MT-ND2는 염기쌍 4,470부터 5,511까지의 미토콘드리아 DNA에 위치한다.[5] MT-ND2 유전자는 347개의 아미노산으로 구성된 39 kDa 단백질을 생성한다.[10][11] MT-ND2 is one of seven mitochondrial genes encoding subunits of the enzyme NADH dehydrogenase (ubiquinone), together with MT-ND1, MT-ND3, MT-ND4, MT-ND4L, MT-ND5, and MT-ND6. Also known as Complex I, this enzyme is the largest of the respiratory complexes. 구조물은 L자형으로 길고 소수성투과성 영역과 알려진 모든 리독스 센터와 NADH 결합 부지를 포함하는 주변 팔의 소수성 영역이다. MT-ND2 제품과 나머지 미토콘드리히 인코딩 서브유닛은 콤플렉스 I의 서브유닛 중 가장 소수성이 강하며 트랜섬브레인 영역의 핵심을 형성한다.[6]
함수
MT-ND2 제품은 NADH 탈수 촉진 및 유비쿼시논으로의 전자전자에 필요한 핵심 단백질의 최소집합에 속하는 것으로 추정되는 호흡 체인 콤플렉스 I의 서브 유닛이다.[12] Initially, NADH binds to Complex I and transfers two electrons to the isoalloxazine ring of the flavin mononucleotide (FMN) prosthetic arm to form FMNH2. The electrons are transferred through a series of iron-sulfur (Fe-S) clusters in the prosthetic arm and finally to coenzyme Q10 (CoQ), which is reduced to ubiquinol (CoQH2). 전자의 흐름은 단백질의 redox 상태를 변화시켜, 이온화 가능한 사이드 체인의 순응적 변화 및 pK 이동을 초래하며, 이 체인은 미토콘드리아 매트릭스 밖으로 수소 이온 4개를 펌프질한다.[6]
임상적 유의성
Pathogenic variants of the mitochondrial gene MT-ND2 are known to cause mtDNA-associated Leigh syndrome, as are variants of MT-ATP6, MT-TL1, MT-TK, MT-TW, MT-TV, MT-ND1, MT-ND3, MT-ND4, MT-ND5, MT-ND6 and MT-CO3. 미토콘드리아 에너지 생성에 이상이 생기면 리 증후군과 같은 신경퇴행성 질환이 발생하는데, 생후 12개월에서 3년 사이에 증상이 시작되는 것이 특징이다. 바이러스성 감염 후 자주 나타나는 증상으로는 운동장애와 말초신경장애뿐 아니라 저혈압, 경련성, 소뇌 아탁시아 등이 있다. 영향을 받은 환자의 약 절반이 3살까지 호흡기나 심부전으로 사망한다. 레이 증후군은 모계 유전성 질환으로 앞서 언급한 MT-ND2를 포함한 미토콘드리아 유전자의 유전자 검사를 통해 그 진단이 성립된다.[7] 이러한 복합 I 유전자는 레버의 유전적 시신경 장애(LHON), 뇌졸중 유사 에피소드를 동반한 미토콘드리아뇌병증(MELAS), 앞서 언급한 레이 증후군 등 다양한 신경퇴행 장애와 연관되어 왔다.[8]
MT-ND2, MT-ND1 및 MT-ND4L 변형으로 인한 미토콘드리아 기능장애는 성인의 BMI와 연관되어 있으며 비만, 당뇨병, 고혈압을 포함한 대사장애와 관련이 있다.[9]
^ abcVoet DJ, Voet JG, Pratt CW (2013). "Chapter 18: Mitochondrial ATP synthesis". Fundamentals of Biochemistry (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley. pp. 581–620. ISBN978-0-47054784-7.
^ abThorburn DR, Rahman S (1993–2015). "Mitochondrial DNA-Associated Leigh Syndrome and NARP". In Pagon RA, Adam MP, Ardinger HH, Wallace SE, Amemiya A, Bean LJ, Bird TD, Dolan CR, Fong CT, Smith RJ, Stephens K (eds.). GeneReviews [Internet]. Seattle (WA): University of Washington, Seattle.
Torroni A, Achilli A, Macaulay V, Richards M, Bandelt HJ (Jun 2006). "Harvesting the fruit of the human mtDNA tree". Trends in Genetics. 22 (6): 339–45. doi:10.1016/j.tig.2006.04.001. PMID16678300.
Lin FH, Lin R, Wisniewski HM, Hwang YW, Grundke-Iqbal I, Healy-Louie G, Iqbal K (Jan 1992). "Detection of point mutations in codon 331 of mitochondrial NADH dehydrogenase subunit 2 in Alzheimer's brains". Biochemical and Biophysical Research Communications. 182 (1): 238–46. doi:10.1016/S0006-291X(05)80136-6. PMID1370613.
Lu X, Walker T, MacManus JP, Seligy VL (Jul 1992). "Differentiation of HT-29 human colonic adenocarcinoma cells correlates with increased expression of mitochondrial RNA: effects of trehalose on cell growth and maturation". Cancer Research. 52 (13): 3718–25. PMID1377597.
Marzuki S, Noer AS, Lertrit P, Thyagarajan D, Kapsa R, Utthanaphol P, Byrne E (Dec 1991). "Normal variants of human mitochondrial DNA and translation products: the building of a reference data base". Human Genetics. 88 (2): 139–45. doi:10.1007/bf00206061. PMID1757091. S2CID28048453.
Johns DR, Berman J (Feb 1991). "Alternative, simultaneous complex I mitochondrial DNA mutations in Leber's hereditary optic neuropathy". Biochemical and Biophysical Research Communications. 174 (3): 1324–30. doi:10.1016/0006-291X(91)91567-V. PMID1900003.
Attardi G, Chomyn A, Doolittle RF, Mariottini P, Ragan CI (1987). "Seven unidentified reading frames of human mitochondrial DNA encode subunits of the respiratory chain NADH dehydrogenase". Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 51 (1): 103–14. doi:10.1101/sqb.1986.051.01.013. PMID3472707.
Chomyn A, Cleeter MW, Ragan CI, Riley M, Doolittle RF, Attardi G (Oct 1986). "URF6, last unidentified reading frame of human mtDNA, codes for an NADH dehydrogenase subunit". Science. 234 (4776): 614–8. Bibcode:1986Sci...234..614C. doi:10.1126/science.3764430. PMID3764430.
Chomyn A, Mariottini P, Cleeter MW, Ragan CI, Matsuno-Yagi A, Hatefi Y, Doolittle RF, Attardi G (1985). "Six unidentified reading frames of human mitochondrial DNA encode components of the respiratory-chain NADH dehydrogenase". Nature. 314 (6012): 592–7. Bibcode:1985Natur.314..592C. doi:10.1038/314592a0. PMID3921850. S2CID32964006.
Sanger F, Coulson AR, Barrell BG, Smith AJ, Roe BA (Oct 1980). "Cloning in single-stranded bacteriophage as an aid to rapid DNA sequencing". Journal of Molecular Biology. 143 (2): 161–78. doi:10.1016/0022-2836(80)90196-5. PMID6260957.
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 (Apr 1981). "Sequence and organization of the human mitochondrial genome". Nature. 290 (5806): 457–65. Bibcode:1981Natur.290..457A. doi:10.1038/290457a0. PMID7219534. S2CID4355527.
