ATP sintasa F1 subunidad épsilon, mitocondrial es una enzima que en humanos está codificada por el gen ATP5F1E . [3] [4] La proteína codificada por ATP5F1E es una subunidad de la ATP sintasa, también conocida como complejo V. Las variaciones de este gen se han asociado con la deficiencia del complejo V mitocondrial, nuclear 3 (MC5DN3) y cáncer papilar de tiroides . [5] [6]
Cadena épsilon de ATP sintasa mitocondrial | ||||||||
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Identificadores | ||||||||
Símbolo | ATP-Synt_Eps | |||||||
Pfam | PF04627 | |||||||
InterPro | IPR006721 | |||||||
SCOP2 | 1e79 / SCOPe / SUPFAM | |||||||
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Función
Este gen codifica una subunidad de la ATP sintasa mitocondrial. La ATP sintasa mitocondrial cataliza la síntesis de ATP, utilizando un gradiente electroquímico de protones a través de la membrana interna durante la fosforilación oxidativa. La ATP sintasa está compuesta por dos complejos de múltiples subunidades enlazadas: el núcleo catalítico soluble, F 1 , y el componente que atraviesa la membrana, F o , que comprende el canal de protones. La porción catalítica de la ATP sintasa mitocondrial consta de 5 subunidades diferentes (alfa, beta, gamma, delta y épsilon) ensambladas con una estequiometría de 3 alfa, 3 beta y una de gamma, delta y épsilon. El canal de protones consta de tres subunidades principales (a, b, c). Este gen codifica la subunidad épsilon del núcleo catalítico. Dos pseudogenes de este gen se encuentran en los cromosomas 4 y 13. [4]
Estructura
El gen ATP5F1E , ubicado en el brazo q del cromosoma 20 en la posición 13.32, está formado por 3 exones y tiene una longitud de 3.690 pares de bases. [4] La proteína ATP5F1E pesa 5,7 kDa y está compuesta por 51 aminoácidos. [7] [8] La proteína es una subunidad de la F 1 F o ATPasa, también conocida como Complejo V , que consta de 14 subunidades nucleares y 2 subunidades codificadas por mitocondrias. La nomenclatura de la enzima tiene una larga historia. La fracción F 1 deriva su nombre del término "Fracción 1" y F o (escrito como una letra subíndice "o", no "cero") deriva su nombre de ser la fracción de unión para la oligomicina , un tipo de antibiótico de origen natural que es capaz de inhibir la unidad F o de la ATP sintasa. [9] [10] La partícula F 1 es grande y puede verse en el microscopio electrónico de transmisión mediante tinción negativa. [11] Se trata de partículas de 9 nm de diámetro que salpican la membrana mitocondrial interna. Originalmente se llamaban partículas elementales y se pensaba que contenían todo el aparato respiratorio de la mitocondria, pero, a través de una larga serie de experimentos, Efraim Racker y sus colegas (que aislaron por primera vez la partícula F 1 en 1961) pudieron demostrar que esta La partícula se correlaciona con la actividad de la ATPasa en las mitocondrias desacopladas y con la actividad de la ATPasa en las partículas submitocondriales creadas al exponer las mitocondrias a los ultrasonidos. Esta actividad de la ATPasa se asoció además con la creación de ATP mediante una larga serie de experimentos en muchos laboratorios.
Función
La ATP sintasa de membrana mitocondrial (F 1 F o ATP sintasa o Complejo V) produce ATP a partir de ADP en presencia de un gradiente de protones a través de la membrana que se genera mediante complejos de transporte de electrones de la cadena respiratoria. Las ATPasas de tipo F constan de dos dominios estructurales, F 1 , que contiene el núcleo catalítico extramembranoso, y F o , que contiene el canal de protones de la membrana, unidos entre sí por un tallo central y un tallo periférico. Durante la catálisis, la síntesis de ATP en el dominio catalítico de F 1 se acopla a través de un mecanismo rotativo de las subunidades tallo central a la translocación de protones. Parte del complejo F 1 de dominio y del tallo central que es parte del elemento rotatorio complejo. La rotación del tallo central contra las subunidades alfa 3 beta 3 circundantes conduce a la hidrólisis de ATP en tres sitios catalíticos separados en las subunidades beta (por similitud). [12]
La subunidad epsilon se encuentra en la región del tallo de la F 1 compleja, y actúa como un inhibidor de la ATPasa catalítica núcleo. La subunidad épsilon puede asumir dos conformaciones, contraída y extendida, donde la última inhibe la hidrólisis de ATP. La conformación de la subunidad épsilon está determinada por la dirección de rotación de la subunidad gamma y posiblemente por la presencia de ADP. Se cree que la subunidad épsilon se extiende en presencia de ADP, actuando así como un bloqueo de seguridad para evitar la hidrólisis de ATP derrochadora. [13]
Significación clínica
Las mutaciones en el gen ATP5F1E causan deficiencia del complejo V mitocondrial, nuclear 3 (MC5DN3), un trastorno mitocondrial con manifestaciones clínicas heterogéneas que incluyen características dismórficas, retraso psicomotor, hipotonía , retraso del crecimiento, cardiomiopatía , hígado agrandado , riñones hipoplásicos y niveles elevados de lactato en orina. plasma y líquido cefalorraquídeo . [5] Las variaciones patogénicas han incluido una mutación homocigótica de Tyr12Cys en el gen ATP5E , que se ha relacionado con deficiencia del complejo V de inicio neonatal con acidosis láctica , aciduria 3-metilglutacónica , retraso mental leve y neuropatía periférica desarrollada . [14]
La expresión reducida de ATP5F1E se asocia significativamente con el diagnóstico de cáncer de tiroides papilar y puede servir como un marcador tumoral temprano de la enfermedad. [6] El cáncer de tiroides papilar es el tipo más común de cáncer de tiroides , [15] que representa del 75 al 85 por ciento de todos los casos de cáncer de tiroides. [16] Ocurre con más frecuencia en mujeres y se presenta en el grupo de edad de 20 a 55 años. También es el tipo de cáncer predominante en niños con cáncer de tiroides y en pacientes con cáncer de tiroides que han recibido radiación previa en la cabeza y el cuello. [17]
Interacciones
Se ha demostrado que ATP5F1E tiene 34 interacciones proteína-proteína binarias , incluidas 28 interacciones co-complejas. ATP5F1E parece interactuar con ATP5F1D, AGTRAP , CYP17A1 , UBE2N . [18]
Referencias
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Otras lecturas
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enlaces externos
- Ubicación del genoma humano ATP5F1E y página de detalles del gen ATP5F1E en UCSC Genome Browser .
Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .