GUF1
GUF1
識別子
エイリアスGUF1、EF-4、GUF1ホモログ、GTPase、EIEE40、EF4、GTP結合伸長因子DEE40
外部IDオミム: 617064 ; MGI : 2140726 ;ホモロジーン: 6505 ;ジーンカード: GUF1 ; OMA : GUF1 - オルソログ
オーソログ
種人間ねずみ
エントレズ

60558

231279

アンサンブル

ENSG00000151806

ENSMUSG00000029208

ユニプロット

Q8N442

Q8C3X4

RefSeq (mRNA)

NM_021927 NM_001345867 NM_001345868 NM_001345869

NM_172711 NM_182768 NM_001310631

RefSeq（タンパク質）

NP_001332796 NP_001332797 NP_001332798 NP_068746

NP_001297560 NP_766299

場所（UCSC）4章: 44.68 – 44.7 Mb5章: 69.71 – 69.73 Mb
PubMed検索[ 3 ][ 4 ]
ウィキデータ
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ミトコンドリアGTP結合伸長因子（ホモサピエンス、GUF1）は、ヒトではGUF1遺伝子によってコードされるタンパク質である。[ 5 ] GUF1タンパク質は、ミトコンドリアの適切な機能を維持し、ミトコンドリア遺伝子の翻訳の正確性を確保する上で重要な役割を果たしている。 [ 6 ]この遺伝子は脳で最も多く発現しており、膵臓では最も少なく発現している。

機能と生化学

GUF1はGTPをGDPに加水分解するGTPaseであり、ミトコンドリア遺伝子の正確な翻訳を確保することでミトコンドリア機能の維持に重要な役割を果たします。[ 7 ]タンパク質合成中のリボソーム逆転座を促進することで、ストレス下におけるアミノ酸の誤取り込みを防ぎます。さらに、C末端領域はtRNAとの相互作用を助けるため、他のGTPaseと区別されます。

GUF1の高度に保存されたC末端はtRNA結合を促進し、N末端はGTP結合と加水分解を担う。GドメインはコアGTPase活性をサポートする。

遺伝子

軌跡

GUF1は染色体のプラス鎖の4p12に位置し、17個のエクソンから構成されている。[ 8 ]

GUF1タンパク質はミトコンドリアマトリックスに存在し、内膜と密接に関連しています。このタンパク質は、EF-4、GUF1ホモログ、GTPase、DEE40など、様々な名称で呼ばれています。この遺伝子は22,000ヌクレオチドに及び、コードするタンパク質は669アミノ酸から構成されています。[ 5 ]

ヒト第4染色体上の GUF1 の位置。

遺伝子発現

GUF1遺伝子発現に関するRNA-seqデータ[ 5 ]は、組織種間で脳と小脳で高い発現を示し、膵臓で最も低い発現を示した。他の組織では中程度の発現レベルを示した。様々なヒト組織からのマイクロアレイデータ[ 9 ]はRNA-seqの結果を裏付け、結果の信頼性を確認した。

タンパク質

GUF1は3つのアイソフォームをコードしており[ 5 ] 、本稿ではアイソフォーム1に焦点を当てています。GUF1タンパク質の理論的な等電点（pI）は8.75、分子量は74.3 kDであり[ 10 ]、あらゆるアミノ酸に広く発現しています[ 11 ] 。

ヒトGUF1タンパク質には17のモチーフ部位[ 12 ]があり、そのうち13のリン酸化部位（例：CK2およびPKC特異的）は、GUF1の機能およびシグナル伝達経路を制御する可能性がある。さらに、3つのミリスチル化部位と3つのグリコシル化部位が存在する。

タンパク質レベルの調節

GUF1は主にミトコンドリアに局在し、タンパク質の93%がこの細胞小器官に存在します。Deeplocs [ 13 ]解析では、GUF1の22.7%が核に、29.5%が細胞質に局在していることも示されています。このミトコンドリアへの強い局在は、GUF1がミトコンドリアの機能において重要な役割を果たしていることを示唆しています。この重要な役割には、タンパク質合成やエネルギー産生などが含まれます。核と細胞質の両方にGUF1が存在することは、遺伝子制御への関与を示唆している可能性もあります。

PSORT II [ 14 ]による解析では、GUF1は強力なN末端シグナルペプチドを欠いていることが示されています。これは、このタンパク質が分泌されず、分泌経路に誘導されない可能性を示唆しています。GUF1の切断部位は44番目と45番目の位置の間と予測されており、このタンパク質には細胞内の適切な場所に誘導するために切断される領域が存在する可能性を示唆しています。[ 15 ]

トランスクリプト

GUF1 は選択的スプライシングを受け、これによりいくつかの転写変異体が生成されます。

アイソフォーム セッション番号 長さ 追加の詳細
アイソフォーム1 NP_068746.2 2万2000 機能的なGUF1タンパク質を完全にコードする
アイソフォーム2 NP_001332796.1 2万2000 エクソンがスキップされ、切断されたタンパク質が生じる
アイソフォーム3 NP_001332797.1 2万2000 該当なし

相同性

オーソログ

GUF1には、脊椎動物や一部の無脊椎動物を含む多くの生物に相同遺伝子[ 16 ]が存在します。20のGUF1相同遺伝子は、分類、配列データ、分類順に分類されています。[ 16 ]高い類似性[ 17 ]は、GUF1が種を超えて長期間保存されていることから、GUF1の進化上の重要性を強調しています。

ヒトGUF1の相同遺伝子表
TMEM12 遺伝子と種 通称 分類群 分岐の日付（MYA） 受入番号 シーケンス長 ヒトタンパク質との配列同一性 配列類似度 %
哺乳類 ホモ・サピエンス人間 霊長類 0NP_068746.2 669 100.0%100.0%
マカカ・ムラータアカゲザル 霊長類 28.8XP_014993782.1 663 96.9%97.9%
ドブネズミノルウェーのネズミ 齧歯類 87NP_001100685.1 659 86.7%93.9%
イヌ犬 食肉類 94XP_038411911.1 610 94.9%89.4%
ウシ家畜牛 偶蹄目 94XP_010804407.1 669 90.9%71.3%
ボンバトゥス・ウルシヌスウォンバット 二本歯類 160XP_027691870.1 675 85.9%90.9%
爬虫類/鳥類 エルガリア・ムルティカリナータ・ウェッビイミナミワニトカゲ 有鱗目 319XP_062991422.1 663 84.6%86.9%
プテロクレス・ガトゥラリスキノドサケイ キジ目 319XP_010085396.1 610 83.1%84.3%
メシトルニス・ユニカラーブラウン・ロアテロ キジ目 319XP_010191475.1 610 81.6%84.0%
カメアオウミガメ テスチュディネス 319XP_037753775.1 664 81.5%88.5%
ツバキツバメ スズメ目 319XP_039921140.1 658 80.4%88.5%
ガルス・ガルスチキン キジ目 319XP_001232470.2 660 80.2%87.0%
ミシシッピワニアメリカワニ ワニ 319XP_019336662.1 738 79.0%80.8%
両生類 アフリカツメガエル熱帯ツメガエル アヌラ 352XP_002933495.1 676 80.5%83.7%
スペア・ボンビフロンス平原ヒキガエル アヌラ 352XP_053314393.1 673 79.9%83.0%
ナノラナ・パーケリ高ヒマラヤカエル アヌラ 352XP_018420074.1 676 79.0%84.4%
ラテス・カルカリファーバラマンディパーチ スズキ目 429XP_018525292.1 671 79.6%82.5%
魚 ダニオ・レリオゼブラフィッシュ コイ目 429XP_068069393.1 680 78.1%81.7%

パラログ

ヒトには GUF1 の パラログが4 つあります。

ヒトGUF1の相同遺伝子一覧表
TMEM12 種 通称 受入番号 シーケンスの長さ 配列同一性
EEF2 ホモ・サピエンス人間 AAH06547.1 583 40.28%
MTIF2 ホモ・サピエンス人間 AAH64977.1 465 28.19%
EEF1A1 ホモ・サピエンス人間 AAH71619.1 441 26.86%
HBS1L ホモ・サピエンス人間 5LZW_jj 710 25.00%

進化の歴史

GUF1 は、約 4 億 2900 万年前に魚類に初めて出現した高度に保存されたタンパク質であり、相同遺伝子間での保存性により種を超えて重要な存在であり続けています。

上のグラフは、 GUF1、シトクロムC、フィブリノーゲンα鎖の変異率を示しており、分岐時間と変異率の間に正の相関関係があることを示しています。特に、GUF1はシトクロムCやフィブリノーゲンα鎖よりも著しく速く進化しています。

相互作用するタンパク質

系統樹[ 18 ]はGUF1相同遺伝子の進化史を示しており、円は種群の分類を示している。

GUF1は、ミトコンドリアにおける翻訳およびリボソーム機能に関与する複数のタンパク質と相互作用する。[ 19 ] POLR3AはRNA転写に関与する注目すべきタンパク質である。MRPL32 、MRPL20、MRPS6、MRPS9は、ミトコンドリアに存在する他のリボソームタンパク質である。これらのタンパク質はミトコンドリアにおけるタンパク質合成に必須であり、GUF1がミトコンドリア機能の維持に重要な役割を果たしていることを示唆している。GUF1は、 RPL5、RPL11、RPL23、RPS11などのリボソームタンパク質とも相互作用する。これらの相互作用は、 GUF1とタンパク質合成制御とのさらなる関連を示している。

臨床的意義

「GUF1の過剰発現は、ルーワイ胃バイパス手術を受けた2型糖尿病ラットの膵β細胞機能を改善する」と題された研究では、手術後にGUF1の発現が上昇し、ミトコンドリア機能の強化、β細胞増殖の促進、アポトーシスの減少が見られ、最終的にβ細胞機能の改善につながることが明らかになりました。詳しくは、推奨文献をご覧ください。[ 20 ]

参考文献

  1. ^ a b c GRCh38: Ensemblリリース89: ENSG00000151806 – Ensembl、2017年5月
  2. ^ a b c GRCm38: Ensemblリリース89: ENSMUSG00000029208 – 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. ^ a b c d「GUF1 GTP結合伸長因子 GUF1 [Homo sapiens (ヒト)] - 遺伝子 - NCBI」www.ncbi.nlm.nih.gov . 2024年12月13日閲覧。
  6. ^ Li, Pengzhou; Dai, Song; Gao, Xiang; Li, Weizheng (2023-08-01). 「Guf1過剰発現は、ルーワイ胃バイパス術（RYGB）を受けた2型糖尿病ラットの膵β細胞機能を改善する」 . Journal of Physiology and Biochemistry . 79 (3): 569– 582. doi : 10.1007/s13105-023-00952-6 . ISSN 1877-8755 . PMID 36905457 .  
  7. ^ Bauerschmitt, Heike; Funes, Soledad; Herrmann, Johannes M. (2008-06-20). 「膜結合型GTPase Guf1は、最適条件下以外でのミトコンドリアタンパク質合成を促進する」 . The Journal of Biological Chemistry . 283 (25): 17139– 17146. doi : 10.1074/jbc.M710037200 . ISSN 0021-9258 . PMID 18442968 .  
  8. ^データベース、GeneCards Human Gene。「GUF1 遺伝子 - GeneCards | GUF1 タンパク質 | GUF1 抗体」。www.genecards.org 。 2022年10月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年12月13日閲覧。
  9. ^ "2903547 - GEO プロファイル - NCBI" . www.ncbi.nlm.nih.gov . 2024年12月13日閲覧。
  10. ^ 「Expasy - エラー」 . web.expasy.org . 2024年12月13日閲覧。
  11. ^ 「Job Dispatcherホームページ | EMBL-EBI」www.ebi.ac.uk . 2024年12月13日閲覧。
  12. ^ “Motif Scan” . myhits.sib.swiss . 2021年6月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2024年12月13日閲覧。
  13. ^ "67515AE2002AF0310FF8D5A6 期限切れ" . services.healthtech.dtu.dk . 2024年12月13日閲覧。
  14. ^ "PSORT WWW Server" . psort.hgc.jp . 2024年12月13日閲覧。
  15. ^ 「切断部位」 .生物学記事、チュートリアル、オンライン辞書. 2019年10月7日. 2024年12月13日閲覧。
  16. ^ a b「Protein BLAST: タンパク質クエリを用いたタンパク質データベースの検索」 blast.ncbi.nlm.nih.gov . 2024年12月13日閲覧。
  17. ^ 「Job Dispatcherホームページ | EMBL-EBI」www.ebi.ac.uk . 2024年12月13日閲覧。
  18. ^ 「TimeTree :: 人生のタイムスケール」timetree.org . 2024年12月13日閲覧。
  19. ^ "GUF1タンパク質（ヒト） - STRING相互作用ネットワーク" . string-db.org . 2024年12月13日閲覧。
  20. ^ Li, Pengzhou; Dai, Song; Gao, Xiang; Li, Weizheng (2023年8月). 「Guf1過剰発現は、ルーワイ胃バイパス術（RYGB）を受けた2型糖尿病ラットの膵β細胞機能を改善する」. Journal of Physiology and Biochemistry . 79 (3): 569– 582. doi : 10.1007/s13105-023-00952-6 . ISSN 1877-8755 . PMID 36905457 .  
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