ATP5F1A

La subunidad alfa F1 de la ATP sintasa mitocondrial es una enzima que en humanos está codificada por el gen ATP5F1A . ^{[ 5 ] [ 6 ]}

Este gen codifica una subunidad de la ATP sintasa mitocondrial . La ATP sintasa mitocondrial cataliza la síntesis de ATP, utilizando un gradiente electroquímico de protones a través de la membrana interna durante la fosforilación oxidativa. La ATP sintasa está compuesta por dos complejos multisubunitarios unidos: el núcleo catalítico soluble , F1 _, y el componente transmembrana, F0 _, que comprende el canal de protones. La porción catalítica de la ATP sintasa mitocondrial consta de 5 subunidades diferentes (alfa, beta, gamma, delta y épsilon) ensambladas con una estequiometría de 3 alfa, 3 beta y un único representante de las otras 3. El canal de protones consta de tres subunidades principales (a, b, c). Este gen codifica la subunidad alfa del núcleo catalítico. Se han identificado variantes de transcripción con empalme alternativo que codifican la misma proteína. Los pseudogenes de este gen se encuentran en los cromosomas 9, 2 y 16. ^{[ 6 ]}

El gen ATP5F1A , ubicado en el brazo q del cromosoma 18 en la posición 21, está compuesto por 13 exones y tiene una longitud de 20.090 pares de bases. ^{[ 6 ]} La proteína ATP5F1A pesa 59,7 kDa y está compuesta por 553 aminoácidos. ^{[ 7 ] [ 8 ]} La proteína es una subunidad de la porción catalítica de la ATPasa F ₁ F _o , también conocida como Complejo V , que consta de 14 subunidades codificadas por el núcleo y 2 por la mitocondria. Como subunidad alfa, ATP5F1A está contenida dentro de la porción catalítica F ₁ del complejo. ^{[ 6 ]} La nomenclatura de la enzima tiene una larga historia. La fracción F ₁ deriva su nombre del término "Fracción 1" y F _o (escrito como una letra subíndice "o", no "cero") deriva su nombre de ser la fracción de unión para la oligomicina , un tipo de antibiótico de origen natural que puede inhibir la unidad F _{o de la ATP sintasa.} ^{[ 9 ] [ 10 ]} La partícula F ₁ es grande y se puede ver en el microscopio electrónico de transmisión mediante tinción negativa. ^{[ 11 ]} Estas son partículas de 9 nm de diámetro que salpican la membrana mitocondrial interna. Originalmente se las llamó partículas elementales y se pensó que contenían todo el aparato respiratorio de la mitocondria, pero, a través de una larga serie de experimentos, Efraim Racker y sus colegas (quienes aislaron por primera vez la partícula F ₁ en 1961) pudieron demostrar que esta partícula está correlacionada con la actividad ATPasa en mitocondrias desacopladas y con la actividad ATPasa en partículas submitocondriales creadas al exponer las mitocondrias a ultrasonido. Esta actividad ATPasa se asoció posteriormente con la creación de ATP mediante una larga serie de experimentos realizados en numerosos laboratorios.

La ATP sintasa de la membrana mitocondrial ( _F1F0ATP sintasa o Complejo V ) produce ATP a partir de ADP en presencia de un gradiente de protones a través de la membrana, generado por los complejos de transporte de electrones de la cadena respiratoria. Las ATPasas de tipo F constan de dos dominios estructurales: F1 , _{que contiene} el núcleo catalítico extramembranoso, y F0 _, que contiene el canal de protones de la membrana, unidos por un tallo central y un tallo periférico. Durante la catálisis, la síntesis de ATP en el dominio catalítico de F1 _se acopla, mediante un mecanismo rotatorio de las subunidades del tallo central, a la translocación de protones. Las subunidades alfa y beta forman el núcleo catalítico de F1 _. La rotación del tallo central contra las subunidades alfa3beta3 circundantes da lugar a la hidrólisis del ATP en tres sitios catalíticos distintos de las subunidades beta. La subunidad alfa no posee los sitios de unión de ATP de alta afinidad catalítica. ^{[ 12 ]}

Las mutaciones que afectan al gen ATP5F1A causan la deficiencia combinada de fosforilación oxidativa 22 (COXPD22), un trastorno mitocondrial caracterizado por retraso del crecimiento intrauterino, microcefalia , hipotonía , hipertensión pulmonar , retraso del crecimiento, encefalopatía e insuficiencia cardíaca . Las mutaciones en el gen ATP5F1A también causan la deficiencia del complejo mitocondrial V, nuclear 4 (MC5DN4), un trastorno mitocondrial con manifestaciones clínicas heterogéneas que incluyen rasgos dismórficos, retraso psicomotor, hipotonía , retraso del crecimiento, miocardiopatía , hígado agrandado, riñones hipoplásicos y niveles elevados de lactato en orina, plasma y líquido cefalorraquídeo. ^{[ 13 ]}

La inhibición del núcleo catalítico F1 por el resveratrol aumenta los niveles de monofosfato de adenosina (AMP), activando así la enzima proteína quinasa activada por AMP . ^{[ 14 ]}

• Localización del genoma humano ATP5F1A y página de detalles del gen ATP5F1A en el navegador genómico de UCSC .
• Resumen de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P80021 (subunidad alfa de la ATP sintasa de cerdo, mitocondrial) en el PDBe-KB .

Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .