Субъединица III цитохром с оксидазы
Фермент дыхательной цепи, кодируемый митохондриальным геномом
ЦОГ3
Идентификаторы
ПсевдонимыCOX3 , COIII, MTCO3, субъединица III цитохрома с оксидазы, цитохром с оксидаза III
Внешние идентификаторыОМИМ : 516050; МГИ : 102502; гомологен : 5014; Генные карты : ЦОГ3; ОМА :ЦОГ3 - ортологи
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Энтрез

4514

17710

Ансамбль

ENSG00000198938

ENSMUSG00000064358

UniProt

Р00414

Р00416

RefSeq (мРНК)

н/д

н/д

RefSeq (белок)

н/д

NP_904334

Местоположение (UCSC)Хр М: 0,01 – 0,01 МбХр М: 0,01 – 0,01 Мб
Поиск в PubMed[3][4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человекаПросмотр/редактирование мыши
Расположение гена MT-CO3 в митохондриальном геноме человека. MT-CO3 — один из трех митохондриальных генов субъединицы цитохром с оксидазы (оранжевые прямоугольники).
Семейство белков
Субъединица III цитохром с оксидазы
Структура 13-субъединичной окисленной цитохром с оксидазы. [5]
Идентификаторы
СимволЦОГ3
ПфамПФ00510
ИнтерПроIPR000298
ПРОСИТPDOC50253
СКОП21occ / SCOPe / SUPFAM
TCDB3.D.4
суперсемейство OPM4
белок ОПМ1в55
CDDcd01665
Доступные структуры белков:
Пфам  структуры / ECOD  
ПДБRCSB PDB; PDBe; PDBj
PDBsumрезюме структуры

Субъединица III цитохрома с оксидазы (COX3) — это фермент , который у людей кодируется геном MT -CO3 . [6] Это одна из основных трансмембранных субъединиц цитохрома с оксидазы . Это также одна из трех субъединиц митохондриальной ДНК (мтДНК), кодируемых субъединицами ( MT-CO1 , MT-CO2 , MT-CO3) дыхательного комплекса IV . Его варианты были связаны с изолированной миопатией , тяжелой энцефаломиопатией , наследственной оптической нейропатией Лебера , дефицитом митохондриального комплекса IV и рецидивирующей миоглобинурией . [7] [8] [9]

Структура

Ген MT-CO3 производит белок массой 30 кДа, состоящий из 261 аминокислоты . [10] [11] ЦОГ3, белок, кодируемый этим геном, является членом семейства субъединицы 3 цитохром с оксидазы . Этот белок расположен на внутренней митохондриальной мембране . ЦОГ3 является многопроходным трансмембранным белком: у человека он содержит 7 трансмембранных доменов в положениях 15–35, 42–59, 81–101, 127–147, 159–179, 197–217 и 239–259. [8] [9]

Функция

Цитохром с оксидаза ( КФ 1.9.3.1) — конечный фермент дыхательной цепи митохондрий и многих аэробных бактерий. Катализирует перенос электронов от восстановленного цитохрома с к молекулярному кислороду:

4 цитохром с +2 + 4 H + + O 2 4 цитохром с +3 + 2 H 2 O ⇌ {\displaystyle \rightleftharpoons}

Эта реакция сопряжена с перекачкой четырех дополнительных протонов через митохондриальную или бактериальную мембрану. [12] [13]

Цитохром с оксидаза — это олигомерный ферментативный комплекс, который находится во внутренней мембране митохондрий эукариот и в плазматической мембране аэробных прокариот. Основная структура прокариотической и эукариотической цитохром с оксидазы содержит три общие субъединицы: I , II и III . У прокариот субъединицы I и III могут быть слиты, и иногда обнаруживается четвертая субъединица, тогда как у эукариот имеется переменное число дополнительных небольших субъединиц. [14]

Поскольку бактериальные дыхательные системы разветвлены, они имеют ряд различных терминальных оксидаз, а не одну цитохром c оксидазу, присутствующую в эукариотических митохондриальных системах. Хотя цитохром o оксидазы не катализируют цитохром c, а окисление хинола (убихинола), они принадлежат к тому же суперсемейству гем-медных оксидаз, что и цитохром c оксидазы. Члены этого семейства разделяют сходство последовательностей во всех трех основных субъединицах: субъединица I является наиболее консервативной субъединицей, тогда как субъединица II является наименее консервативной. [15] [16] [17]

Клиническое значение

Мутации в генах субъединицы цитохрома с-оксидазы, кодируемых мтДНК, связаны с изолированной миопатией , тяжелой энцефаломиопатией , наследственной оптической нейропатией Лебера , дефицитом митохондриального комплекса IV и рецидивирующей миоглобинурией . [7] [8] [9]

Наследственная оптическая нейропатия Лебера (LHON)

LHON — это наследуемое по материнской линии заболевание, приводящее к острой или подострой потере центрального зрения из-за дисфункции зрительного нерва . У некоторых пациентов также были описаны дефекты сердечной проводимости и неврологические дефекты. LHON возникает из-за первичных мутаций митохондриальной ДНК, влияющих на комплексы дыхательной цепи. Мутации в положениях 9438 и 9804, которые приводят к изменению аминокислот глицина -78 на серин и аланина -200 на треонин , связаны с этим заболеванием. [18] [8] [9]

Дефицит митохондриального комплекса IV (MT-C4D)

Дефицит комплекса IV (дефицит ЦОГ) — это расстройство митохондриальной дыхательной цепи с гетерогенными клиническими проявлениями, от изолированной миопатии до тяжелого мультисистемного заболевания, поражающего несколько тканей и органов. К признакам относятся гипертрофическая кардиомиопатия , гепатомегалия и дисфункция печени , гипотония , мышечная слабость , непереносимость физических нагрузок , задержка развития , задержка моторного развития , умственная отсталость , лактатацидемия , энцефалопатия , атаксия и сердечная аритмия . У некоторых пораженных людей проявляется фатальная гипертрофическая кардиомиопатия, приводящая к неонатальной смерти, а у подгруппы пациентов проявляется синдром Лея . Мутации G7970T и G9952A связаны с этим заболеванием. [7] [19] [8] [9]

Рецидивирующая миоглобинурия митохондриальная (РМ-МТ)

Рецидивирующая миоглобинурия характеризуется повторяющимися приступами рабдомиолиза ( некроза или распада скелетных мышц), связанными с мышечной болью и слабостью, и последующим выделением миоглобина с мочой. Она связана с дефицитом митохондриального комплекса IV. [20] [8] [9]

Подсемейства

  • Цитохром о убихинолоксидаза, субъединица III InterPro :  IPR014206
  • Цитохром aa3 хинолоксидаза, субъединица III InterPro :  IPR014246

Взаимодействия

Было показано, что COX3 имеет 15 бинарных белок-белковых взаимодействий , включая 8 ко-комплексных взаимодействий. COX3, по-видимому, взаимодействует с SNCA, KRAS , RAC1 и HSPB2 . [21]

Ссылки

  1. ^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000198938 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000064358 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Miki K, Sogabe S, Uno A, Ezoe T, Kasai N, Saeda M, Matsuura Y, Miki M (май 1994). "Применение автоматической процедуры молекулярной замены к анализу кристаллической структуры цитохрома c2 из Rhodopseudomonas viridis". Acta Crystallographica Section D. 50 ( Pt 3): 271– 5. Bibcode :1994AcCrD..50..271M. doi : 10.1107/S0907444993013952 . PMID  15299438.
  6. ^ "Ген Энтреза: субъединица III цитохром с оксидазы COX3".Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  7. ^ abc Horváth R, Schoser BG, Müller-Höcker J, Völpel M, Jaksch M, Lochmüller H (декабрь 2005 г.). «Мутации в генах субъединицы цитохрома c-оксидазы, кодируемых мтДНК, вызывающие изолированную миопатию или тяжелую энцефаломиопатию». Neuromuscular Disorders . 15 (12): 851– 7. doi :10.1016/j.nmd.2005.09.005. PMID  16288875. S2CID  11683931.
  8. ^ abcdef "MT-CO3 - Субъединица 3 цитохрома c оксидазы - Homo sapiens (человек) - Ген и белок MT-CO3". www.uniprot.org . Получено 21.08.2018 . В данной статье используется текст, доступный по лицензии CC BY 4.0.
  9. ^ abcdef "UniProt: универсальная база знаний о белках". Nucleic Acids Research . 45 (D1): D158 – D169 . Январь 2017. doi :10.1093/nar/gkw1099. PMC 5210571. PMID  27899622.  
  10. ^ Яо, Дэниел. «База знаний атласа белков сердечной органеллы (COPaKB) —— Информация о белках». amino.heartproteome.org . Архивировано из оригинала 2018-08-22 . Получено 2018-08-21 .
  11. ^ 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 (октябрь 2013 г.). «Интеграция биологии и медицины сердечного протеома с помощью специализированной базы знаний». Circulation Research . 113 (9): 1043–53 . doi :10.1161/CIRCRESAHA.113.301151. PMC 4076475. PMID  23965338 . 
  12. ^ Мишель Х (ноябрь 1999). "Цитохром с оксидаза: каталитический цикл и механизмы протонной помпы — обсуждение". Биохимия . 38 (46): 15129– 40. doi :10.1021/bi9910934. PMID  10563795.
  13. ^ Белевич И, Верховский МИ, Викстрём М (апрель 2006). «Протон-сопряженный перенос электронов управляет протонным насосом цитохром с оксидазы». Nature . 440 (7085): 829– 32. Bibcode :2006Natur.440..829B. doi :10.1038/nature04619. PMID  16598262. S2CID  4312050.
  14. ^ Mather MW, Springer P, Hensel S, Buse G, Fee JA (март 1993). "Гены цитохромоксидазы из Thermus thermophilus. Нуклеотидная последовательность слитого гена и анализ выведенных первичных структур для субъединиц I и III цитохрома caa3". Журнал биологической химии . 268 (8): 5395– 408. doi : 10.1016/S0021-9258(18)53335-4 . PMID  8383670.
  15. ^ Сантана М., Кунст Ф., Халло М.Ф., Рапопорт Г., Данчин А., Глейзер П. (май 1992 г.). «Молекулярное клонирование, секвенирование и физиологическая характеристика оперона qox из Bacillus subtilis, кодирующего хинолоксидазу aa3-600». Журнал биологической химии . 267 (15): 10225– 31. doi : 10.1016/S0021-9258(19)50007-2 . PMID  1316894.
  16. ^ Chepuri V, Lemieux L, Au DC, Gennis RB (июль 1990 г.). «Последовательность cyo-оперона указывает на существенное структурное сходство между цитохром o-убихинолоксидазой Escherichia coli и семейством цитохром c-оксидаз типа aa3». Журнал биологической химии . 265 (19): 11185– 92. doi : 10.1016/S0021-9258(19)38574-6 . PMID  2162835.
  17. ^ García-Horsman JA, Barquera B, Rumbley J, Ma J, Gennis RB (сентябрь 1994 г.). «Суперсемейство гем-медных респираторных оксидаз». Журнал бактериологии . 176 (18): 5587– 600. doi :10.1128/jb.176.18.5587-5600.1994. PMC 196760. PMID  8083153 . 
  18. ^ Johns DR, Neufeld MJ (октябрь 1993 г.). «Мутации цитохром с-оксидазы при наследственной оптической нейропатии Лебера». Biochemical and Biophysical Research Communications . 196 (2): 810– 5. doi : 10.1006/bbrc.1993.2321 . PMID  8240356.
  19. ^ Hanna MG, Nelson IP, Rahman S, Lane RJ, Land J, Heales S, Cooper MJ, Schapira AH, Morgan-Hughes JA, Wood NW (июль 1998 г.). «Дефицит цитохрома с оксидазы, связанный с первой точечной мутацией стоп-кодона в мтДНК человека». American Journal of Human Genetics . 63 (1): 29– 36. doi :10.1086/301910. PMC 1377234 . PMID  9634511. 
  20. ^ Кейтли JA, Хоффбур KC, Бертон MD, Салас VM, Джонстон WS, Пенн AM, Буист NR, Кеннауэй NG (апрель 1996 г.). «Микроделеция в субъединице III цитохрома с оксидазы (COX), связанная с дефицитом COX и рецидивирующей миоглобинурией». Nature Genetics . 12 (4): 410– 6. doi :10.1038/ng0496-410. PMID  8630495. S2CID  13314201.
  21. ^ "Найдено 2 бинарных взаимодействия для поискового термина COX3". База данных молекулярных взаимодействий IntAct . EMBL-EBI . Получено 21.08.2018 .

Дальнейшее чтение

  • Moraes CT, Andreetta F, Bonilla E, Shanske S, DiMauro S, Schon EA (март 1991). «Репликационная-компетентная человеческая митохондриальная ДНК, лишенная области промотора тяжелой цепи». Молекулярная и клеточная биология . 11 (3): 1631– 7. doi : 10.1128 /MCB.11.3.1631. PMC  369459. PMID  1996112.
  • Chomyn A, Cleeter MW, Ragan CI, Riley M, Doolittle RF, Attardi G (октябрь 1986 г.). "URF6, последняя неидентифицированная рамка считывания человеческой мтДНК, кодирует субъединицу NADH-дегидрогеназы". 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). "Шесть неопознанных рамок считывания митохондриальной ДНК человека кодируют компоненты дыхательной цепи NADH-дегидрогеназы". 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 (апрель 1981 г.). «Последовательность и организация митохондриального генома человека». Nature . 290 (5806): 457– 65. Bibcode :1981Natur.290..457A. doi :10.1038/290457a0. PMID  7219534. S2CID  4355527.
  • Montoya J, Ojala D, Attardi G (апрель 1981 г.). «Отличительные черты 5'-концевых последовательностей митохондриальных мРНК человека». Nature . 290 (5806): 465–70 . Bibcode :1981Natur.290..465M. doi :10.1038/290465a0. PMID  7219535. S2CID  4358928.
  • Andrews RM, Kubacka I, Chinnery PF, Lightowlers RN, Turnbull DM, Howell N (октябрь 1999 г.). "Повторный анализ и пересмотр референтной последовательности Кембриджа для митохондриальной ДНК человека". Nature Genetics . 23 (2): 147. doi : 10.1038/13779 . PMID  10508508. S2CID  32212178.
  • Ingman M, Kaessmann H, Pääbo S, Gyllensten U (декабрь 2000 г.). «Изменчивость митохондриального генома и происхождение современных людей». Nature . 408 (6813): 708– 13. Bibcode :2000Natur.408..708I. doi :10.1038/35047064. PMID  11130070. S2CID  52850476.
  • Maca-Meyer N, González AM, Larruga JM, Flores C, Cabrera VM (2003). "Основные геномные митохондриальные линии очерчивают ранние человеческие расширения". BMC Genetics . 2 (1): 13. doi : 10.1186/1471-2156-2-13 . PMC  55343 . PMID  11553319.
  • Herrnstadt C, Elson JL, Fahy E, Preston G, Turnbull DM, Anderson C, Ghosh SS, Olefsky JM, Beal MF, Davis RE, Howell N (май 2002 г.). "Анализ редуцированной медианной сети полных последовательностей кодирующих областей митохондриальной ДНК для основных африканских, азиатских и европейских гаплогрупп". American Journal of Human Genetics . 70 (5): 1152– 71. doi :10.1086/339933. PMC  447592 . PMID  11938495.
  • Силва В.А., Бонатто С.Л., Оланда А.Дж., Рибейру-Дус-Сантуш АК, Пайшан Б.М., Гольдман Г.Х., Абе-Сандес К., Родригес-Дельфин Л., Барбоза М., Пасо-Ларсон М.Л., Петцль-Эрлер М.Л., Валенте В., Сантос С.Е. , Заго М.А. (июль 2002 г.). «Разнообразие митохондриального генома коренных американцев поддерживает единое раннее проникновение популяций-основателей в Америку». Американский журнал генетики человека . 71 (1): 187–92 . doi : 10.1086/341358. ПМЦ  384978 . ПМИД  12022039.
  • Elkon H, Don J, Melamed E, Ziv I, Shirvan A, Offen D (июнь 2002 г.). «Мутантный и дикий тип альфа-синуклеина взаимодействуют с митохондриальной цитохром С оксидазой». Журнал молекулярной нейронауки . 18 (3): 229–38 . doi :10.1385/JMN:18:3:229. PMID  12059041. S2CID  42265181.
  • Mishmar D, Ruiz-Pesini E, Golik P, Macaulay V, Clark AG, Hosseini S, Brandon M, Easley K, Chen E, Brown MD, Sukernik RI, Olckers A, Wallace DC (январь 2003 г.). «Естественный отбор сформировал региональную вариацию мтДНК у людей». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 100 (1): 171– 6. Bibcode : 2003PNAS..100..171M. doi : 10.1073/pnas.0136972100 . PMC  140917. PMID  12509511 .
  • Ingman M, Gyllensten U (июль 2003 г.). «Изменчивость митохондриального генома и эволюционная история австралийских и новогвинейских аборигенов». Genome Research . 13 (7): 1600– 6. doi :10.1101/gr.686603. PMC  403733 . PMID  12840039.
  • Kong QP, Yao YG, Sun C, Bandelt HJ, Zhu CL, Zhang YP (сентябрь 2003 г.). «Филогения восточноазиатских митохондриальных ДНК-линий, выведенная из полных последовательностей». American Journal of Human Genetics . 73 (3): 671– 6. doi :10.1086/377718. PMC  1180693 . PMID  12870132.
  • Temperley RJ, Seneca SH, Tonska K, Bartnik E, Bindoff LA, Lightowlers RN, Chrzanowska-Lightowlers ZM (сентябрь 2003 г.). «Исследование патогенной микроделеции мтДНК выявляет путь распада деаденилирования, зависящий от трансляции, в митохондриях человека». Human Molecular Genetics . 12 (18): 2341– 8. doi : 10.1093/hmg/ddg238 . PMID  12915481.
  • Maca-Meyer N, González AM, Pestano J, Flores C, Larruga JM, Cabrera VM (октябрь 2003 г.). "Транзит митохондриальной ДНК между Западной Азией и Северной Африкой, выведенный из филогеографии U6". BMC Genetics . 4 : 15. doi : 10.1186/1471-2156-4-15 . PMC  270091 . PMID  14563219.
  • Coble MD, Just RS, O'Callaghan JE, Letmanyi IH, Peterson CT, Irwin JA, Parsons TJ (июнь 2004 г.). «Полиморфизмы отдельных нуклеотидов по всему геному мтДНК, которые повышают эффективность судебно-медицинской экспертизы у представителей европеоидной расы». International Journal of Legal Medicine . 118 (3): 137– 46. doi :10.1007/s00414-004-0427-6. PMID  14760490. S2CID  8413730.
  • Palanichamy MG, Sun C, Agrawal S, Bandelt HJ, Kong QP, Khan F, Wang CY, Chaudhuri TK, Palla V, Zhang YP (декабрь 2004 г.). «Филогения митохондриальной ДНК макрогаплогруппы N в Индии на основе полного секвенирования: последствия для заселения Южной Азии». American Journal of Human Genetics . 75 (6): 966– 78. doi :10.1086/425871. PMC  1182158 . PMID  15467980.
  • Стариковская Е.Б., Сукерник Р.И., Дербенева О.А., Володко Н.В., Руис-Песини Е, Торрони А., Браун М.Д., Лотт М.Т., Хоссейни С.Х., Хуопонен К., Уоллес Д.С. (январь 2005 г.). «Разнообразие митохондриальной ДНК у коренных народов южной части Сибири и происхождение гаплогрупп коренных американцев». Анналы генетики человека . 69 (Часть 1): 67–89 . doi :10.1046/j.1529-8817.2003.00127.x. ПМЦ  3905771 . ПМИД  15638829.
  • Rajkumar R, Banerjee J, Gunturi HB, Trivedi R, Kashyap VK (апрель 2005 г.). "Филогения и древность макрогаплогруппы M, выведенные из полной последовательности мт ДНК индийских специфических линий". BMC Evolutionary Biology . 5 : 26. doi : 10.1186/1471-2148-5-26 . PMC  1079809 . PMID  15804362.
  • Статья GeneReviews/NCBI/NIH/UW о синдроме Ли, связанном с митохондриальной ДНК, и NARP

В данной статье использован текст из Национальной медицинской библиотеки США , являющийся общественным достоянием .


Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cytochrome_c_oxidase_subunit_III&oldid=1196632650"