반짝임(단백질)
Twinkle (protein)네트워크 | |||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
식별자 | |||||||||||||||||||||||||
에일리어스 | TWNK, ATXN8, IOSCA, MTDPS7, PEO, PEO1, PEOA3, SANDO, SCA8, TWINL, PRLTS5, C10orf2, 염색체 10 오픈 판독 프레임 2, 트윙클 MTDNA 헬리케이스 | ||||||||||||||||||||||||
외부 ID | OMIM : 606075 MGI : 2137410 HomoloGene : 11052 Genecard : TWNK | ||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||
맞춤법 | |||||||||||||||||||||||||
종. | 인간 | 마우스 | |||||||||||||||||||||||
엔트레즈 | |||||||||||||||||||||||||
앙상블 | |||||||||||||||||||||||||
유니프로트 | |||||||||||||||||||||||||
RefSeq(mRNA) | |||||||||||||||||||||||||
RefSeq(단백질) | |||||||||||||||||||||||||
장소(UCSC) | Chr 10: 100.99 ~100.99 Mb | Chr 19: 44.99 ~45 Mb | |||||||||||||||||||||||
PubMed 검색 | [3] | [4] | |||||||||||||||||||||||
위키데이터 | |||||||||||||||||||||||||
|
트윙클 mtDNA 헬리케이스라고도 알려진 트윙클 단백질은 10번 [5][6][7][8][9]염색체의 긴 팔(10q24.31)에 위치한 TWNK 유전자(C10orf2 또는 PEO1)에 의해 인간에서 암호화되는 미토콘드리아 단백질이다.
트윙클은 파지 T7 프리마아제/헬리카아제(GP4) 및 기타 헥사아메리카 고리 헬리케이스와 구조적 유사성을 가진 미토콘드리아 단백질이다.이 반짝이는 단백질은 미토콘드리아 핵체에서 mtDNA와 함께 열원소화하며, 그 이름은 반짝이는 [5][8]별을 연상시키는 특이한 국재화 패턴에서 유래했다.호몰로지(B5X582)는 아라비도시스 탈리아나 엽록체와 미토콘드리아에서 [10]발견된다.
디스커버리
2001년 연구팀은 C10orf2 유전자를 식별해 반짝이는 [11]별과 비슷한 국부화 패턴 때문에 반짝이라는 이름을 붙였다.twinkle의 추정된 주요 기능은 인간의 mtDNA의 평생 조절에 중요하다.그 유전자는 골격근에서 [11]높은 수준으로 발현된다.이 유전자는 684단위의 아미노산을 가진 단백질을 암호화한다.트윙클 단백질은 5-프라이머 도메인, 링커 영역, 헬리케이스 영역의 3가지 기능 도메인으로 구성됩니다.링커와 헬리케이스 영역은 대부분의 병원성 [11]돌연변이에 관여한다.
기능.
TWNK 유전자는 Twinkle과 Twinky라는 두 개의 단백질을 만든다.트윙클과 트윙키라는 단백질은 둘 다 미토콘드리아에서 발견된다.[9]각각의 미토콘드리아는 미토콘드리아 DNA로 알려진 소량의 DNA를 포함하고 있다.트윙클 단백질은 DNA에 결합하고 일시적으로 DNA 분자의 이중 나선을 풀어 복제하는 [9]효소인 아데닌 뉴클레오티드 의존 DNA 헬리케이스로 기능함으로써 mtDNA 생산에 관여한다.그들은 또한 DNA 복제를 시작할 수 있는 프라이마아제 역할을 한다.
그들은 짧은 세그먼트에서 5'에서 3' 방향으로 이중 가닥 DNA를 풀어주는 육중 또는 육중 또는 육중 DNA 헬리케이스로 기능한다.그 단백질은 미토콘드리아 DNA 결합 단백질과 mtDNA 중합효소 감마선을 풀어준다.이러한 효소는 T7 파지 헬리케이스(gp4)와 유사하게 기능하지만, Twinkle 및/또는 Twinky는 DNA를 풀거나 재결합하여 두 개의 기능성 헬리케이스로 만들 수 있다.
헬리케이스로서의 그들의 기능은 단일 가닥 DNA(ssDNA)와 이중 가닥 DNA(dsDNA)의 결합과 DNA 풀림을 촉매하는 것을 포함한다.DNA 풀기에 필요한 에너지는 ATP를 ADP로 가수분해함으로써 공급된다.ssDNA 또는 dsDNA 중 하나를 바인딩할 때 각 특정 바인딩 사이트에 대해 다른 바인딩 어피니티가 있습니다.
질병 관련성
TWNK 유전자에 발생하는 돌연변이는 Perrault Syndrome, 운동실조 신경증 스펙트럼, 영유아-온세뇌신경실조증,[9] 그리고 가장 두드러지게 진행성 외안근염과 같은 건강 상태와 관련이 있다.
이 유전자의 가장 잘 알려진 돌연변이 중 하나는 영아기 발병 척추신경실조증 또는 [12]IOSCA와 관련되어 있다.IOSCA는 1세 이후 아동에게 증상이 나타나는 신경변성 질환이다.이 질환의 증상에는 운동실조, 근육과다증, 심근 반사 상실, 그리고 아테토시스 등이 있으며 나중에 아이의 청력 손실, 정신병적 행동, 감각 축삭 호중구 운동실조, 그리고 추가적인 신경학적 발달 [13]문제가 포함된다.1세 전에는 정상적으로 발달하고 신경학적 [13]결함을 경험하기 시작한다.
임상적 의의
트윙클 유전자는 mtDNA의 합성과 유지에 관여하는 중요한 단백질이다.그 유전자는 미토콘드리아 기질과 미토콘드리아 뉴클레오티드에 위치해 있다.트윙클 단백질은 DNA에 결합하는 미토콘드리아 DNA 헬리케이스 역할을 하며, mtDNA의 이중나선 복제를 풀 수 있도록 DNA molecules.by의 이중나선을 풀어준다.반짝이는 단백질의 어떤 형태의 돌연변이도 mtDNA 질환을 일으킬 수 있다.그 병은 두 그룹으로 분류할 수 있다.첫 번째 범주는 mtDNA의 1차 돌연변이로 인해 호흡 기능을 손상시키는 질병을 포함한다.두 번째 범주는 보통 mtDNA 유지 질환으로 알려져 있다.mtDNA 유지질환의 원인은 핵유전자에 의해 프로그램된 mtDNA의 복제 및 유지장비의 기능장애 때문이다.영아기 발병성 척추신경실조증(IOCA)과 진행성 외안근막통(PEO)은 사람의 mtDNA의 다중 결손과 관련이 있으며, 대부분의 포유류는 눈썹뿐만 아니라 눈을 움직이는 능력을 점차 상실하는 안구 장애와 관련이 있다.최근 이러한 장애는 단일 돌연변이의 빈도가 증가할 것으로 예상되는 집단에서 발생하는 것으로 확인되었다.
인간 PEO 환자 돌연변이와 야생형 마우스 반짝이 단백질을 모두 발현하는 트랜스제닉 마우스는 mtDNA 결손이 축적돼 호흡사슬 기능이 저하되지만 표현형은 수명을 [14]단축시키지 않는다.
레퍼런스
- ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000107815 - 앙상블, 2017년 5월
- ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000025209 - 앙상블, 2017년 5월
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ a b Spelbrink JN, Li FY, Tiranti V, Nikali K, Yuan QP, Tariq M, et al. (July 2001). "Human mitochondrial DNA deletions associated with mutations in the gene encoding Twinkle, a phage T7 gene 4-like protein localized in mitochondria". Nature Genetics. 28 (3): 223–31. doi:10.1038/90058. PMID 11431692. S2CID 22237030.
- ^ Leipe DD, Aravind L, Grishin NV, Koonin EV (January 2000). "The bacterial replicative helicase DnaB evolved from a RecA duplication". Genome Research. 10 (1): 5–16. doi:10.1101/gr.10.1.5 (inactive 28 February 2022). PMID 10645945.
{{cite journal}}
: CS1 유지 : 2022년 2월 현재 DOI 비활성화 (링크) - ^ Nikali K, Suomalainen A, Saharinen J, Kuokkanen M, Spelbrink JN, Lönnqvist T, Peltonen L (October 2005). "Infantile onset spinocerebellar ataxia is caused by recessive mutations in mitochondrial proteins Twinkle and Twinky". Human Molecular Genetics. 14 (20): 2981–90. doi:10.1093/hmg/ddi328. PMID 16135556.
- ^ a b "Entrez Gene: PEO1 progressive external ophthalmoplegia 1".
- ^ a b c d "TWNK gene". Genetics Home Reference.
- ^ Diray-Arce, J; Liu, B; Cupp, JD; Hunt, T; Nielsen, BL (4 March 2013). "The Arabidopsis At1g30680 gene encodes a homologue to the phage T7 gp4 protein that has both DNA primase and DNA helicase activities". BMC Plant Biology. 13: 36. doi:10.1186/1471-2229-13-36. PMC 3610141. PMID 23452619.
- ^ a b c 온라인 멘델리안 인간유전: TWNK - 606075
- ^ "TWNK twinkle mtDNA helicase [Homo sapiens (human)] - Gene". NCBI.
- ^ a b Lönnqvist T (2016). "Infantile-Onset Spinocerebellar Ataxia (IOSCA)". In Adam MP, Ardinger HH, Pagon RA, Wallace SE, Bean LJ, Stephens K, Amemiya A (eds.). GeneReviews. pp. 171–178. PMID 20301746.
- ^ Tyynismaa H, Mjosund KP, Wanrooij S, Lappalainen I, Ylikallio E, Jalanko A, Spelbrink JN, Paetau A, Suomalainen A (2005). "Mutant mitochondrial helicase Twinkle causes multiple mtDNA deletions and a late-onset mitochondrial disease in mice". Proc Natl Acad Sci U S A. 102 (49): 17687–92. Bibcode:2005PNAS..10217687T. doi:10.1073/pnas.0505551102. PMC 1308896. PMID 16301523.
추가 정보
- Suomalainen A, Kaukonen J, Amati P, Timonen R, Haltia M, Weissenbach J, Zeviani M, Somer H, Peltonen L (February 1995). "An autosomal locus predisposing to deletions of mitochondrial DNA". Nature Genetics. 9 (2): 146–51. doi:10.1038/ng0295-146. PMID 7719341. S2CID 32160642.
- Hirano M, DiMauro S (December 2001). "ANT1, Twinkle, POLG, and TP: new genes open our eyes to ophthalmoplegia". Neurology. 57 (12): 2163–5. doi:10.1212/wnl.57.12.2163. PMID 11756592. S2CID 42784334.
- Lewis S, Hutchison W, Thyagarajan D, Dahl HH (September 2002). "Clinical and molecular features of adPEO due to mutations in the Twinkle gene". Journal of the Neurological Sciences. 201 (1–2): 39–44. doi:10.1016/S0022-510X(02)00190-9. PMID 12163192. S2CID 44270654.
- Arenas J, Briem E, Dahl H, Hutchison W, Lewis S, Martin MA, Spelbrink H, Tiranti V, Jacobs H, Zeviani M (February 2003). "The V368i mutation in Twinkle does not segregate with AdPEO". Annals of Neurology. 53 (2): 278. doi:10.1002/ana.10430. PMID 12557300. S2CID 12656289.
- Garrido N, Griparic L, Jokitalo E, Wartiovaara J, van der Bliek AM, Spelbrink JN (April 2003). "Composition and dynamics of human mitochondrial nucleoids". Molecular Biology of the Cell. 14 (4): 1583–96. doi:10.1091/mbc.E02-07-0399. PMC 153124. PMID 12686611.
- Agostino A, Valletta L, Chinnery PF, Ferrari G, Carrara F, Taylor RW, Schaefer AM, Turnbull DM, Tiranti V, Zeviani M (April 2003). "Mutations of ANT1, Twinkle, and POLG1 in sporadic progressive external ophthalmoplegia (PEO)". Neurology. 60 (8): 1354–6. doi:10.1212/01.wnl.0000056088.09408.3c. PMID 12707443. S2CID 31209510.
- Van Goethem G, Löfgren A, Dermaut B, Ceuterick C, Martin JJ, Van Broeckhoven C (August 2003). "Digenic progressive external ophthalmoplegia in a sporadic patient: recessive mutations in POLG and C10orf2/Twinkle". Human Mutation. 22 (2): 175–6. doi:10.1002/humu.10246. PMID 12872260. S2CID 35604757.
- Deschauer M, Kiefer R, Blakely EL, He L, Zierz S, Turnbull DM, Taylor RW (September 2003). "A novel Twinkle gene mutation in autosomal dominant progressive external ophthalmoplegia". Neuromuscular Disorders. 13 (7–8): 568–72. doi:10.1016/S0960-8966(03)00071-3. PMID 12921794. S2CID 23020569.
- Korhonen JA, Gaspari M, Falkenberg M (December 2003). "TWINKLE Has 5' -> 3' DNA helicase activity and is specifically stimulated by mitochondrial single-stranded DNA-binding protein". The Journal of Biological Chemistry. 278 (49): 48627–32. doi:10.1074/jbc.M306981200. PMID 12975372. S2CID 12598297.
- Korhonen JA, Pham XH, Pellegrini M, Falkenberg M (June 2004). "Reconstitution of a minimal mtDNA replisome in vitro". The EMBO Journal. 23 (12): 2423–9. doi:10.1038/sj.emboj.7600257. PMC 423294. PMID 15167897.
- Wanrooij S, Luoma P, van Goethem G, van Broeckhoven C, Suomalainen A, Spelbrink JN (2004). "Twinkle and POLG defects enhance age-dependent accumulation of mutations in the control region of mtDNA". Nucleic Acids Research. 32 (10): 3053–64. doi:10.1093/nar/gkh634. PMC 434440. PMID 15181170.
- Tyynismaa H, Sembongi H, Bokori-Brown M, Granycome C, Ashley N, Poulton J, Jalanko A, Spelbrink JN, Holt IJ, Suomalainen A (December 2004). "Twinkle helicase is essential for mtDNA maintenance and regulates mtDNA copy number". Human Molecular Genetics. 13 (24): 3219–27. doi:10.1093/hmg/ddh342. PMID 15509589.
- Hudson G, Deschauer M, Busse K, Zierz S, Chinnery PF (January 2005). "Sensory ataxic neuropathy due to a novel C10Orf2 mutation with probable germline mosaicism". Neurology. 64 (2): 371–3. doi:10.1212/01.WNL.0000149767.51152.83. PMID 15668446. S2CID 36540686.
- Ziebarth TD, Farr CL, Kaguni LS (April 2007). "Modular architecture of the hexameric human mitochondrial DNA helicase". Journal of Molecular Biology. 367 (5): 1382–91. doi:10.1016/j.jmb.2007.01.079. PMC 2711006. PMID 17324440.
- Baloh RH, Salavaggione E, Milbrandt J, Pestronk A (July 2007). "Familial parkinsonism and ophthalmoplegia from a mutation in the mitochondrial DNA helicase twinkle". Archives of Neurology. 64 (7): 998–1000. doi:10.1001/archneur.64.7.998. PMID 17620490.
- Sarzi E, Goffart S, Serre V, Chrétien D, Slama A, Munnich A, Spelbrink JN, Rötig A (December 2007). "Twinkle helicase (PEO1) gene mutation causes mitochondrial DNA depletion". Annals of Neurology. 62 (6): 579–87. doi:10.1002/ana.21207. PMID 17722119. S2CID 30878068.
- Ołdak M, Oziębło D, Pollak A, Stępniak I, Lazniewski M, Lechowicz U, Kochanek K, Furmanek M, Tacikowska G, Plewczynski D, Wolak T, Płoski R, Skarżyński H (February 2017). "Novel neuro-audiological findings and further evidence for TWNK involvement in Perrault syndrome". Journal of Translational Medicine. 15 (1): 25. doi:10.1186/s12967-017-1129-4. PMC 5299684. PMID 28178980.