МТ-НД1 - MT-ND1
МТ-НД1 это ген из митохондриальный геном кодирование для НАДН-убихинон оксидоредуктаза цепь 1 (ND1) белок.[4] Белок ND1 является субъединицей НАДН-дегидрогеназа, который находится в митохондриальная внутренняя мембрана и является крупнейшим из пяти комплексов электронная транспортная цепь.[5] Варианты гена MT-ND1 человека связаны с митохондриальная энцефаломиопатия, лактоацидоз и инсультоподобные эпизоды (МЕЛАС), Синдром Ли (LS), Наследственная оптическая нейропатия Лебера (LHON) и увеличивает ИМТ у взрослых.[6][7][8]
Структура
MT-ND1 находится в митохондриальной ДНК от 3307 до 4262 пар оснований.[4] Ген MT-ND1 продуцирует белок 36 кДа, состоящий из 318 аминокислот.[9][10] MT-ND1 - один из семи митохондриальных генов, кодирующих субъединицы фермента. НАДН-дегидрогеназа (убихинон), вместе с МТ-НД2, MT-ND3, МТ-НД4, MT-ND4L, MT-ND5, и MT-ND6. Также известный как Комплекс I, этот фермент является крупнейшим из респираторных комплексов. Конструкция Г-образная с длинным, гидрофобный трансмембранный домен и гидрофильный домен для периферического плеча, который включает все известные окислительно-восстановительные центры и сайт связывания NADH. Продукт MT-ND1 и остальные субъединицы, кодируемые митохондриями, являются наиболее гидрофобными из субъединиц Комплекса I и образуют ядро трансмембранной области.[5]
Функция
Цепь 1 NADH-убихинон оксидоредуктазы, кодируемая MT-ND1, является субъединицей дыхательной цепи. Комплекс I который, как предполагается, принадлежит к минимальной сборке основных белков, необходимых для катализирования НАДН дегидрирование и перенос электронов к убихинон (Коэнзим Q10).[11] Первоначально, НАДН связывается с комплексом I и переносит два электрона на изоаллоксазиновое кольцо из флавинмононуклеотид (ФМН) протез руки с образованием ФМНГ2. Электроны передаются через серию железо-серные (Fe-S) кластеры в протезе руки и, наконец, до коэнзима Q10 (CoQ), который восстанавливается до убихинол (CoQH2). Поток электронов изменяет окислительно-восстановительное состояние белка, что приводит к конформационному изменению и pK сдвиг ионизируемой боковой цепи, который выкачивает четыре иона водорода из митохондриального матрикса.[5]
Клиническое значение
Известно, что патогенные варианты митохондриального гена MT-ND1 вызывают мтДНК-ассоциированные Синдром Ли, как и варианты MT-ATP6, MT-TL1, МТ-ТК, MT-TW, МТ-ТВ, МТ-НД2, MT-ND3, МТ-НД4, 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 нарушения и периферическую невропатию, а также гипотонию, спастичность и мозжечковую атаксию. Примерно половина заболевших умирает от дыхательной или сердечной недостаточности к трехлетнему возрасту. Синдром Ли является заболеванием, наследуемым по материнской линии, и его диагноз устанавливается путем генетического тестирования вышеупомянутых митохондриальных генов, включая MT-ND1.[6] Мутация m.4171C> A / MT-ND1 также приводит к фенотипу Ли, а также к двусторонним поражениям ствола мозга, поражающим вестибулярные ядра, что приводит к потере зрения, рвоте и головокружению.[7] Эти комплекс I гены были связаны с различными нейродегенеративными расстройствами, включая Наследственная оптическая нейропатия Лебера (LHON), митохондриальная энцефаломиопатия с эпизодами инсульта (МЕЛАС ), перекрывают LHON и MELAS,[12][13] и ранее упомянутые Синдром Ли.
Дисфункция митохондрий, вызванная вариантами MT-ND1, МТ-НД2 и MT-ND4L были связаны с ИМТ у взрослых и причастны к метаболическим нарушениям, включая ожирение, диабет и гипертонию.[8]
Рекомендации
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000064341 - Ансамбль, Май 2017
- ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
- ^ а б «Ген Entrez: субъединица 1 НАДН-дегидрогеназы MT-ND1».
- ^ а б c Voet DJ, Voet JG, Pratt CW (2013). «Глава 18, Митохондриальный синтез АТФ». Основы биохимии (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли. С. 581–620. ISBN 978-0-47054784-7.
- ^ а б Торберн Д.Р., Рахман С. (1993–2015). «Митохондриальный ДНК-ассоциированный синдром Ли и НАРП». В Pagon RA, Adam MP, Ardinger HH, Wallace SE, Amemiya A, Bean LJ, Bird TD, Dolan CR, Fong CT, Smith RJ, Stephens K (ред.). GeneReviews [Интернет]. Сиэтл (Вашингтон): Вашингтонский университет, Сиэтл.
- ^ а б Ла Морджиа С., Капорали Л., Гандини Ф., Оливьери А., Тони Ф., Нассетти С., Брунетто Д., Стипа С., Скадуто С., Пармеджиани А., Тонон С., Лоди Р., Торрони А., Карелли V (май 2014 г.). «Ассоциация мутации мтДНК m.4171C> A / MT-ND1 как с оптической нейропатией, так и с двусторонними поражениями ствола мозга». BMC Neurology. 14: 116. Дои:10.1186/1471-2377-14-116. ЧВК 4047257. PMID 24884847.
- ^ а б Flaquer A, Baumbach C, Kriebel J, Meitinger T, Peters A, Waldenberger M, Grallert H, Strauch K (2014). «Митохондриальные генетические варианты, идентифицированные как связанные с ИМТ у взрослых». PLOS ONE. 9 (8): e105116. Bibcode:2014PLoSO ... 9j5116F. Дои:10.1371 / journal.pone.0105116. ЧВК 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 , Дуан Х., Улен М., Йетс Дж. Р., Апвейлер Р., Ге Дж., Хермякоб Х., Пинг П. (октябрь 2013 г.). «Интеграция биологии кардиального протеома и медицины посредством специализированной базы знаний». Циркуляционные исследования. 113 (9): 1043–53. Дои:10.1161 / CIRCRESAHA.113.301151. ЧВК 4076475. PMID 23965338.
- ^ «НАДН-убихинон оксидоредуктаза цепи 1». Атлас кардиоорганических белков (COPaKB).
- ^ «MT-ND1 - НАДН-убихинон оксидоредуктаза цепи 1 - Homo sapiens (Human)». UniProt.org: центр информации о белках. Консорциум UniProt.
- ^ Spruijt L, Smeets HJ, Hendrickx A, Bettink-Remeijer MW, Maat-Kievit A, Schoonderwoerd KC, Sluiter W., de Coo IF, Hintzen RQ (июнь 2007 г.). «MELAS-ассоциированная мутация ND1, вызывающая наследственную оптическую невропатию Лебера и спастическую дистонию». Архив неврологии. 64 (6): 890–3. Дои:10.1001 / archneur.64.6.890. PMID 17562939.
- ^ Блейкли Э.Л., де Сильва Р., Кинг А., Шварцер В., Харроуэр Т., Давидек Дж., Тернбулл Д.М., Тейлор Р.В. (май 2005 г.). «Синдром перекрытия LHON / MELAS, связанный с мутацией митохондриального гена MTND1». Европейский журнал генетики человека. 13 (5): 623–7. Дои:10.1038 / sj.ejhg.5201363. PMID 15657614.
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. Дои: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. Дои: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: влияние трегалозы на рост и созревание клеток». Исследования рака. 52 (13): 3718–25. PMID 1377597.
- Johns DR, Neufeld MJ, Park RD (сентябрь 1992 г.). «Мутация митохондриальной ДНК ND-6, связанная с наследственной оптической невропатией Лебера». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 187 (3): 1551–7. Дои:10.1016 / 0006-291X (92) 90479-5. PMID 1417830.
- Huoponen K, Vilkki J, Aula P, Nikoskelainen EK, Savontaus ML (июнь 1991 г.). «Новая мутация мтДНК, связанная с наследственной оптической нейроретинопатией Лебера». Американский журнал генетики человека. 48 (6): 1147–53. ЧВК 1683111. PMID 1674640.
- 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. Дои: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. Дои:10.1016 / 0006-291X (91) 91567-V. PMID 1900003.
- Хауэлл Н., Биндофф Л.А., Маккалоу Д.А., Кубака И., Поултон Дж., Макки Д., Тейлор Л., Тернбулл Д.М. (ноябрь 1991 г.). «Наследственная оптическая нейропатия Лебера: идентификация одной и той же митохондриальной мутации ND1 в шести родословных». Американский журнал генетики человека. 49 (5): 939–50. ЧВК 1683233. PMID 1928099.
- Майяндер А., Хуопонен К., Савонтаус М.Л., Никоскелайнен Э., Викстрём М. (ноябрь 1991 г.). «Свойства переноса электронов НАДН: убихинонредуктаза в мутациях ND1 / 3460 и ND4 / 11778 наследственной оптической нейроретинопатии Лебера (LHON)». Письма FEBS. 292 (1–2): 289–92. Дои:10.1016/0014-5793(91)80886-8. PMID 1959619. S2CID 26368887.
- Мораес С.Т., Андреетта Ф., Бонилла Э., Шанске С., ДиМауро С., Шон Э.А. (март 1991 г.). «Компетентная к репликации митохондриальная ДНК человека без промоторной области тяжелой цепи». Молекулярная и клеточная биология. 11 (3): 1631–7. Дои:10.1128 / MCB.11.3.1631. ЧВК 369459. PMID 1996112.
- Хауэлл Н., Кубака И., Сюй М., Маккалоу Д.А. (май 1991 г.). «Наследственная оптическая нейропатия Лебера: участие митохондриального гена ND1 и доказательства внутригенной супрессорной мутации». Американский журнал генетики человека. 48 (5): 935–42. ЧВК 1683051. PMID 2018041.
- 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. Дои: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:1986Наука ... 234..614C. Дои: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 Г. (1985). «Шесть неопознанных рамок считывания митохондриальной ДНК человека кодируют компоненты НАДН-дегидрогеназы дыхательной цепи». Природа. 314 (6012): 592–7. Bibcode:1985Натура.314..592С. Дои:10.1038 / 314592a0. PMID 3921850. S2CID 32964006.
- Сэнгер Ф., Колсон 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. Дои:10.1016/0022-2836(80)90196-5. PMID 6260957.
- Пагани С., Галанте Ю.М. (январь 1983 г.). «Взаимодействие роданезы с митохондриальной НАДН-дегидрогеназой». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Структура белка и молекулярная энзимология. 742 (2): 278–84. Дои:10.1016/0167-4838(83)90312-6. PMID 6402020.
- Андерсон С., Банкир А.Т., Баррелл Б.Г., де Брюин М.Х., Колсон 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:1981Натура.290..457A. Дои: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:1981Натура.290..465М. Дои: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. Дои:10.1073 / пнас.92.2.532. ЧВК 42775. PMID 7530363.
- Накагава Ю., Икегами Х., Ямато Е., Такекава К., Фудзисава Т., Хамада Ю., Уэда Х., Утигата И., Мики Т., Кумахара Ю. (апрель 1995 г.). «Новая мутация митохондриальной ДНК, связанная с инсулиннезависимым сахарным диабетом». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 209 (2): 664–8. Дои:10.1006 / bbrc.1995.1550. PMID 7733935.
- Delmiro A, Rivera H, García-Silva MT, García-Consuegra I, Martín-Hernández E, Quijada-Fraile P, de Las Heras RS, Moreno-Izquierdo A, Martín MA, Arenas J, Martínez-Azorín F (декабрь 2013 г.) . «Секвенирование всего экзома идентифицирует вариант митохондриального гена MT-ND1, связанный с эпилептической энцефалопатией: синдром Веста, эволюционирующий в синдром Леннокса-Гасто». Человеческая мутация. 34 (12): 1623–7. Дои:10.1002 / humu.22445. PMID 24105702.
- Musumeci O, Andreu AL, Shanske S, Bresolin N, Comi GP, Rothstein R, Schon EA, DiMauro S (июнь 2000 г.). «Внутригенная инверсия мтДНК: новый тип патогенной мутации у пациента с митохондриальной миопатией». Американский журнал генетики человека. 66 (6): 1900–4. Дои:10.1086/302927. ЧВК 1378040. PMID 10775530.
