ATP5F1A – Wikipedia

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ATP5F1A
Protein ATP5A1 PDB 1bmf.png
Bezeichner
Aliase ATP5F1A, ATP5A, ATP5AL2, ATPM, HEL-S-123m, MC5DN4, MOM2, OMR, ORM, hATP1, COXPD22, ATP-Synthase, H+-Transport, mitochondrialer F1-Komplex, alpha 1, ATP-Synthase, H+-Transport, mitochondrialer F1-Komplex, alpha-Untereinheit 1, Herzmuskel, ATP5A1, ATP-Synthase F1-Untereinheit alpha
Externe IDs OMIM: 164360 MGI: 88115 Homologen: 2985 GenCards: ATP5F1A
Orthologe
Spezies Menschlich Maus
Entrez
Ensemble
UniProt
RefSeq (mRNA)
RefSeq (Protein)
Standort (UCSC) Chr 18: 46,08 – 46,1 Mb Chr 18: 77,77 – 77,78 Mb
PubMed-Suche [3] [4]
Wikidata

ATP-Synthase F1-Untereinheit alpha, mitochondrial ist ein Enzym, das beim Menschen durch die ATP5F1A Gen.[5][6]

Funktion[edit]

Dieses Gen kodiert für eine Untereinheit der mitochondrialen ATP-Synthase. Die mitochondriale ATP-Synthase katalysiert die ATP-Synthese unter Verwendung eines elektrochemischen Gradienten von Protonen durch die innere Membran während der oxidativen Phosphorylierung. Die ATP-Synthase besteht aus zwei verbundenen Komplexen aus mehreren Untereinheiten: dem löslichen katalytischen Kern, F1, und die membranaufspannende Komponente FÖ, umfassend den Protonenkanal. Der katalytische Teil der mitochondrialen ATP-Synthase besteht aus 5 verschiedenen Untereinheiten (Alpha, Beta, Gamma, Delta und Epsilon), die mit einer Stöchiometrie von 3 Alpha, 3 Beta und einem einzigen Vertreter der anderen 3 zusammengesetzt sind. Der Protonenkanal besteht aus drei Hauptuntereinheiten (a, b, c). Dieses Gen kodiert die Alpha-Untereinheit des katalytischen Kerns. Alternativ wurden gespleißte Transkriptvarianten identifiziert, die das gleiche Protein kodieren. Pseudogene dieses Gens befinden sich auf den Chromosomen 9, 2 und 16.[6]

Struktur[edit]

Die ATP5F1A Gen, das sich auf dem q-Arm von Chromosom 18 in Position 21 befindet, besteht aus 13 Exons und ist 20.090 Basenpaare lang.[6] Das Protein ATP5F1A wiegt 59,7 kDa und besteht aus 553 Aminosäuren.[7][8] Das Protein ist eine Untereinheit des katalytischen Teils des F1FÖ ATPase, auch als Komplex V bekannt, besteht aus 14 nuklearen und 2 mitochondrial kodierten Untereinheiten. Als Alpha-Untereinheit ist ATP5F1A im katalytischen F . enthalten1 Teil des Komplexes.[6] Die Nomenklatur des Enzyms hat eine lange Geschichte. Die F1 Bruch leitet seinen Namen vom Begriff “Fraktion 1” und F . abÖ (geschrieben als tiefgestellter Buchstabe “o”, nicht “Null”) leitet seinen Namen von der Bindungsfraktion für Oligomycin ab, eine Art natürlich gewonnenes Antibiotikum, das in der Lage ist, das F . zu hemmenÖ Einheit der ATP-Synthase.[9][10] Die F1 Partikel ist groß und kann im Transmissionselektronenmikroskop durch negative Färbung gesehen werden.[11] Dabei handelt es sich um Partikel mit einem Durchmesser von 9 nm, die die innere Mitochondrienmembran pfeffern. Sie wurden ursprünglich Elementarteilchen genannt und man dachte, dass sie den gesamten Atmungsapparat des Mitochondriums enthalten, aber durch eine lange Reihe von Experimenten haben Efraim Racker und seine Kollegen (die zuerst die F . isolierten)1 Partikel im Jahr 1961) konnten zeigen, dass dieses Partikel mit der ATPase-Aktivität in ungekoppelten Mitochondrien und mit der ATPase-Aktivität in subchochondrialen Partikeln korreliert, die durch Ultraschalleinwirkung von Mitochondrien erzeugt wurden. Diese ATPase-Aktivität wurde außerdem durch eine lange Reihe von Experimenten in vielen Laboratorien mit der Bildung von ATP in Verbindung gebracht.

Funktion[edit]

ATP-Synthase der Mitochondrienmembran (F1FÖ ATP-Synthase oder Komplex V) produziert ATP aus ADP in Gegenwart eines Protonengradienten durch die Membran, der durch Elektronentransportkomplexe der Atmungskette erzeugt wird. F-Typ-ATPasen bestehen aus zwei strukturellen Domänen, F1 – enthält den extramembranösen katalytischen Kern und FÖ – den Membran-Protonenkanal enthaltend, miteinander verbunden durch einen zentralen Stiel und einen peripheren Stiel. Während der Katalyse wird die ATP-Synthese in der katalytischen Domäne von F1 ist über einen Drehmechanismus der zentralen Stiel-Untereinheiten an die Protonen-Translokation gekoppelt. Untereinheiten alpha und beta bilden den katalytischen Kern in F1. Die Rotation des zentralen Stiels gegen die umgebenden alpha(3)beta(3)-Untereinheiten führt zur Hydrolyse von ATP an drei separaten katalytischen Zentren auf den Beta-Untereinheiten. Die Untereinheit alpha trägt nicht die katalytisch hochaffinen ATP-Bindungsstellen.[12]

Klinische Bedeutung[edit]

Mutationen, die das ATP5F1A-Gen betreffen, verursachen einen kombinierten oxidativen Phosphorylierungsmangel 22 (COXPD22), eine mitochondriale Erkrankung, die durch intrauterine Wachstumsverzögerung, Mikrozephalie, Hypotonie, pulmonale Hypertonie, Gedeihstörung, Enzephalopathie und Herzinsuffizienz gekennzeichnet ist. Mutationen im ATP5F1A-Gen verursachen auch mitochondrialen Komplex V-Mangel, Nuclear 4 (MC5DN4), eine mitochondriale Störung mit heterogenen klinischen Manifestationen, einschließlich dysmorphen Merkmalen, psychomotorischer Retardierung, Hypotonie, Wachstumsverzögerung, Kardiomyopathie, vergrößerter Leber, hypoplastischen Nieren und erhöhten Laktatwerten im Urin , Plasma und Liquor.[13]

Die Resveratrol-Hemmung des katalytischen F1-Kerns erhöht die Adenosinmonophosphat-(AMP)-Spiegel, wodurch das AMP-aktivierte Proteinkinase-Enzym aktiviert wird.[14]

Modellorganismen[edit]

Modellorganismen wurden bei der Untersuchung der ATP5F1A-Funktion verwendet. Eine bedingte Knockout-Mauslinie, genannt Atp5a1tm1a(EUCOMM)Wtsi[21][22] wurde im Rahmen des International Knockout Mouse Consortium-Programms erstellt – einem Hochdurchsatz-Mutagenese-Projekt zur Generierung und Verteilung von Tiermodellen von Krankheiten an interessierte Wissenschaftler.[23][24][25]

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Männliche und weibliche Tiere wurden einem standardisierten phänotypischen Screening unterzogen, um die Auswirkungen der Deletion zu bestimmen.[19][26] An mutierten Mäusen wurden 22 Tests durchgeführt und es wurden 5 signifikante Anomalien beobachtet.[19] Während der Trächtigkeit wurden keine homozygoten mutierten Embryonen identifiziert, und daher überlebte keiner bis zum Absetzen. Die restlichen Tests wurden an heterozygoten mutierten adulten Mäusen durchgeführt und bei weiblichen Tieren wurde ein verringertes Körpergewicht, eine fettfreie Körpermasse und eine Hypoproteinämie beobachtet.[19]

Verweise[edit]

  1. ^ ein B C GRCh38: Ensemble-Release 89: ENSG00000152234 – Ensemble, Mai 2017
  2. ^ ein B C GRCm38: Ensemble-Release 89: ENSMUSG00000025428 – Ensemble, Mai 2017
  3. ^ “Menschliche PubMed-Referenz:”. National Center for Biotechnology Information, US National Library of Medicine.
  4. ^ “Maus PubMed-Referenz:”. National Center for Biotechnology Information, US National Library of Medicine.
  5. ^ Kataoka H, ​​Biswas C (Juli 1991). „Nukleotidsequenz einer cDNA für die Alpha-Untereinheit der menschlichen mitochondrialen ATP-Synthase“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Genstruktur und Expression. 1089 (3): 393–5. mach:10.1016/0167-4781(91)90183-m. PMID 1830491.
  6. ^ ein B C D “Entrez-Gen: ATP5F1A ATP-Synthase F1-Untereinheit alpha”.
  7. ^ 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 , Duan H, Uhlen M, Yates JR, Apweiler R, Ge J, Hermjakob H, Ping P (Oktober 2013). “Integration von kardialer Proteombiologie und Medizin durch eine spezialisierte Wissensdatenbank”. Auflagenforschung. 113 (9): 1043–53. mach:10.1161/CIRCRESAHA.113.301151. PMC 4076475. PMID 23965338.
  8. ^ “ATP-Synthase-Untereinheit alpha, mitochondrial”. Wissensdatenbank zu kardialen Organellen Proteinatlas (COPaKB). Archiviert von das Original am 2018-07-20. Abgerufen 2018-07-18.
  9. ^ Kagawa Y, Racker E (Mai 1966). “Partielle Auflösung der Enzyme, die die oxidative Phosphorylierung katalysieren. 8. Eigenschaften eines Faktors, der der mitochondrialen Adenosintriphosphatase eine Oligomycin-Empfindlichkeit verleiht”. Die Zeitschrift für biologische Chemie. 241 (10): 2461–6. mach:10.1016/S0021-9258(18)96640-8. PMID 4223640.
  10. ^ McCarty RE (November 1992). “H+-ATPasen UND ATP-SYNTHASEN AUS DER SICHT EINES PFLANZENBIOCHEMISTEN”. Die Zeitschrift für experimentelle Biologie. 172 (Teil 1): 431–441. mach:10.1242/jeb.172.1.431. PMID 9874753.
  11. ^ Fernandez Moran H, Oda T, Blair PV, Green DE (Juli 1964). “Eine makromolekulare sich wiederholende Einheit der mitochondrialen Struktur und Funktion. Korrelierte elektronenmikroskopische und biochemische Studien isolierter Mitochondrien und submitochondrialer Partikel des Rinderherzmuskels”. Die Zeitschrift für Zellbiologie. 22 (1): 63–100. mach:10.1083/jcb.22.1.63. PMC 2106494. PMID 14195622.
  12. ^ “ATP-Synthase-Untereinheit alpha, mitochondrial”. UniProt. Das UniProt-Konsortium.
  13. ^ “ATP5F1A”. NCBI Genetics Home-Ressource.
  14. ^ Joshi T, Singh AK, Haratipour P, Farzaei MH (2019). „Targeting AMPK-Signalweg durch Naturstoffe zur Behandlung von Diabetes mellitus und seinen Komplikationen“. Zeitschrift für Zellphysiologie. 234 (10): 17212–17231. mach:10.1002/jcp.28528. PMID 30916407. S2CID 85533334.
  15. ^ “Körpergewichtsdaten für Atp5a1”. Wellcome Trust Sanger Institute.
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  17. ^ “Klinische Chemiedaten für Atp5a1”. Wellcome Trust Sanger Institute.
  18. ^ “Citrobacter Infektionsdaten für Atp5a1″. Wellcome Trust Sanger Institute.
  19. ^ ein B C D Gerdin AK (2010). „Das Sanger Mouse Genetics Program: High-Throughput-Charakterisierung von Knockout-Mäusen“. Acta Ophthalmologica. 88: 925–7. mach:10.1111/j.1755-3768.2010.4142.x. S2CID 85911512.
  20. ^ Maus-Ressourcenportal, Wellcome Trust Sanger Institute.
  21. ^ “Internationales Knockout-Maus-Konsortium”.
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  23. ^ Skarnes WC, Rosen B, West AP, Koutsourakis M, Bushell W, Iyer V, Mujica AO, Thomas M, Harrow J, Cox T, Jackson D, Severin J, Biggs P, Fu J, Nefedov M, de Jong PJ, Stewart AF, Bradley A (Juni 2011). „Eine bedingte Knockout-Ressource für die genomweite Untersuchung der Genfunktion von Mäusen“. Natur. 474 (7351): 337–42. mach:10.1038/natur10163. PMC 3572410. PMID 21677750.
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  25. ^ Collins FS, Rossant J, Wurst W (Januar 2007). “Eine Maus aus allen Gründen”. Zelle. 128 (1): 9–13. mach:10.1016/j.cell.2006.12.018. PMID 17218247.
  26. ^ van der Weyden L, White JK, Adams DJ, Logan DW (Juni 2011). “Das Mausgenetik-Toolkit: Funktion und Mechanismus aufdecken”. Genombiologie. 12 (6): 224. doi:10.1186/de-2011-12-6-224. PMC 3218837. PMID 21722353.

Weiterlesen[edit]

Externe Links[edit]

Dieser Artikel enthält Text aus der National Library of Medicine der Vereinigten Staaten, der gemeinfrei ist.


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