МТ-НД2 - MT-ND2
МТ-ND2 является ген из митохондриального генома , кодирующей НАДН - дегидрогеназы 2 (ND2) белка . Белок ND2 представляет собой субъединицу НАДН-дегидрогеназы (убихинон) , которая расположена во внутренней мембране митохондрий и является крупнейшим из пяти комплексов цепи переноса электронов . Варианты MT-ND2 человека связаны с митохондриальной энцефаломиопатией, лактоацидозом и эпизодами инсульта (MELAS), синдромом Ли (LS), наследственной оптической невропатией Лебера (LHON) и повышением ИМТ у взрослых.
Состав
MT-ND2 находится в митохондриальной ДНК от 4 470 до 5 511 пар оснований. Ген MT-ND2 продуцирует белок массой 39 кДа, состоящий из 347 аминокислот. MT-ND2 является одним из семи митохондриальных генов, кодирующих субъединицы фермента NADH-дегидрогеназы (убихинона) , вместе с MT-ND1 , MT-ND3 , MT-ND4 , MT-ND4L , MT-ND5 и MT-ND6 . Этот фермент, также известный как Комплекс I , является крупнейшим из респираторных комплексов. Структура имеет L-образную форму с длинным гидрофобным трансмембранным доменом и гидрофильным доменом для периферического плеча, который включает все известные окислительно-восстановительные центры и сайт связывания NADH. Продукт MT-ND2 и остальные субъединицы, кодируемые митохондриями, являются наиболее гидрофобными из субъединиц Комплекса I и образуют ядро трансмембранной области.
Функция
Продукт MT-ND2 представляет собой субъединицу Комплекса I дыхательной цепи, который, как полагают, принадлежит к минимальному комплексу ядерных белков, необходимому для катализирования дегидрирования NADH и переноса электронов на убихинон (кофермент Q10). Первоначально NADH связывается Complex I и передает два электрона в isoalloxazine кольцо из флавинмононуклеотида (ФМНО) протеза с образованием FMNH 2 . Электроны передаются через серию кластеров железо-сера (Fe-S) в протезной руке и, наконец, к коферменту Q10 (CoQ), который восстанавливается до убихинола (CoQH 2 ). Поток электронов изменяет окислительно-восстановительное состояние белка, что приводит к конформационному изменению и сдвигу p K ионизируемой боковой цепи, которая выкачивает четыре иона водорода из митохондриального матрикса.
Клиническое значение
Известно, что патогенные варианты митохондриального гена MT-ND2 вызывают мтДНК-ассоциированный синдром Ли , как и варианты MT-ATP6 , MT-TL1 , MT-TK , MT-TW , MT-TV , MT-ND1 , MT-ND3. , MT-ND4 , MT-ND5 , MT-ND6 и MT-CO3 . Нарушения выработки митохондриальной энергии приводят к нейродегенеративным нарушениям, таким как синдром Ли, который характеризуется появлением симптомов в возрасте от 12 месяцев до трех лет. Симптомы часто проявляются после вирусной инфекции и включают двигательные расстройства и периферическую невропатию, а также гипотонию, спастичность и мозжечковую атаксию. Примерно половина больных умирает от дыхательной или сердечной недостаточности к трехлетнему возрасту. Синдром Ли является наследственным заболеванием по материнской линии, и его диагноз устанавливается путем генетического тестирования вышеупомянутых митохондриальных генов, включая MT-ND2. Эти гены комплекса I были связаны с множеством нейродегенеративных заболеваний, включая наследственную оптическую невропатию Лебера (LHON), митохондриальную энцефаломиопатию с инсульто-подобными эпизодами ( MELAS ) и ранее упомянутый синдром Ли .
Дисфункция митохондрий, вызванная вариантами MT-ND2, MT-ND1 и MT-ND4L , была связана с ИМТ у взрослых и вовлечена в метаболические нарушения, включая ожирение, диабет и гипертензию.
использованная литература
дальнейшее чтение
- Торрони А., Ахилли А., Маколей В., Ричардс М., Бандельт Х. Дж. (Июнь 2006 г.). «Сбор плодов дерева мтДНК человека». Тенденции в генетике . 22 (6): 339–45. DOI : 10.1016 / j.tig.2006.04.001 . PMID 16678300 .
- Bodenteich A, Mitchell LG, Polymeropoulos MH, Merril CR (май 1992 г.). «Динуклеотидный повтор в митохондриальной D-петле человека» . Молекулярная генетика человека . 1 (2): 140. DOI : 10,1093 / HMG / 1.2.140-а . PMID 1301157 .
- Lin FH, Lin R, Wisniewski HM, Hwang YW, Grundke-Iqbal I., Healy-Louie G, Iqbal K (январь 1992 г.). «Обнаружение точечных мутаций в кодоне 331 митохондриальной субъединицы 2 НАДН-дегидрогеназы в мозге Альцгеймера». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 182 (1): 238–46. DOI : 10.1016 / S0006-291X (05) 80136-6 . PMID 1370613 .
- Лу X, Уокер Т., Макманус Дж. П., Селиги В. Л. (июль 1992 г.). «Дифференциация клеток аденокарциномы толстой кишки человека HT-29 коррелирует с повышенной экспрессией митохондриальной РНК: эффекты трегалозы на рост и созревание клеток». Исследования рака . 52 (13): 3718–25. PMID 1377597 .
- Brown MD, Voljavec AS, Lott MT, Torroni A, Yang CC, Wallace DC (январь 1992 г.). «Мутации комплекса I и III митохондриальной ДНК, связанные с наследственной оптической невропатией Лебера» . Генетика . 130 (1): 163–73. DOI : 10.1093 / генетика / 130.1.163 . PMC 1204789 . PMID 1732158 .
- Марзуки С., Ноер А.С., Лертрит П., Тьягараджан Д., Капса Р., Уттанафол П., Бирн Э. (декабрь 1991 г.). «Нормальные варианты митохондриальной ДНК человека и продукты трансляции: создание справочной базы данных». Генетика человека . 88 (2): 139–45. DOI : 10.1007 / bf00206061 . PMID 1757091 . S2CID 28048453 .
- Джонс Д.Р., Берман Дж. (Февраль 1991 г.). «Альтернативные одновременные мутации митохондриальной ДНК комплекса I при наследственной оптической нейропатии Лебера». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях . 174 (3): 1324–30. DOI : 10.1016 / 0006-291X (91) 91567-V . PMID 1900003 .
- Мораес С.Т., Андреетта Ф., Бонилла Э., Шанске С., ДиМауро С., Шон Э.А. (март 1991 г.). «Репликационно-способная митохондриальная ДНК человека, лишенная промоторной области тяжелой цепи» . Молекулярная и клеточная биология . 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). «Семь неопознанных рамок считывания митохондриальной ДНК человека кодируют субъединицы НАДН-дегидрогеназы дыхательной цепи». Симпозиумы Колд-Спринг-Харбор по количественной биологии . 51 (1): 103–14. DOI : 10.1101 / sqb.1986.051.01.013 . PMID 3472707 .
- Чомин А., Клитер М.В., Раган К.И., Райли М., Дулиттл Р.Ф., Аттарди Дж. (Октябрь 1986 г.). «URF6, последняя неопознанная рамка считывания мтДНК человека, кодирует субъединицу НАДН-дегидрогеназы». Наука . 234 (4776): 614–8. Bibcode : 1986Sci ... 234..614C . DOI : 10.1126 / science.3764430 . PMID 3764430 .
- Чомин А., Мариоттини П., Клитер М.В., Раган К.И., Мацуно-Яги А., Хатефи Ю., Дулиттл Р.Ф., Аттарди Дж. (1985). «Шесть неопознанных рамок считывания митохондриальной ДНК человека кодируют компоненты НАДН-дегидрогеназы дыхательной цепи». Природа . 314 (6012): 592–7. Bibcode : 1985Natur.314..592C . DOI : 10.1038 / 314592a0 . PMID 3921850 . S2CID 32964006 .
- Сэнгер Ф., Коулсон А.Р., Баррелл Б.Г., Смит А.Дж., Роу Б.А. (октябрь 1980 г.). «Клонирование одноцепочечного бактериофага как помощь в быстром секвенировании ДНК». Журнал молекулярной биологии . 143 (2): 161–78. DOI : 10.1016 / 0022-2836 (80) 90196-5 . PMID 6260957 .
- Андерсон С., Банкир А.Т., Баррелл Б.Г., де Брюин М.Х., Колсон А.Р., Друин Дж., Эперон И.С., Нирлих Д.П., Роу Б.А., Сэнгер Ф., Шрайер П.Х., Смит А.Дж., Стаден Р., Янг И.Г. (апрель 1981 г.). «Последовательность и организация митохондриального генома человека». Природа . 290 (5806): 457–65. Bibcode : 1981Natur.290..457A . DOI : 10.1038 / 290457a0 . PMID 7219534 . S2CID 4355527 .
- Монтойя Дж., Охала Д., Аттарди Дж. (Апрель 1981 г.). «Отличительные особенности 5'-концевых последовательностей митохондриальных мРНК человека». Природа . 290 (5806): 465–70. Bibcode : 1981Natur.290..465M . DOI : 10.1038 / 290465a0 . PMID 7219535 . S2CID 4358928 .
- Хораи С., Хаясака К., Кондо Р., Цугане К., Такахата Н. (январь 1995 г.). «Недавнее африканское происхождение современных людей выявлено с помощью полных последовательностей гоминоидных митохондриальных ДНК» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 92 (2): 532–6. Bibcode : 1995PNAS ... 92..532H . DOI : 10.1073 / pnas.92.2.532 . PMC 42775 . PMID 7530363 .
- Ридер MJ, Тейлор С.Л., Тобе за кадром, Никерсон Д.А. (февраль 1998 г.). «Автоматизация идентификации вариаций ДНК с использованием качественного повторного секвенирования флуоресценции: анализ митохондриального генома человека» . Исследования нуклеиновых кислот . 26 (4): 967–73. DOI : 10.1093 / NAR / 26.4.967 . PMC 147367 . PMID 9461455 .
- Wise CA, Sraml M, Easteal S (январь 1998 г.). «Нарушение нейтральности в гене субъединицы 2 митохондриальной НАДН-дегидрогеназы у людей, но не у шимпанзе» . Генетика . 148 (1): 409–21. DOI : 10.1093 / генетика / 148.1.409 . PMC 1459762 . PMID 9475751 .
- Эндрюс Р.М., Кубака И., Чиннери П.Ф., Лайтаулерс Р.Н., Тернбулл Д.М., Хауэлл Н. (октябрь 1999 г.). «Повторный анализ и пересмотр кембриджской эталонной последовательности митохондриальной ДНК человека» . Генетика природы . 23 (2): 147. DOI : 10.1038 / 13779 . PMID 10508508 . S2CID 32212178 .
- Ingman M, Kaessmann H, Pääbo S, Gyllensten U (декабрь 2000 г.). «Вариации митохондриального генома и происхождение современного человека». Природа . 408 (6813): 708–13. Bibcode : 2000Natur.408..708I . DOI : 10.1038 / 35047064 . PMID 11130070 . S2CID 52850476 .
- Finnilä S, Lehtonen MS, Majamaa K (июнь 2001 г.). «Филогенетическая сеть европейской мтДНК» . Американский журнал генетики человека . 68 (6): 1475–84. DOI : 10,1086 / 320591 . PMC 1226134 . PMID 11349229 .