MT-ATP6
ATP6
識別子
エイリアスATP6、ATPase6、MTATP合成酵素Foサブユニット6
外部IDオミム: 516060 ; MGI : 99927 ;ホモロジーン: 5012 ;ジーンカード: ATP6 ; OMA : ATP6 - オルソログ
オーソログ
種人間ねずみ
エントレズ

4508

17705

アンサンブル

ENSG00000198899

ENSMUSG00000064357

ユニプロット

P00846

P00848

RefSeq (mRNA)

該当なし

該当なし

RefSeq（タンパク質）

該当なし

NP_904333

場所（UCSC）クロマチンM: 0.01 – 0.01 MbクロマチンM: 0.01 – 0.01 Mb
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ウィキデータ
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ヒトミトコンドリア遺伝子MT-ATP6およびMT-ATP8の読み枠における46ヌクレオチドの重複。各ヌクレオチドトリプレット（角括弧内）には、対応するアミノ酸が1文字コードで示されており、MT-ATP6の場合は+3フレーム（青）に、 MT-ATP8の場合は+1フレーム（赤）にそれぞれ示されています。

MT-ATP6（またはATP6）は、ミトコンドリア遺伝子であり、正式名称は「ミトコンドリアによってコードされるATP合成酵素膜サブユニット6」で、 ATP合成酵素F oサブユニット6（またはサブユニット/鎖A）をコードしています。このサブユニットは、大きな膜貫通型F型ATP合成酵素のF o複合体に属しています。 [ 5 ]複合体Vとしても知られるこの酵素は、電子伝達系における酸化的リン酸化の最終段階を担っています。具体的には、ATP合成酵素の1つのセグメントは、プロトンと呼ばれる正に帯電したイオンがミトコンドリア内の特殊な膜を通過できるようにします。酵素の別のセグメントは、このプロトンの流れによって生成されたエネルギーを使用して、アデノシン二リン酸（ADP）と呼ばれる分子をATPに変換します。 MT-ATP6遺伝子の変異は、リー症候群患者の約10～20％に見られる。 [ 6 ]

構造

ヒトミトコンドリアゲノムのL鎖上のMT-ATP6遺伝子の位置。MT -ATP6は、2つのATP合成酵素ミトコンドリア遺伝子（赤い枠）のうちの1つです。

MT -ATP6遺伝子は、ミトコンドリアの正常な機能に必須のタンパク質を生成するための情報を提供します。ヒトMT-ATP6遺伝子はミトコンドリアDNA中に存在し、長さは681塩基対です。 [ 7 ] MT-ATP6の特異な特徴は、その最初のコドンがMT-ATP8遺伝子の末端と46ヌクレオチド重複していることです。MT -ATP6の読み枠（+3）に対して、 MT-ATP8遺伝子は+1の読み枠でTAG終止コドンによって終結します。

MT-ATP6タンパク質は24.8 kDaで、226個のアミノ酸から構成されています。[ 8 ] [ 9 ]このタンパク質は、F 1 F o ATPase（複合体Vとも呼ばれます）のサブユニットであり、複合体Vは14個の核サブユニットと2個のミトコンドリアサブユニットで構成されています。AサブユニットであるMT-ATP6は、複合体の非触媒性膜貫通型F o領域に含まれています。 [ 7 ]

この酵素の命名法には長い歴史があります。F 1画分は「Fraction 1」という用語に由来し、F o （下付き文字「o」で表記され、「ゼロ」ではありません）は、ATP合成酵素のF oユニットを阻害する天然由来の抗生物質の一種であるオリゴマイシンの結合画分であることに由来します。[ 10 ] [ 11 ] ATP合成酵素のF o領域は、ミトコンドリア膜に埋め込まれたプロトンポアです。A、B、Cの3つの主要サブユニットと、（ヒトでは）d、e、f、g、F6、および8（またはA6L）の6つの追加サブユニットで構成されています。このサブユニットの大腸菌ホモログの3D構造は、電子顕微鏡データ（ PDBのM鎖：1c17 ）に基づいてモデル化されました。膜貫通4-α束を形成します。

関数

このサブユニットはプロトンチャネルの主要構成要素であり、膜を介したプロトンの輸送に直接的な役割を果たしている可能性がある。F 1複合体における触媒作用は、中心の茎とF 0 c-リングの回転に依存しており、これはF 0 c-リングとサブユニットAの界面を介して膜を通過するプロトンの流れによって駆動される。周縁の茎はサブユニットAをF 1ドメインの外表面に結合しており、サブユニットAとF 1 α 3 β 3触媒部分が中心の回転要素と共に回転する傾向に対抗する固定子として機能すると考えられている。[ 12 ]

臨床的意義

MT-ATP6 や、ミトコンドリアの酸化リン酸化に影響を与える他の遺伝子の変異は、ミトコンドリア複合体 V 欠損症、レーバー遺伝性視神経症(LHON)、脳卒中様発作を伴うミトコンドリア脳筋症 ( MELAS )、リー症候群、NARP 症候群など、さまざまな神経変性疾患や心血管疾患に関連付けられています。体の細胞のほとんどには、ミトコンドリア DNAのコピーを 1 つ以上持つ、数千個のミトコンドリアが含まれています。一部のミトコンドリア疾患の重症度は、各細胞内で特定の遺伝子変化を持つミトコンドリアの割合に関連しています。MT -ATP6 遺伝子変異によるリー症候群の患者は、変異を持つミトコンドリアの割合が非常に高い傾向があります (90% 以上から 95%)。NARPの軽度の症状は、ミトコンドリアにおける変異の割合が低いこと（通常70～90%）に起因します。これら2つの疾患は同じ遺伝子変異に起因し、同一家族内の異なる構成員に発症する可能性があるため、研究者らは、これらが2つの異なる症候群ではなく、重複する症状のスペクトルを表している可能性があると考えています。[ 6 ]

ミトコンドリア複合体V欠損症

ミトコンドリア複合体V欠損症は、電子伝達系の複合体Vの不足（欠損）または機能喪失であり、多くの臓器や系、特に神経系と心臓に影響を及ぼすさまざまな徴候や症状を引き起こす可能性があります。この疾患は、乳児期または幼少期に生命を脅かす可能性があります。罹患した個人は、摂食障害、成長の遅れ、筋緊張の低下（低緊張）、極度の疲労（嗜眠）、発達の遅れを示す場合があります。罹患した個人は、血中乳酸値の上昇（乳酸アシドーシス）を発症する傾向があり、これは、吐き気、嘔吐、脱力感、および頻呼吸を引き起こす可能性があります。罹患した個人は血中アンモニア値の上昇（高アンモニア血症）も起こる可能性があり、場合によっては脳機能の異常（脳症）や他の臓器の損傷につながります。[ 13 ] MT-ATP6のフレームシフト変異を持つ患者では、運動失調、小頭症、発達の遅れ、知的障害が観察されています。これにより、位置8612にC挿入が生じ、わずか36アミノ酸長の切断タンパク質が生成され、位置8610と8614に2つのT>C一塩基多型が生じ、ホモポリマーシトシンストレッチが生成されます。[ 14 ]

ミトコンドリア複合体V欠損症のもう一つの一般的な特徴は、肥大型心筋症です。この病態は、心筋の肥厚（肥大）を特徴とし、心不全につながる可能性があります。[ 13 ] m.8528T>C変異は、MT-ATP6遺伝子とMT-ATP8遺伝子の重複領域に発生し、乳児型心筋症の複数の患者で報告されています。この変異は、MT-ATP6の開始コドンをスレオニンに、MT-ATP8の55番目のトリプトファンをアルギニンに変化させます。[ 15 ] [ 16 ]ミトコンドリア複合体V欠損症の患者は、高い額、湾曲した眉毛、下を向いた目尻（下眼瞼裂）、突き出た鼻梁、低い位置にある耳、薄い唇、小さな顎（小顎症）など、特徴的な顔貌のパターンを示すこともあります。 [ 13 ]

リー症候群

ミトコンドリア遺伝子 MT-ATP6 の病原性変異は、mtDNA 関連リー症候群を引き起こすことが知られています。これは進行性の脳障害で、通常、乳児期または幼少期に現れます。影響を受けた子供は、発達の遅れ、筋力低下、運動障害、または呼吸困難を経験する場合があります。[ 6 ] mtDNA 関連リー症候群を引き起こすことが知られているその他の変異には、MT-TL1、MT-TK、MT-TW、MT-TV、 MT - ND1、MT-ND2、 MT-ND3 、MT-ND4、MT-ND5、MT-ND6 、およびMT-CO3があります。ミトコンドリアのエネルギー生成の異常は、12 か月から 3 歳の間に症状が現れるのが特徴的なリー症候群などの神経変性疾患を引き起こします。症状はウイルス感染後に現れることが多く、運動障害や末梢神経障害のほか、筋緊張低下、痙縮、小脳失調症などがあります。罹患患者の約半数が3歳までに呼吸不全または心不全で死亡します。リー症候群は母性遺伝疾患であり、その診断はMT-ATP6を含む前述のミトコンドリア遺伝子の遺伝子検査によって確定されます。 [ 17 ]リー症候群に関連するMT-ATP6遺伝子変異は、MT-ATP6遺伝子のDNA構成要素（ヌクレオチド）の1つを変化させます。最も一般的な遺伝子変化は、位置8993のヌクレオチドチミンがグアニンに置き換わるものです（T8993Gと表記されます）。リー症候群を引き起こす変異は、ATP合成酵素複合体の機能または安定性を損ない、ATP産生を阻害し、酸化的リン酸化を阻害します。正確なメカニズムは不明ですが、研究者は酸化的リン酸化の障害が細胞死につながると考えています。細胞内で利用できるエネルギーが減少するためです。脳、筋肉、心臓など、大量のエネルギーを必要とする特定の組織は、細胞エネルギーの減少に特に敏感であるようです。脳の細胞死は、リー症候群で見られる特徴的な脳の変化を引き起こす可能性が高く、この疾患の兆候や症状の一因となっています。他の感受性組織の細胞死も、リー症候群の特徴に寄与している可能性があります。位置 9185 の異質T→C MT-ATP6 変異により、コドン220で高度に保存されたロイシンがプロリンに置換され、位置 9191 の異質T→Cミスセンス変異により、ポリペプチドの位置 222 で高度に保存されたロイシンがプロリンに変換され、リー型の表現型が生じます。T9185C 変異により、軽度で可逆的な表現型が生じ、患者の筋肉と血液サンプルの 97 % が変異を反映していました。 T9191C変異は、より重篤な表現型を示し、患者は2歳で死亡しました。[ 18 ]

NARP症候群

リー症候群を引き起こすATP6遺伝子の変異の一部は、神経障害、運動失調、網膜色素変性症（NARP）と呼ばれる、類似しているが軽度の症状の原因でもある。[ 19 ] NARP患者では、MT-ATP6遺伝子の少数の変異が確認されている。これらの変異はそれぞれ、MT-ATP6遺伝子の1つのヌクレオチドを変化させる。リー症候群と同様に、NARPに関連する最も一般的な遺伝子変化は、位置8993のヌクレオチドのチミンがグアニンに置き換わるものである（T8993Gと表記される）。NARPを引き起こす変異は、ATP合成酵素の構造または機能を変化させ、ミトコンドリアのATP産生能力を低下させる。これらの変異の正確な影響は不明であるが、研究者らは、MT-ATP6遺伝子の変化がどのようにATP産生を妨げ、筋力低下、視力喪失、およびNARPの他の特徴につながるのかを調査し続けている。[ 6 ]

家族性両側線条体壊死

リー症候群に類似した、家族性両側線条体壊死と呼ばれる疾患も、MT-ATP6遺伝子の変異によって引き起こされる可能性があります。この変異を有する症例はごく少数報告されており、罹患児は発達遅延、運動および協調運動障害、筋緊張低下（低緊張）、異常に小さい頭囲（小頭症）などの症状を呈しています。MT-ATP6遺伝子変異が、両側線条体壊死の小児においてこれらの徴候と症状の組み合わせを引き起こす理由はまだ解明されていません。[ 6 ]

相互作用

MT-ATP6は、17の共複合体相互作用を含む20の二元タンパク質間相互作用を持つことが示されている。MT-ATP6はSP1と相互作用すると思われる。[ 20 ]

研究

SENS研究財団は、細胞核DNA中のMT-ATP6遺伝子の置換DNAの成功した同種発現を詳述した論文を発表しました。 [ 21 ]

参考文献

  1. ^ a b c GRCh38: Ensemblリリース89: ENSG00000198899 – Ensembl、2017年5月
  2. ^ a b c GRCm38: Ensemblリリース89: ENSMUSG00000064357 – Ensembl、2017年5月
  3. ^ 「ヒトPubMedリファレンス：」。米国国立医学図書館、国立生物工学情報センター。
  4. ^ 「マウスPubMedリファレンス：」米国国立医学図書館、国立生物工学情報センター。
  5. ^ Anderson S, Bankier AT, Barrell BG, de Bruijn MH, Coulson AR, Drouin J, Eperon IC, Nierlich DP, Roe BA, Sanger F, Schreier PH, Smith AJ, Staden R, Young IG (1981年4月). 「ヒトミトコンドリアゲノムの配列と構成」. Nature . 290 ( 5806): 457–65 . Bibcode : 1981Natur.290..457A . doi : 10.1038/290457a0 . PMID 7219534. S2CID 4355527 .  
  6. ^ a b c d e「MT-ATP6」 .遺伝学ホームリファレンス. NCBI.
  7. ^ a b「Entrez遺伝子：MT-ATP6ミトコンドリアでエンコードされたATP合成酵素6」。
  8. ^ 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 (2013年10月). 「専門的な知識ベースによる心臓プロテオーム生物学と医学の統合」 . Circulation Research . 113 (9): 1043–53 . doi : 10.1161/CIRCRESAHA.113.301151 . PMC 4076475. PMID 23965338 .  
  9. ^ 「ATP合成酵素サブユニットA、ミトコンドリア」。心臓オルガネラタンパク質アトラス知識ベース（COPaKB） 。 2018年7月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2018年7月18日閲覧。
  10. ^ Kagawa Y, Racker E (1966年5月). 「酸化的リン酸化を触媒する酵素の部分分解。8. ミトコンドリアアデノシントリホスファターゼにオリゴマイシン感受性を付与する因子の特性」 . The Journal of Biological Chemistry . 241 (10): 2461–6 . doi : 10.1016/S0021-9258(18)96640-8 . PMID 4223640 . 
  11. ^ Mccarty RE (1992年11月). 「植物生化学者によるH+-ATPaseとATP合成酵素の視点」 . The Journal of Experimental Biology . 172 (Pt 1): 431– 441. doi : 10.1242/jeb.172.1.431 . PMID 9874753 . 
  12. ^ Carbajo RJ, Kellas FA, Runswick MJ, Montgomery MG, Walker JE, Neuhaus D (2005年8月). 「ウシF1Fo-ATPase固定子のF1結合ドメインの構造とαサブユニットへの結合機構」. Journal of Molecular Biology . 351 (4): 824–38 . doi : 10.1016/j.jmb.2005.06.012 . PMID 16045926 . 
  13. ^ a b c「ミトコンドリア複合体V欠損症」 Genetics Home Reference . NCBI . 2018年8月3日閲覧。パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  14. ^ Jackson CB, Hahn D, Schröter B, Richter U, Battersby BJ, Schmitt-Mechelke T, Marttinen P, Nuoffer JM, Schaller A (2017年6月). 「複合体V欠損症、運動失調症、および脳筋症を引き起こす新たなミトコンドリアATP6フレームシフト変異」. European Journal of Medical Genetics . 60 (6): 345– 351. doi : 10.1016/j.ejmg.2017.04.006 . hdl : 10138/237062 . PMID 28412374 . 
  15. ^今井 明、藤田 聡、木下 雄三、幸田 正之、徳澤 勇、平田 剛、水野 雄三、原島 秀、中谷 明、坂田 雄三、武田 明、森 正治、村山 功、大竹 明、岡崎 雄三 (2016年3月). 「ATPase 6および8タンパク質の欠損によるミトコンドリア呼吸鎖複合体V欠損を伴う急速進行性乳児心筋症」. International Journal of Cardiology . 207 : 203–5 . doi : 10.1016/j.ijcard.2016.01.026 . PMID 26803244 . 
  16. ^ Ware SM, El-Hassan N, Kahler SG, Zhang Q, Ma YW, Miller E, Wong B, Spicer RL, Craigen WJ, Kozel BA, Grange DK, Wong LJ (2009年5月). 「ミトコンドリアATPase 6遺伝子と8遺伝子の重複領域の変異によって引き起こされる乳児心筋症」. Journal of Medical Genetics . 46 (5): 308–14 . doi : 10.1136 / jmg.2008.063149 . PMID 19188198. S2CID 25354118 .  
  17. ^ Thorburn DR, Rahman S (1993–2015). 「ミトコンドリアDNA関連リー症候群とNARP」 . Pagon RA, Adam MP, Ardinger HH, Wallace SE, Amemiya A, Bean LJ, Bird TD, Dolan CR, Fong CT, Smith RJ, Stephens K (編). GeneReviews [インターネット] . シアトル (WA): ワシントン大学, シアトル.
  18. ^ Moslemi AR, Darin N, Tulinius M, Oldfors A, Holme E (2005年10月). 「リー症候群に関連するMTATP6遺伝子の2つの新たな変異」. Neuropediatrics . 36 (5): 314–8 . doi : 10.1055/s-2005-872845 . PMID 16217706 . 
  19. ^バラッカ A、スガルビ G、マティアッツィ M、カサレーナ G、パニョッタ E、ヴァレンティノ ML、モッジョ M、レナズ G、カレリ V、ソライニ G (2007 年 7 月)。「nt8993 におけるミトコンドリア ATP6 遺伝子変異に関連する生化学的表現型」。Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - 生体エネルギー学。1767 (7): 913–9 . doi : 10.1016/j.bbabio.2007.05.005。PMID 17568559。 
  20. ^ 「検索語MT-ATP6で20個の二元相互作用が見つかりました」 IntAct分子相互作用データベースEMBL-EBI 2018年8月24日閲覧。
  21. ^ Boominathan A, Vanhoozer S, Basisty N, Powers K, Crampton AL, Wang X, Friedricks N, Schilling B, Brand MD, O'Connor MS (2016年11月). 「ATP8およびATP6遺伝子の安定的な核内発現はmtDNA Complex Vヌル変異体を救済する」 . Nucleic Acids Research . 44 (19): 9342– 9357. doi : 10.1093 / nar/gkw756 . PMC 5100594. PMID 27596602 .  

さらに読む

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