| Белок АТФ-синтазы 8 (метазоа) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | ||||||||
| Символ | ATP-synt_8 | |||||||
| Pfam | PF00895 | |||||||
| Клан пфам | CL0255 | |||||||
| ИнтерПро | IPR001421 | |||||||
| ||||||||
| Субъединица 8 F0 растительной АТФ-синтазы | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | ||||||||
| Символ | YMF19 | |||||||
| Pfam | PF02326 | |||||||
| Клан пфам | CL0255 | |||||||
| ИнтерПро | IPR003319 | |||||||
| ||||||||
| Грибковый белок АТФ-синтазы 8 (A6L) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | ||||||||
| Символ | Fun_ATP-synt_8 | |||||||
| Pfam | PF05933 | |||||||
| Клан пфам | CL0255 | |||||||
| ИнтерПро | IPR009230 | |||||||
| ||||||||
MT-ATP8 (или ATP8 ) представляет собой митохондриальный ген с полным названием «митохондриально кодируемая субъединица мембраны АТФ-синтазы 8», который кодирует субъединицу митохондриальной АТФ-синтазы , субъединицу 8 АТФ-синтазы F o (или субъединицу A6L ). Эта субъединица принадлежит к комплексу F o большой трансмембранной АТФ-синтазы F-типа. [3] Этот фермент, также известный как комплекс V, отвечает за заключительную стадию окислительного фосфорилирования в цепи переноса электронов . В частности, один сегмент АТФ-синтазы позволяет положительно заряженным ионам, Называется протонами , течь через специализированную мембрану внутри митохондрий. Другой сегмент фермента использует энергию, создаваемую этим потоком протонов, для преобразования молекулы, называемой аденозиндифосфатом (АДФ), в АТФ . [4] субъединица 8 отличается в последовательности между многоклеточным , растениями и грибами .
Структура [ править ]
Белок синтазы АТФ 8 человека и других млекопитающих кодируется в митохондриального генома по МТ-ATP8 гена . Когда полный человеческий митохондриальный геном был впервые опубликован, МТ-ATP8 ген был описан как неустановленной рамки считывания ЕФД A6L . [3] Необычной особенностью гена MT-ATP8 является его 46-нуклеотидное перекрытие с геном MT-ATP6 . Что касается рамки считывания (+1) MT-ATP8 , ген MT-ATP6 начинается на рамке считывания +3.
Белок MT-ATP8 весит 8 кДа и состоит из 68 аминокислот . [5] [6] Белок является субъединицей F 1 F o АТФазы, также известной как Комплекс V , который состоит из 14 ядерных и 2 митохондриальных субъединиц. АТФазы F-типа состоят из двух структурных доменов, F 1, содержащего внемембранное каталитическое ядро, и F o, содержащего мембранный протонный канал, связанных между собой центральным стержнем и периферическим стержнем . Как субъединица A, MT-ATP8 содержится в некаталитической трансмембранной F o части комплекса, включая протонный канал.. Каталитическая часть митохондриальной АТФ-синтазы состоит из 5 различных субъединиц (альфа, бета, гамма, дельта и эпсилон), собранных со стехиометрией 3 альфа, 3 бета и одного представителя остальных 3. Протонный канал состоит из трех основные субъединицы (а, б, в). Этот ген кодирует дельта-субъединицу каталитического ядра. Были идентифицированы альтернативно сплайсированные варианты транскриптов, кодирующие ту же изоформу. [7] [4]
Функция [ править ]
МТ-ATP8 ген кодирует субъединицу митохондриальных АТФ - синтазы , расположенную внутри тилакоидов мембраны и внутренней митохондриальной мембраны . Митохондриальной АТФ - синтаза катализирует синтез АТФ с использованием в качестве электрохимического градиента из протонов через внутреннюю мембрану в процессе окислительного фосфорилирования . [7] Область F o вызывает вращение F 1 , который имеет водорастворимый компонент, гидролизующий АТФ, и вместе F 1 F o создает путь для движения протонов через мембрану. [8]
Эта белковая субъединица, по-видимому, является неотъемлемым компонентом стебля статора дрожжевых митохондриальных F-АТФаз . [9] Стержень статора закреплен на мембране и предотвращает бесполезное вращение субъединиц АТФазы относительно ротора во время связанного синтеза / гидролиза АТФ. Эта субъединица может иметь аналогичную функцию у Metazoa .
Номенклатура [ править ]
Номенклатура фермента имеет длинную историю. Фракция F 1 получила свое название от термина «Фракция 1», а F o (написанная как нижняя буква «o», а не «ноль») получила свое название от фракции связывания олигомицина , типа природного антибиотика. который способен ингибировать F o- звено АТФ-синтазы. [10] [11] Область F o АТФ-синтазы представляет собой протонную пору, встроенную в митохондриальную мембрану. Он состоит из трех основных субъединиц A, B и C и (у человека) шести дополнительных субъединиц, d , e , f , g , MT-ATP6.(или F6) и MT-ATP8 (или A6L). Трехмерная структура гомолога этой субъединицы E. coli была смоделирована на основании данных электронной микроскопии (цепь M PDB : 1c17 ). Он образует трансмембранный 4-α-пучок.
Клиническое значение [ править ]
Мутации MT-ATP8 и других генов, влияющих на окислительное фосфорилирование в митохондриях, были связаны с множеством нейродегенеративных и сердечно-сосудистых заболеваний, включая дефицит митохондриального комплекса V, наследственную оптическую невропатию Лебера (LHON), митохондриальную энцефаломиопатию с инсультоподобными эпизодами ( MELAS ). , синдром Ли и NARP синдром . Большинство клеток тела содержат тысячи митохондрий, каждая из которых имеет одну или несколько копий митохондриальной ДНК . Степень тяжести некоторых митохондриальных нарушенийсвязано с процентом митохондрий в каждой клетке, которая имеет определенное генетическое изменение. Люди с синдромом Ли из-за мутации гена MT-ATP6, как правило, имеют очень высокий процент митохондрий с мутацией (от более 90 процентов до 95 процентов). Менее серьезные характеристики NARP являются результатом более низкого процента митохондрий с мутацией, обычно от 70 до 90 процентов. Поскольку эти два состояния являются результатом одних и тех же генетических изменений и могут возникать у разных членов одной семьи, исследователи полагают, что они могут представлять собой спектр перекрывающихся признаков вместо двух различных синдромов. [4]
Дефицит митохондриального комплекса V проявляется гетерогенными клиническими проявлениями, включая невропатию , атаксию , гипертрофическую кардиомиопатию . Гипертрофическая кардиомиопатия может проявляться от незначительной до крайней гипертрофии , от минимального до обширного фиброза и дисбаланса миоцитов , отсутствовать при тяжелой обструкции выходного тракта левого желудочка и выраженных контурах / морфологиях перегородки с чрезвычайно различным клиническим течением. [12] [13]
Митохондриальной комплекс V дефицит дефицит (дефицит) или потерю функции в комплексной V в цепи переноса электронов , которые могут вызвать широкий спектр признаков и симптомов , влияющих на многие органы и системы организма, особенно нервной системы и сердца . Расстройство может быть опасным для жизни в младенчестве или раннем детстве. У больных могут быть проблемы с кормлением, медленный рост, низкий мышечный тонус ( гипотония ), крайняя утомляемость ( вялость ) и задержка в развитии . У них обычно повышается уровень молочной кислоты в крови ( лактоацидоз).), что может вызвать тошноту, рвоту, слабость и учащенное дыхание. Высокий уровень аммиака в крови ( гипераммонемия ) также может возникать у пораженных людей и в некоторых случаях приводить к нарушению функции мозга ( энцефалопатия ) и повреждению других органов. [14] Атаксия , микроцефалия , задержка развития и умственная отсталость наблюдались у пациентов с мутацией сдвига рамки считывания в MT-ATP6. Это вызывает вставку C в положение 8612, что приводит к укороченному белку длиной всего 36 аминокислот и двум однонуклеотидным полиморфизмам T> C в положениях 8610 и 8614, которые приводят к гомополимерному цитозиновому участку. [15]
Гипертрофическая кардиомиопатия , общая черта дефицита митохондриального комплекса V, характеризуется утолщением ( гипертрофией ) сердечной мышцы, что может привести к сердечной недостаточности . [14] Мутация m.8528T> C встречается в перекрывающейся области генов MT-ATP6 и MT-ATP8 и была описана у нескольких пациентов с детской кардиомиопатией. Эта мутация изменяет кодон инициации в MT-ATP6 на треонин, а также заменяет триптофан на аргинин в положении 55 MT-ATP8. [16] [13]У людей с дефицитом митохондриального комплекса V также могут быть характерные черты лица, в том числе высокий лоб, изогнутые брови, внешние углы глаз, направленные вниз (наклонные глазные щели ), выступающая переносица, низко посаженные уши и т. Д. тонкие губы и маленький подбородок ( микрогнатия ). [14]
Детская гипертрофическая кардиомиопатия (CMHI) также вызывается мутациями, затрагивающими различные генетические локусы , включая MT-ATP6 и MT-ATP8. Детская гипертрофическая кардиомиопатия , заболевание сердца, характеризующееся гипертрофией желудочков , которая обычно асимметрична и часто затрагивает межжелудочковую перегородку . Симптомы включают одышку , обморок , коллапс, сердцебиение и боль в груди . Их легко спровоцировать упражнения. Заболевание имеет межсемейную и внутрисемейную изменчивость от доброкачественных до злокачественных форм с высоким риском сердечной недостаточности ивнезапная сердечная смерть . [12] [13]
Ссылки [ править ]
- ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000228253 - Ensembl , май 2017 г.
- ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ a b Андерсон С., Банкир А.Т., Баррелл Б.Г., де Брюйн М.Х., Коулсон А.Р., Друин Дж., Эперон И.К., Нирлих Д.П., Роу Б.А., Сэнгер Ф., Шрайер PH, 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 .
- ^ a b c «MT-ATP8» . Домашний справочник по генетике . NCBI.
- ↑ 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 Дж., Дуан Х., Улен М., Йетс Дж. Р., Апвейлер Р., Ге Дж., Хермякоб Х., Пинг П. (октябрь 2013 г.). «Интеграция биологии кардиального протеома и медицины с помощью специализированной базы знаний» . Циркуляционные исследования . 113 (9): 1043–53. DOI : 10,1161 / CIRCRESAHA.113.301151 . PMC 4076475 . PMID 23965338 .
- ^ "Белок АТФ-синтазы 8" . Атлас кардиоорганических белков (COPaKB) .
- ^ a b «MT-ATP8, кодируемая митохондриями АТФ-синтаза 8 [Homo sapiens (human)]» . Джин . NCBI.
- ^ Велюровый Дж, Paumard Р, Soubannier В, Spannagel С, Vaillier Дж, Arselin G, Грейвса П.В. (май 2000 г.). «Организация дрожжевой АТФ-синтазы F (0): исследование, основанное на мутантах цистеина, модификации тиола и сшивающих реагентах». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Биоэнергетика . 1458 (2–3): 443–56. DOI : 10.1016 / S0005-2728 (00) 00093-1 . PMID 10838057 .
- ^ Stephens А.Н., Хан М. А., Roucou X, Nagley P, Девениш RJ (май 2003). «Молекулярное окружение субъединицы 8 дрожжевой митохондриальной F1F0-АТФ-синтазы, исследованное с помощью цистеинового сканирования мутагенезом и химической модификацией» . Журнал биологической химии . 278 (20): 17867–75. DOI : 10.1074 / jbc.M300967200 . PMID 12626501 .
- ↑ Kagawa Y, Racker E (май 1966 г.). «Частичное разрешение ферментов, катализирующих окислительное фосфорилирование. 8. Свойства фактора, придающего чувствительность к олигомицину митохондриальной аденозинтрифосфатазе». Журнал биологической химии . 241 (10): 2461–6. PMID 4223640 .
- ^ МакКарти RE (ноябрь 1992). "ВЗГЛЯД БИОХИМИКА РАСТЕНИЙ НА Н + -АТФАЗЫ И СИНТАЗЫ АТФ" . Журнал экспериментальной биологии . 172 (Pt 1): 431–441. PMID 9874753 .
- ^ a b «MT-ATP8 - белок АТФ-синтазы 8 - Homo sapiens (Human)» . www.uniprot.org . UniProt . Проверено 3 августа 2018 . Эта статья включает текст, доступный по лицензии CC BY 4.0 .
- ^ a b c Вэр С.М., Эль-Хассан Н., Калер С.Г., Чжан К., Ма Ю.В., Миллер Е., Вонг Б., Спайсер Р.Л., Крейген В.Дж., Козел Б.А., Гранж Д.К., Вонг Л.Дж. (май 2009 г.). «Детская кардиомиопатия, вызванная мутацией в перекрывающейся области митохондриальных генов АТФазы 6 и 8». Журнал медицинской генетики . 46 (5): 308–14. DOI : 10.1136 / jmg.2008.063149 . PMID 19188198 . S2CID 25354118 .
- ^ a b c «Дефицит митохондриального комплекса V» . Домашний справочник по генетике . NCBI . Проверено 3 августа 2018 .
Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии . - ^ Джексон СВ, Хан Д, Schröter Б, Рихтер U, Баттерсби BJ, Шмитта-Mechelke Т, Р Марттинен, Nuoffer Ю.М., Schaller А (июнь 2017). «Новая митохондриальная мутация сдвига рамки считывания ATP6, вызывающая изолированный дефицит комплекса V, атаксию и энцефаломиопатию». Европейский журнал медицинской генетики . 60 (6): 345–351. DOI : 10.1016 / j.ejmg.2017.04.006 . hdl : 10138/237062 . PMID 28412374 .
- ^ Имаи А, Фуджита S, Kishita Y, Kohda М, Tokuzawa Y, Хирата Т, Mizuno Y, Harashima Н, Накайя А, Саката У, Такеда А, Мори М, Мурояма К, Ohtake А, Оказаки Y (март 2016). «Быстро прогрессирующая детская кардиомиопатия с дефицитом комплекса V митохондриальной дыхательной цепи из-за потери белка АТФазы 6 и 8». Международный журнал кардиологии . 207 : 203–5. DOI : 10.1016 / j.ijcard.2016.01.026 . PMID 26803244 .
Эта статья включает текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .Дальнейшее чтение [ править ]
- 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., Уттанапхол 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, Чт 1 (1): 103–14. DOI : 10.1101 / sqb.1986.051.01.013 . PMID 3472707 .
- Чомин А., Клитер М.В., Рэган 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., Коулсон А.Р., Друин Дж., Эперон И.К., 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 современного человека выявлено с помощью полных последовательностей гоминоидной митохондриальной 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 В.О., 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 .
- 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 , Заго М.А. (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 .
- Мишмар Д., Руис-Песини Е., Голик П., Маколей В., Кларк А.Г., Хоссейни С., Брэндон М., Исли К., Чен Е., Браун, М. Д., Сукерник Р. И., Олкерс А., Уоллес, округ Колумбия (январь 2003 г.). «Естественный отбор сформировал региональные вариации мтДНК у людей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (1): 171–6. Bibcode : 2003PNAS..100..171M . DOI : 10.1073 / pnas.0136972100 . PMC 140917 . PMID 12509511 .
- Ingman M, Gyllensten U (июль 2003 г.). «Вариации митохондриального генома и история эволюции аборигенов Австралии и Новой Гвинеи» . Геномные исследования . 13 (7): 1600–6. DOI : 10.1101 / gr.686603 . PMC 403733 . PMID 12840039 .
Эта статья включает текст из Национальной медицинской библиотеки США , который находится в общественном достоянии .