Translocase ADP/ATP 4 - ADP/ATP translocase 4
ADP / ATP translokáza 4 ( ANT4 ) je enzym , který u lidí je kódován SLC25A31 genu na chromozomu 4. Tento enzym inhibuje apoptózu katalýzou výměny ADP / ATP přes mitochondriální membrány a regulaci membránového potenciálu. Zejména ANT4 je nezbytný pro spermatogenezi, protože importuje ATP do mitochondrií spermií, aby podpořil jejich vývoj a přežití. Mimo tuto roli nebyl gen SLC25AC31 zapojen do žádného lidského onemocnění.
Struktura
Protein ANT4 obsahuje šest transmembránových šroubovic a funkční jednotku homodimerů, která slouží jako kanálový protein ADP/ATP. Na rozdíl od ostatních tří izoforem ANT má ANT4 na svých N- a C-terminálech další aminokyseliny. Tyto aminokyselinové sekvence mohou interagovat s různými faktory pro specializované funkce, jako je lokalizace na bičíky spermií. SLC25A31 gen se skládá ze 6 exonů přes úsek 44 kbp DNA.
Funkce
Protein ANT4 je mitochondriální nosič ADP/ATP, který katalyzuje výměnu ADP a ATP mezi mitochondriální matricí a cytoplazmou během syntézy ATP. Kromě toho ANT4 stabilizuje mitochondriální membránový potenciál a snižuje otevírání komplexu přechodných pórů (PTPC) permeability, aby se zabránilo fragmentaci jaderného chromatinu a následné buněčné smrti. U lidí se protein lokalizuje do jater, mozku a varlat, ačkoli u dospělých mužů je exprimován především ve varlatech. Studie na myších s nedostatkem Ant4 odhalily zvýšenou apoptózu ve varlatech vedoucí k neplodnosti, což naznačuje, že Ant4 je nezbytný pro spermatogenezi. V tomto případě je antiapoptotická funkce pro ANT4 přičítána importu cytosolického ATP do mitochondrií. V jiných buňkách tuto roli plní izoforma ANT2 ; Nicméně, protože spermie chybí chromozom X, na kterém ANT2 genové bydliště, přežití spermií je závislý na ANT4.
Klinický význam
Enzym SLC25A31 je důležitou složkou apoptotické signalizace a oxidačního stresu , zejména jako součást mitochondriální cesty smrti a signalizace apoptózy srdečních myocytů. Programovaná buněčná smrt je odlišnou genetickou a biochemickou cestou nezbytnou pro metazoany. Pro úspěšný embryonální vývoj a udržení normální tkáňové homeostázy je nutná neporušená cesta smrti. Ukázalo se, že apoptóza je pevně protkána dalšími základními buněčnými cestami. Identifikace kritických kontrolních bodů v cestě buněčné smrti poskytla základní poznatky pro základní biologii, stejně jako poskytla racionální cíle pro nová terapeutika, normální embryologické procesy nebo během poškození buněk (jako je ischemicko-reperfuzní poškození během infarktu a mrtvice ) nebo během vývoje a procesů v rakovině prochází apoptotická buňka strukturálními změnami, včetně smršťování buněk, bublání plazmatické membrány, jaderné kondenzace a fragmentace DNA a jádra . Následuje fragmentace do apoptotických těl, která jsou rychle odstraněna fagocyty , čímž se zabrání zánětlivé reakci. Je to způsob buněčné smrti definovaný charakteristickými morfologickými, biochemickými a molekulárními změnami. Poprvé byl popsán jako „smršťovací nekróza“ a poté byl tento termín nahrazen apoptózou, aby se zdůraznila jeho role opačné mitózy v tkáňové kinetice. V pozdějších stádiích apoptózy se celá buňka fragmentuje a vytváří řadu apoptotických těl ohraničených plazmatickou membránou, které obsahují jaderné nebo cytoplazmatické prvky. Ultrastrukturální vzhled nekrózy je zcela odlišný, hlavními rysy jsou mitochondriální bobtnání, rozpad plazmatické membrány a rozpad buněk. Apoptóza se vyskytuje v mnoha fyziologických a patologických procesech. Hraje důležitou roli během embryonálního vývoje jako programovaná buněčná smrt a doprovází řadu normálních evolučních procesů, ve kterých slouží jako mechanismus k odstranění „nežádoucích“ buněk.
Gen SLC25A31 je důležitý pro kódování nejhojnějšího mitochondriálního proteinu Ancp, který představuje 10% proteinů vnitřní membrány mitochondrií srdečního skotu. Ancp je kódován čtyřmi různými geny: SLC25A4 (také známý jako ANC1 nebo ANT1 ), SLC25A5 (ANC3 nebo ANT2), SLC25A6 (ANC2 nebo ANT3) a SLC25A31 (ANC4 nebo ANT4). Jejich exprese je tkáňově specifická a vysoce regulovaná a přizpůsobená konkrétní energetické potřebě buňky. Vzory lidské exprese ANC skutečně závisí na tkáních a typech buněk, vývojovém stádiu a stavu buněčné proliferace. Exprese genů je dále modulována různými transkripčními prvky v promotorových oblastech. Proto se Ancp objevuje jako logický kandidát k regulaci buněčné závislosti na oxidačním energetickém metabolismu .
K dnešnímu dni neexistuje žádný důkaz o genových mutacích SLC25A31 spojených s lidským onemocněním, ačkoli byly spojeny s mužskou neplodností u myší. Kromě toho byla pozorována nadměrná exprese ANT4, která chrání rakovinné buňky před indukovanou apoptózou protirakovinnými léky, jako je lonidamin a staurosporin .
Interakce
Viz také
- Receptor SLC25A31+,+člověk v Národní lékařské knihovně USA Předměty (MeSH)
Reference
Další čtení
- Kim YH, Haidl G, Schaefer M, Egner U, Mandal A, Herr JC (únor 2007). „Kompartmentalizace jedinečného nosného proteinu ADP/ATP SFEC (Sperm Flagellar Energy Carrier, AAC4) s glykolytickými enzymy ve vláknitém plášti bičíku hlavního bičíku člověka“ . Vývojová biologie . 302 (2): 463–76. doi : 10,1016/j.ydbio.2006.10.004 . PMC 1858657 . PMID 17137571 .
- Mehrle A, Rosenfelder H, Schupp I, del Val C, Arlt D, Hahne F, Bechtel S, Simpson J, Hofmann O, Hide W, Glatting KH, Huber W, Pepperkok R, Poustka A, Wiemann S (leden 2006). „Databáze LIFEdb v roce 2006“ . Výzkum nukleových kyselin . 34 (Problém s databází): D415-8. doi : 10,1093/nar/gkj139 . PMC 1347501 . PMID 16381901 .
- Wiemann S, Arlt D, Huber W, Wellenreuther R, Schleeger S, Mehrle A, Bechtel S, Sauermann M, Korf U, Pepperkok R, Sültmann H, Poustka A (říjen 2004). „Od ORFeome k biologii: funkční genomický kanál“ . Výzkum genomu . 14 (10B): 2136–44. doi : 10,1101/gr . 2576704 . PMC 528930 . PMID 15489336 .
- Simpson JC, Wellenreuther R, Poustka A, Pepperkok R, Wiemann S (září 2000). „Systematická subcelulární lokalizace nových proteinů identifikovaných rozsáhlým sekvenováním cDNA“ . Zprávy EMBO . 1 (3): 287–92. doi : 10.1093/embo-reports/kvd058 . PMC 1083732 . PMID 11256614 .
- Wiemann S, Weil B, Wellenreuther R, Gassenhuber J, Glassl S, Ansorge W, Böcher M, Blöcker H, Bauersachs S, Blum H, Lauber J, Düsterhöft A, Beyer A, Köhrer K, Strack N, Mewes HW, Ottenwälder B , Obermaier B, Tampe J, Heubner D, Wambutt R, Korn B, Klein M, Poustka A (březen 2001). „Směrem ke katalogu lidských genů a proteinů: sekvenování a analýza 500 nových kompletních proteinů kódujících lidské cDNA“ . Výzkum genomu . 11 (3): 422–35. doi : 10,1101/gr . GR1547R . PMC 311072 . PMID 11230166 .
- Hartley JL, Temple GF, Brasch MA (listopad 2000). „Klonování DNA pomocí místně specifické rekombinace in vitro“ . Výzkum genomu . 10 (11): 1788–95. doi : 10,1101/gr.143000 . PMC 310948 . PMID 11076863 .
Tento článek včlení text z Národní lékařské knihovny Spojených států , který je veřejně dostupný .