МТ-НД4 - MT-ND4
МТ-НД4 это ген из митохондриальный геном кодирование для НАДН-убихинон оксидоредуктаза цепь 4 (ND4) белок.[4] Белок ND4 является субъединицей НАДН-дегидрогеназа (убихинон), который находится в митохондриальная внутренняя мембрана и является крупнейшим из пяти комплексов электронная транспортная цепь.[5] Вариации гена MT-ND4 связаны с возрастная дегенерация желтого пятна (AMD), Наследственная оптическая нейропатия Лебера (LHON), мезиальная височная эпилепсия (MTLE) и кистозный фиброз.[6][7][8][9]
Структура
В МТ-НД4 Ген расположен в митохондриальной ДНК человека от 10760 до 12137 пар оснований.[4][10] В МТ-НД4 Ген продуцирует белок 52 кДа, состоящий из 459 аминокислот.[11][12] MT-ND4 - один из семи митохондриальных генов, кодирующих субъединицы фермента. НАДН-дегидрогеназа (убихинон), вместе с МТ-НД1, МТ-НД2, MT-ND3, 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. MT-ND4 и остальные субъединицы, кодируемые митохондриями, являются наиболее гидрофобными из субъединиц Комплекса I и образуют ядро трансмембранной области.[5]
Необычная особенность человека МТ-НД4 ген - 7-нуклеотидный перекрытие генов его первых трех кодонов (5'-ATG CTA AAA-3 'кодирование аминокислот Met-Leu-Lys) с последними тремя кодонами MT-ND4L ген (5'-CAA TGC TAA-3 'кодирование для Gln, Cys и Stop).[10] С уважением к MT-ND4L рамка чтения (+1), МТ-НД4 ген начинается в рамке считывания +3: [CAA] [TGC] [TAA] AA против CA [ATG] [CTA] [AAA].
Функция
MT-ND4 - субъединица дыхательной цепи Комплекс I который, как полагают, принадлежит к минимальному комплексу основных белков, необходимых для катализирования НАДН дегидрирование и перенос электронов к убихинон (Коэнзим Q10).[13] 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]
Исследования в кистозный фиброз случаи предполагают, что экспрессия MT-ND4 косвенно повышается за счет регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) канал хлорид-транспортной активности. Двухэлектродные клетки с канальным потоком (CFDE), эктопически экспрессирующие каналы CFTR дикого типа, были использованы для проверки действия ингибиторов транспорта хлоридов CFTR. глибенкламид и CFTR (inh) 172 и продемонстрировали снижение экспрессии MT-ND4.[6]
Клиническое значение
MT-ND4 - один из пяти SNP связана с возрастная дегенерация желтого пятна (AMD) у американцев мексиканского происхождения.[9]
Наследственная оптическая нейропатия Лебера (LHON) коррелирует с мутацией в гене MT-ND4 во многих семьях. Мутация в кодоне 340 приводит к устранению сайта Sfa NI путем преобразования высококонсервативного аргинин к гистидин. Это простой диагностический тест, с помощью которого можно определить LHON, наследственное заболевание по материнской линии, которое приводит к Зрительный нерв вырождение и сердечная дисритмия.[8]
Аминокислотные изменения в MT-ND4, MT-ND5 и MT-ATP8 в результате мутаций на 11994, 8502 и 13 231 п.н. мтДНК, значительно коррелируют в мезиальная височная эпилепсия (MTLE) пациенты с склероз гиппокампа. Мутация 11994 C> T гена MT-ND4 приводит к Thr к Иль сдвиг в позиции 412. Геномный анализ никогда не использовался в случаях MTLE и может предоставить другой метод диагностики этого заболевания.[7]
MT-ND4 подавлен в кистозный фиброз, заболевание, которое возникает в результате мутаций в регулятор трансмембранной проводимости при муковисцидозе (CFTR) канал.[6]
Взаимодействия
Было показано, что MT-ND4 имеет 21 двоичный белок-белковые взаимодействия в том числе 15 сопряженных взаимодействий. MT-ND4, похоже, взаимодействует с SP1, ZNF16, CTCF, GRB2, и банкомат.[14]
Рекомендации
- ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000064363 - 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: MT-ND4, митохондриально кодируемая НАДН-дегидрогеназа 4».
- ^ а б c Пратт, Дональд Воет, Джудит Г. Воет, Шарлотта В. (2013). «18». Основы биохимии: жизнь на молекулярном уровне (4-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли. С. 581–620. ISBN 9780470547847.
- ^ а б c Valdivieso AG, Marcucci F, Taminelli G, Guerrico AG, Alvarez S, Teiber ML, Dankert MA, Santa-Coloma TA (май 2007 г.). «Экспрессия митохондриального гена MT-ND4 подавляется при муковисцидозе». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 356 (3): 805–9. Дои:10.1016 / j.bbrc.2007.03.057. PMID 17382898.
- ^ а б Гурсес С., Азаклы Х., Альптекин А., Чакирис А., Абачи Н., Арикан М., Курсун О, Гокйигит А., Устек Д. (апрель 2014 г.). «Профилирование митохондриальной ДНК с помощью геномного анализа у пациентов с мезиальной височной эпилепсией и склерозом гиппокампа». Ген. 538 (2): 323–7. Дои:10.1016 / j.gene.2014.01.030. PMID 24440288.
- ^ а б Уоллес, округ Колумбия, Сингх Дж., Лотт М. Т., Ходж Дж. А., Шурр Т. Г., Лезза А. М., Эльзас Л. Дж., Никоскелайнен Е. К. (декабрь 1988 г.). «Мутация митохондриальной ДНК, связанная с наследственной оптической нейропатией Лебера». Наука. 242 (4884): 1427–30. Bibcode:1988Sci ... 242.1427W. Дои:10.1126 / science.3201231. PMID 3201231.
- ^ а б Рестрепо Н.А., Митчелл С.Л., Гудло Р.Дж., Мердок Д.Г., Хейнс Дж.Л., Кроуфорд, округ Колумбия (2015). «Митохондриальные вариации и риск возрастной дегенерации желтого пятна в различных популяциях». Тихоокеанский симпозиум по биокомпьютингу. Тихоокеанский симпозиум по биокомпьютингу: 243–54. ЧВК 4299880. PMID 25592585.
- ^ а б Homo sapiens митохондрия, полный геном. «Пересмотренная Кембриджская эталонная последовательность (rCRS): номер доступа NC_012920», Национальный центр биотехнологической информации. Проверено 30 января, 2016.
- ^ 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 4». Атлас кардиоорганических белков (COPaKB).
- ^ «MT-ND4 - НАДН-убихинон оксидоредуктаза цепи 4 - Homo sapiens (Человек)». UniProt.org: центр информации о белках. Консорциум UniProt.
- ^ «21 бинарное взаимодействие найдено по поисковому запросу MT-ND4». База данных по молекулярным взаимодействиям IntAct. EMBL-EBI. Получено 2018-08-25.
дальнейшее чтение
- Андреу А.Л., Танджи К., Бруно С., Хаджигеоргиу Г.М., Сью К.М., Джей С., Онши Т., Шанске С., Бонилла Е., ДиМауро С. (июнь 1999 г.). «Непереносимость физических упражнений из-за бессмысленной мутации в гене ND4 мтДНК». Анналы неврологии. 45 (6): 820–3. Дои:10.1002 / 1531-8249 (199906) 45: 6 <820 :: aid-ana22> 3.0.co; 2-нед.. PMID 10360780.
- 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.
- Lertrit P, Noer AS, Jean-Francois MJ, Kapsa R, Dennett X, Thyagarajan D, Lethlean K, Byrne E, Marzuki S (сентябрь 1992 г.). «Новая связанная с заболеванием мутация для митохондриальной энцефалопатии, лактоацидоза и синдрома инсульта (MELAS), затрагивает субъединицу ND4 респираторного комплекса I». Американский журнал генетики человека. 51 (3): 457–68. ЧВК 1682709. PMID 1323207.
- 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. Дои:10.1007 / bf00206061. PMID 1757091. S2CID 28048453.
- 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.
- Корманн Б.А., Шустер Х., Бернингер Т.А., Лео-Коттлер Б. (ноябрь 1991 г.). «Обнаружение мутации митохондриальной ДНК G в A в положении 11778 в немецких семьях с наследственной оптической невропатией Лебера». Генетика человека. 88 (1): 98–100. Дои:10.1007 / BF00204937. PMID 1959931. S2CID 23163944.
- 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.
- Уоллес, округ Колумбия, Сингх Дж., Лотт М. Т., Ходж Дж. А., Шурр Т. Г., Лезза А. М., Эльзас Л. Дж., Никоскелайнен Е. К. (декабрь 1988 г.). «Мутация митохондриальной ДНК, связанная с наследственной оптической нейропатией Лебера». Наука. 242 (4884): 1427–30. Bibcode:1988Sci ... 242.1427W. Дои:10.1126 / science.3201231. PMID 3201231.
- 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: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.
- Браун WM, Прагер EM, Ван А, Уилсон AC (1982). «Последовательности митохондриальной ДНК приматов: темп и способ эволюции». Журнал молекулярной эволюции. 18 (4): 225–39. Bibcode:1982JMolE..18..225B. Дои:10.1007 / BF01734101. HDL:2027.42/48036. PMID 6284948. S2CID 10908431.
- Андерсон С., Банкир А.Т., Баррелл Б.Г., де Брейн 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: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.
- Де Фрис Д.Д., Вент Л.Н., Брюн Г.В., Схолте Х.Р., Хофстра Р.М., Болхуис П.А., ван Ост Б.А. (апрель 1996 г.). «Генетические и биохимические нарушения активности митохондриального комплекса I в семье с наследственной оптической нейропатией Лебера и наследственной спастической дистонией». Американский журнал генетики человека. 58 (4): 703–11. ЧВК 1914692. PMID 8644732.
- Судойо Х., Ситепу М, Малик С., Поеспонегоро Х.Д., Марзуки С. (1999). «Наследственная оптическая нейропатия Лебера в Индонезии: две семьи с мутациями мтДНК 11778G> A и 14484T> C». Человеческая мутация. Приложение 1: S271-4. Дои:10.1002 / humu.1380110186. PMID 9452107.
- 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». Природа Генетика. 23 (2): 147. Дои: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:2000Натура 408..708И. Дои: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. Дои:10.1086/320591. ЧВК 1226134. PMID 11349229.
- Мака-Мейер Н., Гонсалес А. М., Ларруга Дж. М., Флорес С., Кабрера В. М. (2003). «Основные геномные митохондриальные линии определяют раннюю экспансию человека». BMC Genetics. 2: 13. Дои:10.1186/1471-2156-2-13. ЧВК 55343. PMID 11553319.
- Херрнштадт С., 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 методом редуцированной медианной сети полных последовательностей кодирующей области митохондриальной ДНК для основных африканских, азиатских и европейских гаплогрупп». Американский журнал генетики человека. 70 (5): 1152–71. Дои:10.1086/339933. ЧВК 447592. PMID 11938495.
внешняя ссылка
- Масс-спектрометрическая характеристика MT-ND4 на COPaKB
- 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.