Мерцание (белок) - Twinkle (protein)

TWNK
Идентификаторы
Псевдонимы TWNK , ATXN8, IOSCA, MTDPS7, PEO, PEO1, PEOA3, SANDO, SCA8, TWINL, PRLTS5, C10orf2, открытая рамка считывания 2 хромосомы 10, мерцание геликазы мтДНК
Внешние идентификаторы OMIM : 606075 MGI : 2137410 HomoloGene : 11052 GeneCards : TWNK
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
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 Мб Chr 19: 45.01 - 45.01 Мб
PubMed поиск
Викиданные
Просмотр / редактирование человека Просмотр / редактирование мыши

Твинкл белок также известный как мерцает мтДНК геликаза представляет собой митохондриальный белок , который у человека кодируется TWNK гену (также известный как C10orf2 или PEO1) , расположенный в длинном плече хромосомы 10 (10q24.31).

Twinkle представляет собой митохондриальный белок со структурным сходством с примазой / геликазой фага T7 (GP4) и другими гексамерными кольцевыми геликазами. Белок мерцания колокализуется с мтДНК в митохондриальных нуклеоидах, и его название происходит от необычного паттерна локализации, напоминающего мерцающие звезды. Гомолог ( B5X582 ) обнаружен в хлоропласте и митохондриях Arabidopsis thaliana .

Открытие

В 2001 году команде удалось идентифицировать ген C10orf2 и назвать его мерцанием из-за его структуры локализации, напоминающей мерцающие звезды. Предполагаемая основная функция мерцания важна для регуляции жизни мтДНК человека. Ген экспрессируется на высоком уровне в скелетных мышцах. 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.

Функция

Ген TWNK производит два белка, Twinkle и Twinky. Белки Twinkle и Twinky находятся в митохондриях . 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. Они также служат примазами, способными инициировать репликацию ДНК.

Они функционируют как гексамерные или гептамерные ДНК-геликазы, которые раскручивают двухцепочечную ДНК в направлении от 5 'к 3' короткими сегментами. Белки раскручивают одноцепочечный митохондриальный ДНК-связывающий белок и гамма-полимеразу мтДНК . Эти ферменты действуют аналогично геликазе фага Т7 (gp4); однако Twinkle и / или Twinky способны как раскручивать, так и рекомбинировать ДНК, делая их бифункциональными геликазами.

Их функции как хеликазы включают связывание как одноцепочечной ДНК (оцДНК), так и двухцепочечной ДНК (дцДНК), а также катализирование раскручивания ДНК. Энергия, необходимая для раскручивания ДНК, обеспечивается гидролизом АТФ до АДФ . 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.

Одна из наиболее известных мутаций этого гена связана с младенческой спиноцеребеллярной атаксией или IOSCA. IOSCA - нейродегенеративное заболевание, симптомы которого проявляются у детей после одного года. Симптомы этого заболевания включают атаксию , мышечный гипертонус , потерю глубоких сухожильных рефлексов и атетоз, а затем потерю слуха у ребенка, психотическое поведение, сенсорную атаксию аксональных нейтрофилов и дополнительные проблемы неврологического развития. В возрасте до одного года ребенок развивается нормально, а затем у ребенка появляются неврологические расстройства.

Клиническое значение

Ген мерцания - важный белок, который участвует в синтезе и поддержании мтДНК. Ген расположен в митохондриальном матриксе и митохондриальных нуклеотидах. Белок мерцания выполняет роль митохондриальной ДНК-геликазы, которая связывается с ДНК и помогает раскручивать двойную спираль молекул ДНК. Путем 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 возникают в популяции, и прогнозируется увеличение частоты единичных мутаций.

Трансгенные мыши, экспрессирующие человеческие мутации пациентов с PEO, имеют прогрессирующую дисфункцию дыхательной цепи из-за накопления делеций мтДНК , но не проявляют признаков преждевременного старения.

использованная литература

дальнейшее чтение