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Articulo de referencia

Subunidad 2 de la citocromo c oxidasa

Localización del gen MT-CO2 en el genoma mitocondrial humano. MT-CO2 es uno de los tres genes mitocondriales de la subunidad de la citocromo c oxidasa (recuadros naranjas). La c...

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Localización del gen MT-CO2 en el genoma mitocondrial humano. MT-CO2 es uno de los tres genes mitocondriales de la subunidad de la citocromo c oxidasa (recuadros naranjas).

La citocromo c oxidasa II es una proteína en eucariotas que está codificada por el gen MT-CO2 . [ 5 ] La subunidad II de la citocromo c oxidasa, abreviada COXII , COX2 , COII o MT-CO2 , es la segunda subunidad de la citocromo c oxidasa . También es una de las tres subunidades codificadas por el ADN mitocondrial (ADNmt) ( MT-CO1 , MT-CO2, MT-CO3 ) del complejo respiratorio IV .

Estructura

En humanos, el gen MT-CO2 se encuentra en el brazo p del ADN mitocondrial en la posición 12 y abarca 683 pares de bases. [ 5 ] El gen MT-CO2 produce una proteína de 25,6 kDa compuesta por 227 aminoácidos . [ 6 ] [ 7 ] MT-CO2 es una subunidad de la enzima citocromo c oxidasa ( EC 1.9.3.1 ) [ 8 ] [ 9 ] (Complejo IV), un complejo enzimático oligomérico de la cadena respiratoria mitocondrial involucrado en la transferencia de electrones del citocromo c al oxígeno . En eucariotas, este complejo enzimático se encuentra en la membrana interna mitocondrial ; en procariotas aerobios se encuentra en la membrana plasmática . El complejo enzimático consta de 3-4 subunidades ( procariotas ) hasta 13 polipéptidos (mamíferos). El dominio N-terminal de la citocromo C oxidasa contiene dos hélices alfa transmembrana. [ 9 ] [ 8 ] Se sabe que la estructura de MT-CO2 contiene un centro redox y un centro de cobre A binuclear (CuA) . El CuA se encuentra en un bucle de cisteína conservado en las posiciones de aminoácidos 196 y 200 y en una histidina conservada en la posición 204. Varias MT-CO2 bacterianas tienen una extensión C-terminal que contiene un hemo c unido covalentemente. [ 10 ] [ 11 ]

Función

El gen MT-CO2 codifica la segunda subunidad de la citocromo c oxidasa (complejo IV), un componente de la cadena respiratoria mitocondrial que cataliza la reducción de oxígeno a agua . MT-CO2 es una de las tres subunidades responsables de la formación del núcleo funcional de la citocromo c oxidasa . MT-CO2 desempeña un papel esencial en la transferencia de electrones del citocromo c al centro bimetálico de la subunidad catalítica 1 mediante su centro binuclear de cobre A. Contiene dos regiones transmembrana adyacentes en su extremo N-terminal y la mayor parte de la proteína está expuesta al espacio intermembrana periplásmico o mitocondrial , respectivamente. MT-CO2 proporciona el sitio de unión al sustrato y contiene el centro binuclear de cobre A , probablemente el aceptor primario en la citocromo c oxidasa. [ 12 ] [ 13 ] [ 5 ]

Importancia clínica

Deficiencia del complejo IV mitocondrial

Las variantes de MT-CO2 se han asociado con la deficiencia del Complejo IV mitocondrial , una deficiencia en un complejo enzimático de la cadena respiratoria mitocondrial que cataliza la oxidación del citocromo c utilizando oxígeno molecular . [ 14 ] La deficiencia se caracteriza por fenotipos heterogéneos que van desde miopatía aislada hasta enfermedad multisistémica grave que afecta a varios tejidos y órganos. Otras manifestaciones clínicas incluyen miocardiopatía hipertrófica , hepatomegalia y disfunción hepática , hipotonía , debilidad muscular , intolerancia al ejercicio , discapacidad del desarrollo , retraso del desarrollo motor y retraso mental . [ 15 ] También se sabe que las mutaciones de MT-CO2 causan la enfermedad de Leigh , que puede ser causada por una anomalía o deficiencia de la citocromo oxidasa . [ 9 ] [ 8 ]

Se ha encontrado una amplia gama de síntomas en pacientes con mutaciones patogénicas en el gen MT-CO2 con deficiencia del Complejo IV mitocondrial . Se ha encontrado que una mutación por deleción de un solo nucleótido (7630delT) en el gen causa síntomas de afasia reversible, hemiparesia derecha , hemianopsia , intolerancia al ejercicio , deterioro mental progresivo y baja estatura . [ 16 ] Además, un paciente con una mutación sin sentido (7896G>A) del gen resultó en fenotipos tales como baja estatura , bajo peso , microcefalia , anomalías de la piel , hipotonía severa y reflejos normales . [ 17 ] Una nueva mutación heteroplásmica (7587T>C) que alteró el codón de iniciación del gen MT-CO2 en pacientes ha mostrado manifestaciones clínicas como ataxia de la marcha progresiva , deterioro cognitivo , atrofia óptica bilateral , retinopatía pigmentaria , disminución de la visión del color y leve desgaste muscular distal . [ 18 ]

Otros

La miopatía juvenil , la encefalopatía , la acidosis láctica y el accidente cerebrovascular también se han asociado con mutaciones en el gen MT-CO2 . [ 5 ]

Interacciones

Se sabe que MT-CO2 interactúa con el citocromo c mediante la utilización de un anillo de lisina alrededor del borde hemo que contiene el grupo carboxilo del citocromo c en MT-CO2, incluyendo el glutamato 129, el aspartato 132 y el glutamato 19.

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000198712 – Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000064354 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ↑ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ↑ "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. 1 2 3 4 "Gen Entrez: subunidad II de la citocromo c oxidasa COX2" .Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
  6. ↑ 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 (octubre de 2013). " Integración de la biología del proteoma cardíaco y la medicina mediante una base de conocimientos especializada" . Circulation Research . 113 (9): 1043– 53. doi : 10.1161/CIRCRESAHA.113.301151 . PMC 4076475. PMID 23965338 .  
  7. ↑ "Subunidad 2 de la citocromo c oxidasa" . Base de datos del atlas de proteínas de orgánulos cardíacos (COPaKB) .
  8. 1 2 3 Capaldi RA, Malatesta F, Darley-Usmar VM (julio de 1983). "Estructura de la citocromo c oxidasa". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Reviews on Bioenergetics . 726 (2): 135– 48. doi : 10.1016/0304-4173(83)90003-4 . PMID 6307356 . 
  9. 1 2 3 García-Horsman JA, Barquera B, Rumbley J, Ma J, Gennis RB (septiembre de 1994). "La superfamilia de oxidasas respiratorias de hemo-cobre" . Journal of Bacteriology . 176 (18): 5587– 600. doi : 10.1128/jb.176.18.5587-5600.1994 . PMC 196760. PMID 8083153 .  
  10. ↑ Capaldi RA (1990). "Estructura y función de la citocromo c oxidasa". Annual Review of Biochemistry . 59 : 569–96 . doi : 10.1146/annurev.bi.59.070190.003033 . PMID 2165384 . 
  11. ↑ Hill BC (abril de 1993). " La secuencia de transportadores de electrones en la reacción de la citocromo c oxidasa con oxígeno". Journal of Bioenergetics and Biomembranes . 25 (2): 115–20 . doi : 10.1007/bf00762853 . PMID 8389744. S2CID 45975377 .  
  12. ↑ "MT-CO2 - Subunidad 2 de la citocromo c oxidasa - Homo sapiens (humano) - Gen y proteína MT-CO2" . Consultado el 7 de agosto de 2018 . Este artículo incorpora texto disponible bajo la licencia CC BY 4.0 .
  13. ↑ " UniProt: la base de datos universal de conocimiento de proteínas" . Nucleic Acids Research . 45 (D1): D158– D169. Enero de 2017. doi : 10.1093/nar/gkw1099 . PMC 5210571. PMID 27899622 .  
  14. ↑ Ostergaard E, Weraarpachai W, Ravn K, Born AP, Jønson L, Duno M, Wibrand F, Shoubridge EA, Vissing J (marzo de 2015). "Las mutaciones en COA3 causan deficiencia aislada del complejo IV asociada con neuropatía, intolerancia al ejercicio, obesidad y baja estatura". Journal of Medical Genetics . 52 (3): 203–7 . doi : 10.1136/jmedgenet-2014-102914 . PMID 25604084. S2CID 43018915 .  
  15. ↑ "Deficiencia del complejo IV mitocondrial" . www.uniprot.org .
  16. ↑ Rossmanith W, Freilinger M, Roka J, Raffelsberger T, Moser-Thier K, Prayer D, Bernert G, Bittner RE (febrero de 2008). " Deficiencia aislada de citocromo c oxidasa como causa de MELAS" . Journal of Medical Genetics . 45 (2): 117–21 . doi : 10.1136/jmg.2007.052076 . PMC 3027970. PMID 18245391 .  
  17. ↑ Campos Y, García-Redondo A, Fernández-Moreno MA, Martínez-Pardo M, Goda G, Rubio JC, Martín MA, del Hoyo P, Cabello A, Bornstein B, Garesse R, Arenas J (septiembre de 2001). "Trastorno mitocondrial multisistémico de aparición temprana causado por una mutación sin sentido en el gen de la citocromo C oxidasa II del ADN mitocondrial". Anales de Neurología . 50 (3): 409– 13. doi : 10.1002/ana.1141 . PMID 11558799 . S2CID 23891106 .  
  18. ↑ Clark KM, Taylor RW, Johnson MA, Chinnery PF, Chrzanowska-Lightowlers ZM, Andrews RM, Nelson IP, Wood NW, Lamont PJ, Hanna MG, Lightowlers RN, Turnbull DM (mayo de 1999). "Una mutación del ADNmt en el codón de iniciación del gen de la subunidad II de la citocromo C oxidasa produce niveles más bajos de la proteína y una encefalomiopatía mitocondrial" . American Journal of Human Genetics . 64 (5): 1330–9 . doi : 10.1086/302361 . PMC 1377869. PMID 10205264 .  

Lecturas adicionales

  • Torroni A, Achilli A, Macaulay V, Richards M, Bandelt HJ (junio de 2006). "Cosechando el fruto del árbol del ADNmt humano". Trends in Genetics . 22 (6): 339– 45. doi : 10.1016/j.tig.2006.04.001 . PMID 16678300 . 
  • Barrell BG, Bankier AT, Drouin J (noviembre de 1979). "Un código genético diferente en las mitocondrias humanas". Nature . 282 ( 5735): 189– 94. Bibcode : 1979Natur.282..189B . doi : 10.1038/282189a0 . PMID 226894. S2CID 4335828 .  
  • Bodenteich A, Mitchell LG, Polymeropoulos MH, Merril CR (mayo de 1992). "Repetición de dinucleótidos en el bucle D mitocondrial humano" . Human Molecular Genetics . 1 (2): 140. doi : 10.1093/hmg/1.2.140-a . PMID 1301157 . 
  • Lu X, Walker T, MacManus JP, Seligy VL (julio de 1992). "La diferenciación de las células de adenocarcinoma de colon humano HT-29 se correlaciona con una mayor expresión de ARN mitocondrial: efectos de la trehalosa en el crecimiento y la maduración celular". Cancer Research . 52 (13): 3718–25 . PMID 1377597 . 
  • Marzuki S, Noer AS, Lertrit P, Thyagarajan D, Kapsa R, Utthanaphol P, Byrne E (diciembre de 1991). "Variantes normales del ADN mitocondrial humano y productos de traducción: la creación de una base de datos de referencia". Human Genetics . 88 (2): 139– 45. doi : 10.1007/bf00206061 . PMID 1757091. S2CID 28048453 .  
  • Moraes CT, Andreetta F, Bonilla E, Shanske S, DiMauro S, Schon EA (marzo de 1991). "ADN mitocondrial humano competente para la replicación que carece de la región promotora de la cadena pesada" . Biología molecular y celular . 11 (3): 1631– 7. doi : 10.1128/MCB.11.3.1631 . PMC 369459. PMID 1996112 .  
  • Power MD, Kiefer MC, Barr PJ, Reeves R (agosto de 1989). "Secuencia de nucleótidos del cDNA de la citocromo c oxidasa II mitocondrial humana" . Nucleic Acids Research . 17 (16): 6734. doi : 10.1093/nar/17.16.6734 . PMC 318375. PMID 2550900 .  
  • Attardi G, Chomyn A, Doolittle RF, Mariottini P, Ragan CI (1987). "Siete marcos de lectura no identificados del ADN mitocondrial humano codifican subunidades de la NADH deshidrogenasa de la cadena respiratoria". Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology . 51 (1): 103– 14. doi : 10.1101/sqb.1986.051.01.013 . PMID 3472707 . 
  • Chomyn A, Cleeter MW, Ragan CI, Riley M, Doolittle RF, Attardi G (octubre de 1986). "URF6, último marco de lectura no identificado del ADNmt humano, codifica una subunidad de la NADH deshidrogenasa". Science . 234 (4776): 614–8 . Bibcode : 1986Sci...234..614C . doi : 10.1126/science.3764430 . PMID 3764430 . 
  • Chomyn A, Mariottini P, Cleeter MW, Ragan CI, Matsuno-Yagi A, Hatefi Y, Doolittle RF, Attardi G (1985). "Seis marcos de lectura no identificados del ADN mitocondrial humano codifican componentes de la NADH deshidrogenasa de la cadena respiratoria". Nature . 314 (6012): 592– 7. Bibcode : 1985Natur.314..592C . doi : 10.1038/314592a0 . PMID 3921850 . S2CID 32964006 .  
  • 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 (abril de 1981). "Secuencia y organización del genoma mitocondrial humano". Nature . 290 ( 5806): 457– 65. Bibcode : 1981Natur.290..457A . doi : 10.1038/290457a0 . PMID 7219534. S2CID 4355527 .  
  • Montoya J, Ojala D, Attardi G (abril de 1981). "Características distintivas de las secuencias terminales 5' de los ARNm mitocondriales humanos". Nature . 290 ( 5806): 465–70 . Bibcode : 1981Natur.290..465M . doi : 10.1038/290465a0 . PMID 7219535. S2CID 4358928 .  
  • Horai S, Hayasaka K, Kondo R, Tsugane K, Takahata N (enero de 1995). "Origen africano reciente de los humanos modernos revelado por secuencias completas de ADN mitocondrial de homínidos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 92 (2): 532– 6. Bibcode : 1995PNAS...92..532H . doi : 10.1073/pnas.92.2.532 . PMC 42775. PMID 7530363 .  
  • Ruvolo M, Zehr S, von Dornum M, Pan D, Chang B, Lin J (noviembre de 1993). "Secuencias mitocondriales COII y orígenes humanos modernos" . Biología molecular y evolución . 10 (6): 1115–35 . doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040068 . PMID 8277847 . 
  • Polyak K, Li Y, Zhu H, Lengauer C, Willson JK, Markowitz SD, Trush MA, Kinzler KW, Vogelstein B (noviembre de 1998). "Mutaciones somáticas del genoma mitocondrial en tumores colorrectales humanos". Nature Genetics . 20 (3): 291– 3. doi : 10.1038/3108 . PMID 9806551. S2CID 19786796 .  
  • Kato MV (marzo de 1999). "Los mecanismos de muerte de una línea celular eritroleucémica por p53: implicación de los microtúbulos y las mitocondrias". Leukemia & Lymphoma . 33 ( 1–2 ): 181–6 . doi : 10.3109/10428199909093740 . PMID 10194136 . 
  • Andrews RM, Kubacka I, Chinnery PF, Lightowlers RN, Turnbull DM, Howell N (octubre de 1999). "Reanálisis y revisión de la secuencia de referencia de Cambridge para el ADN mitocondrial humano" . Nature Genetics . 23 (2): 147. doi : 10.1038/13779 . PMID 10508508. S2CID 32212178 .  
  • Ingman M, Kaessmann H, Pääbo S, Gyllensten U (diciembre de 2000). "Variación del genoma mitocondrial y el origen de los humanos modernos". Nature . 408 ( 6813): 708– 13. Bibcode : 2000Natur.408..708I . doi : 10.1038/35047064 . PMID 11130070. S2CID 52850476 .  
  • Finnilä S, Lehtonen MS, Majamaa K (junio de 2001). "Red filogenética para el ADNmt europeo" . Revista Estadounidense de Genética Humana . 68 (6): 1475–84.doi : 10.1086 / 320591 . PMC 1226134 . PMID 11349229 .  
  • Maca-Meyer N, González AM, Larruga JM, Flores C, Cabrera VM (2003). " Los principales linajes mitocondriales genómicos delimitan las primeras expansiones humanas" . BMC Genetics . 2 : 13. doi : 10.1186/1471-2156-2-13 . PMC 55343. PMID 11553319 .  

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