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| エイリアス | ND4、MTMT-NADH 脱水素酵素、サブユニット 4 (複合体 I)、NADH 脱水素酵素サブユニット 4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 外部ID | オミム：516003; MGI : 102498;ホモロジーン: 38240;ジーンカード：ND4; OMA :ND4 - オルソログ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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MT-ND4は、ミトコンドリアゲノムの遺伝子であり、NADH-ユビキノン酸化還元酵素鎖4（ND4）タンパク質をコードする。 [5] ND4タンパク質は、ミトコンドリア内膜に位置するNADH脱水素酵素（ユビキノン）のサブユニットであり、電子伝達鎖の5つの複合体の中で最大である。 [6] MT-ND4遺伝子の変異は、加齢黄斑変性（AMD）、レーバー遺伝性視神経症（LHON）、内側側頭葉てんかん（MTLE）、嚢胞性線維症と関連している。 [7] [8] [9] [10]
構造
MT -ND4遺伝子は、ヒトミトコンドリアDNAの塩基対10,760～12,137に位置している。[5] [11] MT -ND4遺伝子は、459個のアミノ酸からなる52 kDaのタンパク質を生成する。[12] [13] MT-ND4は、 MT-ND1、MT-ND2、MT-ND3、MT-ND4L、MT-ND5、およびMT-ND6とともに、NADH脱水素酵素（ユビキノン）のサブユニットをコードする7つのミトコンドリア遺伝子の1つである。複合体Iとしても知られるこの酵素は、呼吸複合体の中で最大のものである。構造はL字型で、長い疎水性膜貫通ドメインと、すべての既知の酸化還元中心とNADH結合部位を含む末梢アームの親水性ドメインを持つ。 MT-ND4とミトコンドリアにコードされた残りのサブユニットは複合体Iのサブユニットの中で最も疎水性が高く、膜貫通領域の中心を形成します。[6]
ヒトMT-ND4遺伝子の珍しい特徴は、その最初の3つのコドン（5'- -3'はアミノ酸Met-Leu-Lysをコードする）とMT-ND4L遺伝子の最後の3つのコドン（5'- -3'はGln、Cys、Stopをコードする）の7ヌクレオチドの遺伝子重複である。[11] MT-ND4Lの読み
枠（+1）に対して、MT-ND4遺伝子は+3の読み枠で始まる。ATG CTA AAACAA TGC TAA [CAA][TGC][TAA]AACA[ATG][CTA][AAA]
関数
MT-ND4 は、呼吸鎖複合体 Iのサブユニットであり、 NADH の脱水素化とユビキノン(コエンザイム Q10)への電子伝達を触媒するために必要なコアタンパク質の最小アセンブリに属すると考えられています。 [14]最初に、NADH は複合体 I に結合し、フラビンモノヌクレオチド(FMN) 義肢のイソアロキサジン環に 2 つの電子を伝達して FMNH 2を形成します。電子は義肢内の一連の鉄硫黄 (Fe-S) クラスターを介して伝達され、最終的にコエンザイム Q10 (CoQ) に伝達され、ユビキノール(CoQH 2 ) に還元されます。電子の流れによりタンパク質の酸化還元状態が変化し、イオン化側鎖の構造変化と p Kシフトが起こり、ミトコンドリアマトリックスから 4 つの水素イオンが排出されます。[6]
嚢胞性線維症の症例研究では、MT-ND4の発現は嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子（CFTR）チャネルの塩化物輸送活性によって間接的にアップレギュレーションされることが示唆されている。野生型CFTRチャネルを異所的に発現するチャネルフロー二重電極（CFDE）細胞を使用して、CFTR塩化物輸送阻害剤グリベンクラミドとCFTR（inh）172の効果を試験し、MT-ND4の発現の減少が実証された。[7]
臨床的意義
MT-ND4には、メキシコ系アメリカ人の加齢黄斑変性症（AMD）に関連する5つのミトコンドリア一塩基多型（SNP）のうちの1つであるmt12007が含まれています。 [10]
レーバー遺伝性視神経症（LHON）は、複数の家族でMT-ND4遺伝子の変異と相関している。コドン340の変異により、高度に保存されたアルギニンがヒスチジンに変換され、Sfa NI部位が除去される。これにより、視神経変性と心不整脈を引き起こす母性遺伝疾患であるLHONを特定するための簡単な診断検査が提供される。[9]
mtDNAの11994、8502、13,231bpの変異に起因するMT-ND4、 MT-ND5、MT-ATP8のアミノ酸変化は、海馬硬化症を伴う内側側頭葉てんかん（MTLE）患者において有意に相関している。MT-ND4遺伝子の11994 C>T変異は、 412番目の位置でThrからIleへのシフトを引き起こす。ゲノム解析はMTLE症例で使用されたことがなく、この疾患の別の診断方法となる可能性がある。[8]
MT-ND4は嚢胞性線維症においてダウンレギュレーションされており、嚢胞性線維症は嚢胞性線維症膜コンダクタンス制御因子（CFTR）チャネルの変異によって引き起こされる疾患である。[7]
インタラクション
MT-ND4には、15の共複合体相互作用を含む21の二元タンパク質間相互作用があることが示されています。MT-ND4は、 SP1、ZNF16、CTCF、GRB2、およびATMと相互作用するようです。 [15]
参考文献
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さらに読む
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外部リンク
- COPaKBにおけるMT-ND4の質量分析特性評価
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