WikiDer > Мерцание (белок)

Twinkle (protein)
TWNK
Идентификаторы
ПсевдонимыTWNK, ATXN8, IOSCA, MTDPS7, PEO, PEO1, PEOA3, SANDO, SCA8, TWINL, PRLTS5, C10orf2, открытая рамка считывания 2 хромосомы 10, мерцающая геликаза мтДНК
Внешние идентификаторыOMIM: 606075 MGI: 2137410 ГомолоГен: 11052 Генные карты: TWNK
Расположение гена (человек)
Хромосома 10 (человек)
Chr.Хромосома 10 (человек)[1]
Хромосома 10 (человек)
Геномное расположение TWNK
Геномное расположение TWNK
Группа10q24.31Начните100,987,367 бп[1]
Конец100,994,403 бп[1]
Экспрессия РНК шаблон
PBB GE PEO1 218590 в формате fs.png
Дополнительные данные эталонного выражения
Ортологи
ВидыЧеловекМышь
Entrez
Ансамбль
UniProt
RefSeq (мРНК)

NM_001163812
NM_001163813
NM_001163814
NM_021830
NM_001368275

NM_153796
NM_001348254
NM_001348259

RefSeq (белок)

NP_001157284
NP_001157285
NP_001157286
NP_068602
NP_001355204

NP_722491
NP_001335183
NP_001335188

Расположение (UCSC)Chr 10: 100.99 - 100.99 МбChr 19: 45.01 - 45.01 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Протеин Twinkle также известен как мерцание мтДНК геликазы митохондриальный белок что у людей кодируется TWNK ген (также известен как C10orf2 или PEO1), расположенный в длинном плече хромосомы 10 (10q24.31).[5][6][7][8][9]

Twinkle - это митохондриальный белок, структурно подобный фагу. Примаза / геликаза Т7 (GP4) и другие гексамерные кольцевые геликазы. Белок мерцания колокализуется с мтДНК в митохондриальных нуклеоидах, и его название происходит от необычного паттерна локализации, напоминающего мерцающие звезды.[5][8] Гомолог (B5X582) находится в Arabidopsis thaliana хлоропласт и митохондрии.[10]

Открытие

В 2001 году группа ученых смогла идентифицировать ген C10orf2 и назвала его мерцанием из-за структуры его локализации, напоминающей мерцающие звезды.[11] Предполагаемая основная функция мерцания важна для регуляции жизни мтДНК человека. Ген экспрессируется на высоком уровне в скелетных мышцах.[11] Ген кодирует белок, который имеет полную длину 684 единицы аминокислот. Белок мерцания состоит из 3 функциональных доменов: 5-примазного домена, линкерного участка и участка геликазы. Участки линкера и геликазы вовлечены в большинство патогенных мутаций.[11]

Функция

Ген TWNK производит два белка, Twinkle и Twinky. Белки Twinkle и Twinky находятся в митохондрии.[9] Каждая митохондрия содержит небольшое количество ДНК, которая известна как митохондриальная ДНК (мтДНК). Белок Twinkle участвует в производстве мтДНК, действуя как аденин-нуклеотид-зависимая ДНК. геликаза, фермент, который связывается с ДНК и временно раскручивает двойную спираль молекулы ДНК, чтобы она могла реплицироваться.[9] Они также служат приматы способен инициировать репликацию ДНК.

Они действуют как гексамерные или гептамерные ДНК-геликазы, которые раскручивают двухцепочечная ДНК в направлении от 5 до 3 футов короткими сегментами. Белки раскручиваются одноцепочечный митохондриальный ДНК-связывающий белок и мтДНК-полимераза гамма. Эти ферменты действуют аналогично Фаг Т7 геликаза (gp4); однако Twinkle и / или Twinky способны как раскручивать, так и рекомбинировать ДНК, делая их бифункциональными геликазами.

Их функции как геликазы включают связывание как одноцепочечной ДНК (оцДНК), так и двухцепочечной ДНК (дцДНК), а также катализирование раскручивания ДНК. Энергия, необходимая для раскручивания ДНК, поступает за счет гидролиза АТФ к ADP. Он имеет различную аффинность связывания для каждого из своих специфических сайтов связывания при связывании оцДНК или дцДНК.

Ассоциация болезней

Мутации, происходящие в гене TWNK, связаны с такими состояниями здоровья, как синдром Перро, спектр нейропатии атаксии, спиноцеребеллярная атаксия с младенческим началом и наиболее заметно прогрессирующая внешняя офтальмоплегия.[9]

Одна из самых известных мутаций этого гена связана с младенческая спиноцеребеллярная атаксия или IOSCA.[12] IOSCA - это нейродегенеративный заболевание, симптомы которого проявляются у детей старше одного года. Симптомы этого заболевания включают: атаксия, мышца гипертония, потеря глубоких сухожильных рефлексов и атетоз и позже в жизни ребенка потеря слуха, психотическое поведение, сенсорная атаксия аксональных нейтрофилов и дополнительные проблемы неврологического развития.[13] В возрасте до года ребенок развивается нормально, а затем у ребенка появляются неврологические расстройства.[13]

Клиническое значение

Ген мерцания - важный белок, который участвует в синтезе и поддержании мтДНК. Ген расположен в митохондриальном матриксе и митохондриальных нуклеотидах. Белок мерцания служит митохондриальной ДНК-геликазой, которая связывается с ДНК и помогает раскручивать двойную спираль молекул ДНК. За счет раскручивания двойной спирали достигается репликация мтДНК. Любая форма мутации в белке мерцания может привести к заболеванию мтДНК. Заболевание можно разделить на две группы. К первой категории относятся заболевания, при которых нарушается функция дыхания из-за первичной мутации мтДНК. Вторая категория обычно известна как болезнь поддержания мтДНК. Причина заболеваний поддержания мтДНК заключается в дисфункции аппарата репликации и поддержания мтДНК, запрограммированного ядерными генами. Инфантильная спиноцеребеллярная атаксия (IOSCA) и прогрессирующая внешняя офтальмоплегия (PEO) связаны с множественными делециями мтДНК. ПЭО у людей и большинства млекопитающих связан с заболеванием глаз, при котором человек постепенно теряет способность двигать глазами, а также бровями. В последнее время было установлено, что эти расстройства встречаются в популяции, и прогнозируется увеличение частоты единичных мутаций.

Трансгенные мыши, экспрессирующие мутации пациентов с PEO, имеют прогрессирующую дисфункцию дыхательной цепи из-за накопления мтДНК делеции, но без признаков преждевременного старения.[14]

использованная литература

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000107815 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000025209 - Ансамбль, Май 2017
  3. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  5. ^ а б Спелбринк Дж. Н., Ли Ф. Я., Тиранти В., Никали К., Юань К. П., Тарик М. и др. (Июль 2001 г.). «Делеции митохондриальной ДНК человека, связанные с мутациями в гене, кодирующем Twinkle, 4-подобный белок фага Т7, локализованный в митохондриях». Природа Генетика. 28 (3): 223–31. Дои:10.1038/90058. PMID 11431692. S2CID 22237030.
  6. ^ Лейпе Д.Д., Аравинд Л., Гришин Н.В., Кунин Е.В. (январь 2000 г.). «Бактериальная репликативная геликаза DnaB возникла в результате дупликации RecA». Геномные исследования. 10 (1): 5–16. Дои:10.1101 / гр. 10.1.5 (неактивно 12.10.2020). PMID 10645945.CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на октябрь 2020 г. (ссылка на сайт)
  7. ^ Никали К., Суомалайнен А., Сахаринен Дж., Куокканен М., Спелбринк Дж. Н., Лённквист Т., Пелтонен Л. (октябрь 2005 г.). «Инфантильная спиноцеребеллярная атаксия вызвана рецессивными мутациями в митохондриальных белках Twinkle и Twinky». Молекулярная генетика человека. 14 (20): 2981–90. Дои:10.1093 / hmg / ddi328. PMID 16135556.
  8. ^ а б "Entrez Gene: PEO1 прогрессирующая наружная офтальмоплегия 1".
  9. ^ а б c d «Ген TWNK». Домашний справочник по генетике.
  10. ^ Дирай-Арс, Дж; Лю, Б; Купп, JD; Хант, Т; Нильсен, Б.Л. (4 марта 2013 г.). «Ген At1g30680 Arabidopsis кодирует гомолог белка gp4 фага T7, который обладает активностью как ДНК-примазы, так и ДНК-геликазы». BMC Биология растений. 13: 36. Дои:10.1186/1471-2229-13-36. ЧВК 3610141. PMID 23452619.
  11. ^ а б c Онлайн-менделевское наследование в человеке (OMIM): TWINKLE HELICASE мтДНК; TWNK - 606075
  12. ^ «TWNK twinkle мтДНК-геликаза [Homo sapiens (человек)] - Ген». NCBI.
  13. ^ а б Лённквист Т (2016). «Инфантильная спиноцеребеллярная атаксия (IOSCA)». В Adam MP, Ardinger HH, Pagon RA, Wallace SE, Bean LJ, Stephens K, Amemiya A (ред.). GeneReviews. С. 171–178. PMID 20301746.
  14. ^ Tyynismaa H, Mjosund KP, Wanrooij S, Lappalainen I, Ylikallio E, Jalanko A, Spelbrink JN, Paetau A, Suomalainen A (2005). «Мутантная митохондриальная геликаза Twinkle вызывает множественные делеции мтДНК и поздние митохондриальные заболевания у мышей». Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (49): 17687–92. Bibcode:2005ПНАС..10217687Т. Дои:10.1073 / pnas.0505551102. ЧВК 1308896. PMID 16301523.

дальнейшее чтение