MT-ND3

Identyfikatory
ND3
, dehydrogenaza MTMT-NADH, podjednostka 3 (kompleks I), dehydrogenaza NADH podjednostka 3
Identyfikatory zewnętrzne
ortologi
Gatunek Człowiek Mysz
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNA)

RefSeq (białko)

Lokalizacja (UCSC)
PubMed search
Wikidane
Wyświetl/edytuj człowieka Wyświetl/edytuj mysz
Lokalizacja genu MT-ND3 w ludzkim genomie mitochondrialnym. MT-ND3 jest jednym z siedmiu genów mitochondrialnych dehydrogenazy NADH (żółte pola).

MT-ND3 to gen genomu mitochondrialnego kodujący białko NADH dehydrogenazy 3 (ND3). Białko ND3 jest podjednostką dehydrogenazy NADH (ubichinonu) , która znajduje się w wewnętrznej błonie mitochondriów i jest największym z pięciu kompleksów łańcucha transportu elektronów . Warianty MT-ND3 są związane z encefalomiopatią mitochondrialną, kwasicą mleczanową i epizodami udaropodobnymi (MELAS), zespołem Leigha (LS) i Dziedziczna neuropatia nerwu wzrokowego Lebera (LHON).

Struktura

Główne cechy

MT-ND3 znajduje się w ludzkim mitochondrialnym DNA od pary zasad 10 059 do 10 404. Gen MT-ND3 wytwarza białko o masie 13 kDa złożone ze 115 aminokwasów. MT-ND3 jest jednym z siedmiu genów mitochondrialnych kodujących podjednostki enzymu dehydrogenazy NADH (ubichinonu) , razem z MT-ND1 , MT-ND2 , MT-ND4 , MT-ND4L , MT-ND5 i MT-ND6 . Enzym ten, znany również jako kompleks I , jest największym z kompleksów oddechowych. Struktura ma kształt litery L z długim, hydrofobowym transbłonowa i domena hydrofilowa dla ramienia obwodowego, która obejmuje wszystkie znane centra redoks i miejsce wiązania NADH. Produkt MT-ND3 i reszta podjednostek kodowanych mitochondrialnie są najbardziej hydrofobowymi podjednostkami Kompleksu I i tworzą rdzeń regionu transbłonowego.

Nieulegający translacji dodatkowy nukleotyd

W genie MT-ND3 wielu gatunków ptaków i żółwi znajduje się dodatkowy nukleotyd, który nie ulega translacji na białko. Translacyjne przesuwanie ramek lub edycja RNA to alternatywne wyjaśnienia zachowania funkcjonalności ramki odczytu ND3 u ptaków posiadających insercję jednego nukleotydu. Ta dodatkowa cecha nukleotydowa sugeruje, że żółwie mogą być spokrewnione z archozaurami , o czym świadczą badania filogenezy molekularnej . Brak dodatkowego nukleotydu u krokodyli, niektórych ptaków i żółwi może również wskazywać, że odpowiednie taksony utraciły tę cechę.

Funkcjonować

Produkt MT-ND3 jest podjednostką kompleksu I łańcucha oddechowego , który uważa się za należący do minimalnego zespołu białek rdzeniowych wymaganych do katalizowania odwodornienia NADH i przeniesienia elektronów do ubichinonu (koenzym Q10). Początkowo NADH wiąże się z Kompleksem I i przenosi dwa elektrony do pierścienia izoalloksazyny protetycznego ramienia mononukleotydu flawinowego (FMN), tworząc FMNH2 . Elektrony są przenoszone przez szereg klastrów żelazowo-siarkowych (Fe-S). w protezie ramienia i ostatecznie do koenzymu Q10 (CoQ), który jest redukowany do ubichinolu (CoQH 2 ). Przepływ elektronów zmienia stan redoks białka, powodując zmianę konformacji i przesunięcie p K jonizowalnego łańcucha bocznego, który wypompowuje cztery jony wodoru z macierzy mitochondrialnej.

Znaczenie kliniczne

Wiadomo, że patogenne warianty genu mitochondrialnego MT-ND3 powodują zespół Leigha związany z mtDNA , podobnie jak warianty MT-ATP6 , MT-TL1 , MT-TK , MT-TW , MT-TV , MT-ND1 , MT-ND2 , MT-ND4 , MT-ND5 , MT-ND6 i MT-CO3 . Nieprawidłowości w wytwarzaniu energii przez mitochondria skutkują zaburzeniami neurodegeneracyjnymi, takimi jak zespół Leigha, który charakteryzuje się początkiem objawów między 12 miesiącem a trzecim rokiem życia. Objawy często pojawiają się po infekcji wirusowej i obejmują zaburzenia ruchu i neuropatię obwodową , a także hipotonię , spastyczność i ataksję móżdżkową . Mniej więcej połowa pacjentów dotkniętych chorobą umiera z powodu niewydolności oddechowej lub serca w wieku trzech lat. Zespół Leigha jest zaburzeniem dziedziczonym po matce, a jego diagnozę ustala się na podstawie badań genetycznych wyżej wymienionych genów mitochondrialnych, w tym MT-ND3. Te złożone geny I zostały powiązane z różnymi zaburzeniami neurodegeneracyjnymi, w tym dziedziczną neuropatią nerwu wzrokowego Lebera (LHON), encefalomiopatią mitochondrialną z epizodami udaropodobnymi ( MELAS ) i wspomnianym wcześniej zespołem Leigha .

Interakcje

Wykazano, że MT-ND3 ma 5 binarnych interakcji białko-białko, w tym 2 interakcje współzłożone. Wydaje się, że MT-ND3 wchodzi w interakcję z APP i NDUFA9 .

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne