace DC (leden 1992). „Mutace mitochondriální DNA komplexu I a III spojené s Leberovou dědičnou optickou neuropatií“. Genetika. 130 (1): 163–73. PMC 1204789. PMID 1732158.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Rieder MJ, Taylor SL, Tobe VO, Nickerson DA (únor 1998). „Automatizace identifikace variací DNA pomocí kvalitního resekvenování fluorescence: analýza lidského mitochondriálního genomu“. Výzkum nukleových kyselin. 26 (4): 967–73. doi:10.1093 / nar / 26.4.967. PMC 147367. PMID 9461455.
- Wise CA, Sraml M, Easteal S (leden 1998). „Odchod z neutrality u genu podjednotky 2 mitochondriální NADH dehydrogenázy u lidí, ale ne u šimpanzů“. Genetika. 148 (1): 409–21. PMC 1459762. PMID 9475751.
- Andrews RM, Kubacka I, Chinnery PF, Lightowlers RN, Turnbull DM, Howell N (říjen 1999). "Reanalysis a revize cambridgeské referenční sekvence pro lidskou mitochondriální DNA". Genetika přírody. 23 (2): 147. doi:10.1038/13779. PMID 10508508. S2CID 32212178.
- Ingman M, Kaessmann H, Pääbo S, Gyllensten U (prosinec 2000). „Variace mitochondriálního genomu a původ moderních lidí“. Příroda. 408 (6813): 708–13. Bibcode:2000Natur.408..708I. doi:10.1038/35047064. PMID 11130070. S2CID 52850476.
- Finnilä S, Lehtonen MS, Majamaa K (červen 2001). „Fylogenetická síť pro evropskou mtDNA“. American Journal of Human Genetics. 68 (6): 1475–84. doi:10.1086/320591. PMC 1226134. PMID 11349229.