MT-ND4L - MT-ND4L
МТ-ND4L является геном из митохондриального генома , кодирующий НАДН-убихинон оксидоредуктазы цепи 4L (ND4L) белок . Белок ND4L представляет собой субъединицу НАДН-дегидрогеназы (убихинона) , которая расположена во внутренней мембране митохондрий и является крупнейшим из пяти комплексов цепи переноса электронов . Варианты человеческого MT-ND4L связаны с повышенным ИМТ у взрослых и наследственной оптической невропатией Лебера (LHON).
Состав
Ген MT-ND4L расположен в митохондриальной ДНК человека от 10 469 до 10765 пар оснований. Ген MT-ND4L продуцирует белок 11 кДа, состоящий из 98 аминокислот. MT-ND4L является одним из семи митохондриальных генов, кодирующих субъединицы фермента NADH-дегидрогеназы (убихинона) , вместе с MT-ND1 , MT-ND2 , MT-ND3 , MT-ND4 , 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. MT-ND4L и остальные субъединицы, кодируемые митохондриями, являются наиболее гидрофобными из субъединиц Комплекса I и образуют ядро трансмембранной области.
Необычной особенностью гена MT-ND4L человека является 7-нуклеотидное перекрытие трех последних кодонов гена (5'- CAA TGC TAA -3 ', кодирующего Gln, Cys и Stop) с первыми тремя кодонами MT-ND4. ген (5'- ATG CTA AAA -3 ', кодирующий аминокислоты Met-Leu-Lys). Что касается рамки считывания MT-ND4L (+1), ген MT-ND4 начинается в рамке считывания +3: [CAA] [TGC] [TAA] AA по сравнению с CA [ATG] [CTA] [AAA] .
Функция
Продукт MT-ND4L представляет собой субъединицу Комплекса I дыхательной цепи, который, как полагают, принадлежит к минимальному комплексу ядерных белков, необходимому для катализирования дегидрирования НАДН 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
Дисфункция митохондрий, вызванная вариантами MT-ND4L, MT-ND1 и MT-ND2 , была связана с ИМТ у взрослых и вовлечена в метаболические нарушения, включая ожирение, диабет и гипертензию.
Мутация T> C в положении 10663 митохондриального гена MT-ND4L, как известно, вызывает наследственную оптическую невропатию Лебера (LHON). Эта мутация приводит к замене аминокислоты валина на аланин в положении 65 белка ND4L, нарушая функцию Комплекса I в цепи переноса электронов . Неизвестно , как эта мутация приводит к потере зрения у пациентов LHON, но он может прервать производство АТФ в связи с нарушением деятельности Комплекса I . Известно, что мутации в других генах, кодирующих субъединицы Комплекса I , включая MT-ND1 , MT-ND2 , MT-ND4 , MT-ND5 и MT-ND6 , вызывают LHON.
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 .
- 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 .
- 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 .
- 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. 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 .
- 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 .
- Браун, доктор медицины, Торрони, Рекорд, Уоллес, округ Колумбия (1996). «Филогенетический анализ митохондриальной ДНК Лебера с наследственной оптической нейропатией указывает на множественные независимые случаи общих мутаций». Человеческая мутация . 6 (4): 311–25. DOI : 10.1002 / humu.1380060405 . PMID 8680405 . S2CID 7952344 .
- Арнасон У., Сюй Х, Гуллберг А (февраль 1996 г.). «Сравнение полных последовательностей митохондриальной ДНК человека и обычного шимпанзе на основе нехимерных последовательностей». Журнал молекулярной эволюции . 42 (2): 145–52. Bibcode : 1996JMolE..42..145A . DOI : 10.1007 / BF02198840 . PMID 8919866 . S2CID 9082248 .
- Поляк К., Ли Ю., Чжу Х., Ленгауэр С., Уилсон Дж. К., Марковиц С.Д., Труш М.А., Кинзлер К.В., Фогельштейн Б. (ноябрь 1998 г.). «Соматические мутации митохондриального генома при колоректальных опухолях человека». Генетика природы . 20 (3): 291–3. DOI : 10,1038 / 3108 . PMID 9806551 . S2CID 19786796 .
- 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 .
- Мака-Мейер Н., Гонсалес А.М., Ларруга Дж.М., Флорес С., Кабрера В.М. (2003). «Основные геномные митохондриальные линии определяют ранние человеческие экспансии» . BMC Genetics . 2 : 13. DOI : 10.1186 / 1471-2156-2-13 . PMC 55343 . PMID 11553319 .
- Херрнштадт К., Элсон Дж. Л., Фахи Е., Престон Дж., Тернбулл Д. М., Андерсон С., Гош С. С., Олефски Дж. М., Бил М. Ф., Дэвис Р. Е., Хауэлл Н. (май 2002 г.). «Анализ сокращенной медианной сети полных последовательностей кодирующей области митохондриальной ДНК для основных африканских, азиатских и европейских гаплогрупп» . Американский журнал генетики человека . 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 (июль 2002 г.). «Разнообразие митохондриального генома коренных американцев поддерживает единственное раннее проникновение популяций основателей в Америку» . Американский журнал генетики человека . 71 (1): 187–92. DOI : 10.1086 / 341358 . PMC 384978 . PMID 12022039 .