MT-ND3 - MT-ND3
MT-ND3 je gen z mitochondriální genom kódování pro NADH dehydrogenáza 3 (ND3) protein.[4] Protein ND3 je podjednotkou NADH dehydrogenáza (ubichinon), který se nachází v mitochondriální vnitřní membrána a je největším z pěti komplexů elektronový transportní řetězec.[5] Varianty MT-ND3 jsou spojeny s Mitochondriální encefalomyopatie, laktátová acidóza a epizody podobné cévní mozkové příhodě (MELAS), Leighův syndrom (LS) a Leberova dědičná optická neuropatie (LHON).[6][7]
Struktura
Obecné rysy
MT-ND3 se nachází v člověku mitochondriální DNA od základního páru 10 059 do 10 404.[4] Gen MT-ND3 produkuje protein 13 kDa složený ze 115 aminokyselin.[8][9] MT-ND3 je jedním ze sedmi mitochondriálních genů kódujících podjednotky enzymu NADH dehydrogenáza (ubichinon), dohromady s MT-ND1, MT-ND2, 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-ND3 a zbytek mitochondriálně kódovaných podjednotek jsou nejvíce hydrofobní z podjednotek komplexu I a tvoří jádro transmembránové oblasti.[5]
Nepřekládaný extra nukleotid
V genu MT-ND3 od mnoha druhů ptáků a želv [10] existuje další nukleotid, který se nepřekládá na protein.[11] Překladový posun snímků nebo Úpravy RNA jsou alternativní vysvětlení pro zachování funkčnosti čtecího rámce ND3 u ptáků, kteří mají vložení jednoho nukleotidu. Tato další vlastnost nukleotidů naznačuje, že želvy mohou souviset s Archosaurie, o čemž svědčí molekulární fylogeneze studie.[12][13] Absence extra nukleotidu u krokodýlů a některých ptáků a želv může také naznačovat, že příslušné taxony tuto vlastnost ztratily.
Funkce
Produkt MT-ND3 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).[14] 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-ND3 způsobují mtDNA Leighův syndrom, stejně jako varianty MT-ATP6, MT-TL1, MT-TK, MT-TW, MT-TV, MT-ND1, MT-ND2, 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, stejně jako hypotonie, spasticita a cerebelární ataxie. 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-ND3.[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]
Interakce
MT-ND3 má 5 binárních souborů interakce protein-protein včetně 2 společných interakcí. MT-ND3 vypadá, že interaguje s APP a NDUFA9.[15]
Reference
- ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000064360 - 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-ND3 NADH dehydrogenase subunit 3“.
- ^ A b C Donald Voet; Judith G. Voet; Charlotte W. Pratt (2013). „18“. Základy biochemie: život na molekulární úrovni (4. vydání). Hoboken, NJ: Wiley. str. 581–620. ISBN 9780470547847.
- ^ 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.
- ^ 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 3“. Srdeční organelární proteinová atlasová znalostní databáze (COPaKB).
- ^ „Kompletní mitochondriální sekvence genomu“. megasun.bch.umontreal.ca. Citováno 2017-02-20.
- ^ Mindell DP, Sorenson MD, Dimcheff DE (listopad 1998). „Extra nukleotid není přeložen v mitochondriální ND3 některých ptáků a želv“. Molekulární biologie a evoluce. 15 (11): 1568–71. doi:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a025884. PMID 12572620.
- ^ Chiari Y, Cahais V, Galtier N, Delsuc F (červenec 2012). „Fylogenomické analýzy podporují postavení želv jako sesterské skupiny ptáků a krokodýlů (Archosauria)“. Biologie BMC. 10: 65. doi:10.1186/1741-7007-10-65. PMC 3473239. PMID 22839781.
- ^ Crawford NG, Faircloth BC, McCormack JE, Brumfield RT, Winker K, Glenn TC (říjen 2012). „Více než 1000 ultrakonzervovaných prvků poskytuje důkaz, že želvy jsou sesterskou skupinou archosaurů.“. Biologické dopisy. 8 (5): 783–6. doi:10.1098 / rsbl.2012.0331. PMC 3440978. PMID 22593086.
- ^ „MT-ND3 - NADH-ubichinon oxidoreduktázový řetězec 3 - Homo sapiens (člověk)“. UniProt.org: centrum pro informace o bílkovinách. Konsorcium UniProt.
- ^ „Bylo nalezeno 5 binárních interakcí pro hledaný výraz MT-ND3“. Databáze molekulárních interakcí IntAct. EMBL-EBI. Citováno 2018-08-25.
Další čtení
- Leshinsky-Silver E, Lev D, Tzofi-Berman Z, Cohen S, Saada A, Yanoov-Sharav M, Gilad E, Lerman-Sagie T (srpen 2005). „Fulminantní neurologické zhoršení u novorozence s Leighovým syndromem v důsledku mateřsky přenášené missense mutace v mitochondriálním genu ND3“. Sdělení o biochemickém a biofyzikálním výzkumu. 334 (2): 582–7. doi:10.1016 / j.bbrc.2005.06.134. PMID 16023078.
- Levy RJ, Ríos PG, Akman HO, Sciacco M, Vivo DC, DiMauro S (říjen 2014). „Dlouhé přežití u pacientů se syndromem leigh a mutací m.10191T> C v MT-ND3: kazuistika a přehled literatury“. Journal of Child Neurology. 29 (10): NP105–10. doi:10.1177/0883073813506783. PMC 4035473. PMID 24284231.
- Grosso S, Carluccio MA, Cardaioli E, Cerase A, Malandrini A, Romano C, Federico A, Dotti MT (březen 2017). "Nedostatek komplexu I související s genem ND3 mutace T10158C: Další definice klinického spektra". Mozek a vývoj. 39 (3): 261–265. doi:10.1016 / j.braindev.2016.09.013. PMID 27742419. S2CID 6565853.
- 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.
- 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.
- 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.
- Maca-Meyer N, González AM, Larruga JM, Flores C, Cabrera VM (2003). „Hlavní genomové mitochondriální linie určují časné lidské expanze“. Genetika BMC. 2: 13. doi:10.1186/1471-2156-2-13. PMC 55343. PMID 11553319.
- Herrnstadt C, Elson JL, Fahy E, Preston G, Turnbull DM, Anderson C, Ghosh SS, Olefsky JM, Beal MF, Davis RE, Howell N (květen 2002). „Reduced-median-network analysis of complete mitochondrial DNA coding-region addresses for the major African, Asian, and European haplogroups". American Journal of Human Genetics. 70 (5): 1152–71. doi:10.1086/339933. PMC 447592. PMID 11938495.
- Silva WA, Bonatto SL, Holanda AJ, Ribeiro-Dos-Santos AK, Paixão BM, Goldman GH, Abe-Sandes K, Rodriguez-Delfin L, Barbosa M, Paçó-Larson ML, Petzl-Erler ML, Valente V, Santos SE , Zago MA (červenec 2002). „Mitochondriální genomová rozmanitost domorodých Američanů podporuje jediný brzký vstup zakladatelských populací do Ameriky“. American Journal of Human Genetics. 71 (1): 187–92. doi:10.1086/341358. PMC 384978. PMID 12022039.
- Sudoyo H, Suryadi H, Lertrit P, Pramoonjago P, Lyrawati D, Marzuki S (2003). „Asijské specifické pozadí mtDNA spojené s primární mutací G11778A Leberovy dědičné optické neuropatie“. Journal of Human Genetics. 47 (11): 594–604. doi:10,1007 / s100380200091. PMID 12436196.
- Mishmar D, Ruiz-Pesini E, Golik P, Macaulay V, Clark AG, Hosseini S, Brandon M, Easley K, Chen E, Brown MD, Sukernik RI, Olckers A, Wallace DC (leden 2003). „Regionální variace mtDNA u lidí ve tvaru přirozeného výběru“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 100 (1): 171–6. Bibcode:2003PNAS..100..171M. doi:10.1073 / pnas.0136972100. PMC 140917. PMID 12509511.
- Ingman M, Gyllensten U (červenec 2003). „Variace mitochondriálního genomu a evoluční historie australských a novoguinejských domorodců“. Výzkum genomu. 13 (7): 1600–6. doi:10,1101 / gr. 686603. PMC 403733. PMID 12840039.
- Kong QP, Yao YG, Sun C, Bandelt HJ, Zhu CL, Zhang YP (září 2003). „Fylogeneze východoasijských linií mitochondriální DNA odvozená z úplných sekvencí“. American Journal of Human Genetics. 73 (3): 671–6. doi:10.1086/377718. PMC 1180693. PMID 12870132.
- Moilanen JS, Finnila S, Majamaa K (prosinec 2003). "Selekce specifická pro linii v lidské mtDNA: nedostatek polymorfismů v segmentu genu MTND5 v haploskupině J". Molekulární biologie a evoluce. 20 (12): 2132–42. doi:10,1093 / molbev / msg230. PMID 12949126.
- Coble MD, Just RS, O'Callaghan JE, Letmanyi IH, Peterson CT, Irwin JA, Parsons TJ (červen 2004). „Jednonukleotidové polymorfismy v celém genomu mtDNA, které zvyšují sílu forenzního testování u bělochů“. International Journal of Legal Medicine. 118 (3): 137–46. doi:10.1007 / s00414-004-0427-6. PMID 14760490. S2CID 8413730.
- Crimi M, Papadimitriou A, Galbiati S, Palamidou P, Fortunato F, Bordoni A, Papandreou U, Papadimitriou D, Hadjigeorgiou GM, Drogari E, Bresolin N, Comi GP (květen 2004). „Nová mitochondriální mutace DNA v genu ND3 způsobující závažný Leighův syndrom s časnou letalitou“. Pediatrický výzkum. 55 (5): 842–6. doi:10.1203 / 01.PDR.0000117844.73436.68. PMID 14764913.
- Tanaka M, Cabrera VM, González AM, Larruga JM, Takeyasu T, Fuku N, Guo LJ, Hirose R, Fujita Y, Kurata M, Shinoda K, Umetsu K, Yamada Y, Oshida Y, Sato Y, Hattori N, Mizuno Y , Arai Y, Hirose N, Ohta S, Ogawa O, Tanaka Y, Kawamori R, Shamoto-Nagai M, Maruyama W, Shimokata H, Suzuki R, Shimodaira H (říjen 2004). „Variace mitochondriálního genomu ve východní Asii a osídlení Japonska“. Výzkum genomu. 14 (10A): 1832–50. doi:10,1101 / gr. 2286304. PMC 524407. PMID 15466285.
- Palanichamy MG, Sun C, Agrawal S, Bandelt HJ, Kong QP, Khan F, Wang CY, Chaudhuri TK, Palla V, Zhang YP (prosinec 2004). „Fylogeneze mitochondriální DNA makrohaploskupiny N v Indii, založená na úplném sekvenování: důsledky pro osídlení jižní Asie“. American Journal of Human Genetics. 75 (6): 966–78. doi:10.1086/425871. PMC 1182158. PMID 15467980.
- Starikovskaya EB, Sukernik RI, Derbeneva OA, Volodko NV, Ruiz-Pesini E, Torroni A, Brown MD, Lott MT, Hosseini SH, Huoponen K, Wallace DC (leden 2005). „Diverzita mitochondriální DNA v domorodých populacích jižního rozsahu Sibiře a počátky indiánských haploskupin“. Annals of Human Genetics. 69 (Pt 1): 67–89. doi:10.1046 / j.1529-8817.2003.00127.x. PMC 3905771. PMID 15638829.
- Achilli A, Rengo C, Battaglia V, Pala M, Olivieri A, Fornarino S, Magri C, Scozzari R, Babudri N, Santachiara-Benerecetti AS, Bandelt HJ, Semino O, Torroni A (květen 2005). „Saami a Berbers - neočekávaný mitochondriální odkaz na DNA“. American Journal of Human Genetics. 76 (5): 883–6. doi:10.1086/430073. PMC 1199377. PMID 15791543.
- Rajkumar R, Banerjee J, Gunturi HB, Trivedi R, Kashyap VK (duben 2005). "Fylogeneze a starověk M makrohaploskupiny odvozena z úplné sekvence mt DNA indických specifických linií". BMC Evoluční biologie. 5: 26. doi:10.1186/1471-2148-5-26. PMC 1079809. PMID 15804362.
- Friedlaender J, Schurr T, Gentz F, Koki G, Friedlaender F, Horvat G, Babb P, Cerchio S, Kaestle F, Schanfield M, Deka R, Yanagihara R, Merriwether DA (červen 2005). „Rozšiřování mitochondriálních haploskupin P a Q v jihozápadním Pacifiku“. Molekulární biologie a evoluce. 22 (6): 1506–17. doi:10.1093 / molbev / msi142. PMID 15814828.