La subunidad III de la citocromo c oxidasa (COX3) es una enzima que en los seres humanos está codificada por el gen MT-CO3 . [6] Es una de las principales subunidades transmembrana de la citocromo c oxidasa . La subunidad III de la citocromo c oxidasa es también una de las tres subunidades codificadas por el ADN mitocondrial (ADNmt) ( MT-CO1 , MT-CO2 , MT-CO3) del complejo respiratorio IV . Las variantes de MT-CO3 se han asociado con miopatía aislada , encefalomiopatía grave , neuropatía óptica hereditaria de Leber, deficiencia del complejo IV mitocondrial y mioglobinuria recurrente . [7] [8] [9]
COX3 | |||||||||||||||||||||||||
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Identificadores | |||||||||||||||||||||||||
Alias | COX3 , COIII, MTCO3, subunidad III del citocromo c oxidasa, citocromo c oxidasa III | ||||||||||||||||||||||||
Identificaciones externas | OMIM : 516050 MGI : 102502 HomoloGene : 5014 GeneCards : COX3 | ||||||||||||||||||||||||
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Ortólogos | |||||||||||||||||||||||||
Especies | Humano | Ratón | |||||||||||||||||||||||
Entrez |
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UniProt |
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Ubicación (UCSC) | Chr M: 0,01 - 0,01 Mb | Chr M: 0,01 - 0,01 Mb | |||||||||||||||||||||||
Búsqueda en PubMed | [3] | [4] | |||||||||||||||||||||||
Wikidata | |||||||||||||||||||||||||
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![](http://wikiimg.tojsiabtv.com/wikipedia/commons/thumb/1/15/Map_of_the_human_mitochondrial_genome.svg/320px-Map_of_the_human_mitochondrial_genome.svg.png)
Subunidad III del citocromo c oxidasa | ||||||||
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Estructura de la citocromo c oxidasa oxidada de 13 subunidades. [5] | ||||||||
Identificadores | ||||||||
Símbolo | COX3 | |||||||
Pfam | PF00510 | |||||||
InterPro | IPR000298 | |||||||
PROSITE | PDOC50253 | |||||||
SCOP2 | 1occ / SCOPe / SUPFAM | |||||||
TCDB | 3.D.4 | |||||||
Superfamilia OPM | 4 | |||||||
Proteína OPM | 1v55 | |||||||
CDD | cd01665 | |||||||
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Estructura
El gen MT-CO3 produce una proteína de 30 kDa compuesta por 261 aminoácidos . [10] [11] COX3, la proteína codificada por este gen, es un miembro de la familia de la subunidad 3 de la citocromo c oxidasa . Esta proteína se encuentra en la membrana mitocondrial interna . COX3 es una proteína transmembrana de múltiples pasos: en humanos, contiene 7 dominios transmembrana en las posiciones 15-35, 42-59, 81-101, 127-147, 159-179, 197-217 y 239-259. [8] [9]
Función
La citocromo c oxidasa ( EC 1.9.3.1 ) es la enzima terminal de la cadena respiratoria de las mitocondrias y muchas bacterias aeróbicas. Cataliza la transferencia de electrones del citocromo c reducido al oxígeno molecular:
- 4 citocromo c +2 + 4 H + + O 24 citocromo c +3 + 2 H 2 O
Esta reacción está acoplada al bombeo de cuatro protones adicionales a través de la membrana mitocondrial o bacteriana. [12] [13]
La citocromo c oxidasa es un complejo enzimático oligomérico que se encuentra en la membrana interna mitocondrial de los eucariotas y en la membrana plasmática de los procariotas aerobios. La estructura central de la citocromo c oxidasa procariota y eucariota contiene tres subunidades comunes, I , II y III . En procariotas, las subunidades I y III pueden fusionarse y a veces se encuentra una cuarta subunidad, mientras que en eucariotas hay un número variable de subunidades pequeñas adicionales. [14]
Como los sistemas respiratorios bacterianos están ramificados, tienen varias oxidasas terminales distintas, en lugar de la citocromo c oxidasa única presente en los sistemas mitocondriales eucariotas. Aunque las citocromo o oxidasas no catalizan el citocromo c sino la oxidación del quinol (ubiquinol), pertenecen a la misma superfamilia de hemo-cobre oxidasa que las citocromo c oxidasas. Los miembros de esta familia comparten similitudes de secuencia en las tres subunidades centrales: la subunidad I es la subunidad más conservada, mientras que la subunidad II es la menos conservada. [15] [16] [17]
Significación clínica
Se ha observado que las mutaciones en los genes de la subunidad oxidasa del citocromo c codificados por el mtDNA se relacionan con miopatía aislada , encefalomiopatía grave , neuropatía óptica hereditaria de Leber , deficiencia del complejo IV mitocondrial y mioglobinuria recurrente . [7] [8] [9]
Neuropatía óptica hereditaria de Leber (LHON)
La LHON es una enfermedad de herencia materna que produce una pérdida aguda o subaguda de la visión central, debido a una disfunción del nervio óptico . En algunos pacientes también se han descrito defectos de conducción cardíaca y defectos neurológicos. LHON es el resultado de mutaciones primarias del ADN mitocondrial que afectan a los complejos de la cadena respiratoria. Las mutaciones en las posiciones 9438 y 9804, que dan como resultado cambios de aminoácidos de glicina -78 a serina y de alanina -200 a treonina , se han asociado con esta enfermedad. [18] [8] [9]
Deficiencia del complejo mitocondrial IV (MT-C4D)
La deficiencia del complejo IV (deficiencia de COX) es un trastorno de la cadena respiratoria mitocondrial con manifestaciones clínicas heterogéneas, que van desde miopatía aislada hasta enfermedad multisistémica grave que afecta a varios tejidos y órganos. Las características incluyen miocardiopatía hipertrófica , hepatomegalia y disfunción hepática , hipotonía , debilidad muscular , intolerancia al ejercicio , retraso en el desarrollo , retraso en el desarrollo motor , retraso mental , acidemia láctica , encefalopatía , ataxia y arritmia cardíaca . Algunos individuos afectados manifiestan una miocardiopatía hipertrófica fatal que resulta en muerte neonatal y un subconjunto de pacientes manifiesta síndrome de Leigh . Las mutaciones G7970T y G9952A se han asociado con esta enfermedad. [7] [19] [8] [9]
Mioglobinuria recurrente mitocondrial (RM-MT)
La mioglobinuria recurrente se caracteriza por ataques recurrentes de rabdomiólisis ( necrosis o desintegración del músculo esquelético) asociados con dolor y debilidad muscular, seguidos de excreción de mioglobina en la orina. Se ha asociado con la deficiencia del complejo IV mitocondrial. [20] [8] [9]
Subfamilias
- Citocromo o ubiquinol oxidasa, subunidad III InterPro : IPR014206
- Citocromo aa3 quinol oxidasa, subunidad III InterPro : IPR014246
Interacciones
Se ha demostrado que COX3 tiene 15 interacciones proteína-proteína binarias , incluidas 8 interacciones co-complejas. COX3 parece interactuar con SNCA, KRAS , RAC1 y HSPB2 . [21]
Referencias
- ^ a b c GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000198938 - Ensembl , mayo de 2017
- ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000064358 - Ensembl , mayo de 2017
- ^ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- ^ "Referencia de PubMed del ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- ^ Miki K, Sogabe S, Uno A, Ezoe T, Kasai N, Saeda M, Matsuura Y, Miki M (mayo de 1994). "Aplicación de un procedimiento de reemplazo molecular automático al análisis de la estructura cristalina del citocromo c2 de Rhodopseudomonas viridis" . Acta Crystallographica Sección D . 50 (Pt 3): 271–5. doi : 10.1107 / S0907444993013952 . PMID 15299438 .
- ^ "Entrez Gene: COX3 citocromo c oxidasa subunidad III" .
Este artículo incorpora texto de esta fuente, que es de dominio público .
- ^ a b c Horváth R, Schoser BG, Müller-Höcker J, Völpel M, Jaksch M, Lochmüller H (diciembre de 2005). "Mutaciones en genes de subunidad de oxidasa de citocromo c codificados por mtDNA que causan miopatía aislada o encefalomiopatía severa". Trastornos neuromusculares . 15 (12): 851–7. doi : 10.1016 / j.nmd.2005.09.005 . PMID 16288875 . S2CID 11683931 .
- ^ a b c d e f "MT-CO3 - subunidad 3 de la citocromo c oxidasa - Homo sapiens (humano) - proteína y gen MT-CO3" . www.uniprot.org . Consultado el 21 de agosto de 2018 . Este artículo incorpora texto disponible bajo la licencia CC BY 4.0 .
- ^ a b c d e f "UniProt: la base de conocimientos de proteínas universal" . Investigación de ácidos nucleicos . 45 (D1): D158 – D169. Enero de 2017. doi : 10.1093 / nar / gkw1099 . PMC 5210571 . PMID 27899622 .
- ^ Yao, Daniel. "Base de conocimientos del Atlas de proteínas de organelos cardíacos (COPaKB) —— Información de proteínas" . amino.heartproteome.org . Archivado desde el original el 22 de agosto de 2018 . Consultado el 21 de agosto de 2018 .
- ^ 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 (octubre de 2013). "Integración de la biología y la medicina del proteoma cardíaco mediante una base de conocimientos especializada" . Investigación de circulación . 113 (9): 1043–53. doi : 10.1161 / CIRCRESAHA.113.301151 . PMC 4076475 . PMID 23965338 .
- ^ Michel H (noviembre de 1999). "Citocromo c oxidasa: ciclo catalítico y mecanismos de bombeo de protones - una discusión". Bioquímica . 38 (46): 15129–40. doi : 10.1021 / bi9910934 . PMID 10563795 .
- ^ Belevich I, Verkhovsky MI, Wikström M (abril de 2006). "La transferencia de electrones acoplada a protones impulsa la bomba de protones de la citocromo c oxidasa". Naturaleza . 440 (7085): 829–32. Código Bibliográfico : 2006Natur.440..829B . doi : 10.1038 / nature04619 . PMID 16598262 . S2CID 4312050 .
- ^ Mather MW, Springer P, Hensel S, Buse G, Fee JA (marzo de 1993). "Genes de la citocromo oxidasa de Thermus thermophilus. Secuencia de nucleótidos del gen fusionado y análisis de las estructuras primarias deducidas para las subunidades I y III del citocromo caa3" . La revista de química biológica . 268 (8): 5395–408. doi : 10.1016 / S0021-9258 (18) 53335-4 . PMID 8383670 .
- ^ Santana M, Kunst F, Hullo MF, Rapoport G, Danchin A, Glaser P (mayo de 1992). "Clonación molecular, secuenciación y caracterización fisiológica del operón qox de Bacillus subtilis que codifica la quinol oxidasa aa3-600" . La revista de química biológica . 267 (15): 10225–31. doi : 10.1016 / S0021-9258 (19) 50007-2 . PMID 1316894 .
- ^ Chepuri V, Lemieux L, Au DC, Gennis RB (julio de 1990). "La secuencia del operón cyo indica similitudes estructurales sustanciales entre el citocromo o ubiquinol oxidasa de Escherichia coli y la familia de citocromo c oxidasas tipo aa3" . La revista de química biológica . 265 (19): 11185–92. doi : 10.1016 / S0021-9258 (19) 38574-6 . PMID 2162835 .
- ^ García-Horsman JA, Barquera B, Rumbley J, Ma J, Gennis RB (septiembre de 1994). "La superfamilia de oxidasas respiratorias hemo-cobre" . Revista de bacteriología . 176 (18): 5587–600. doi : 10.1128 / jb.176.18.5587-5600.1994 . PMC 196760 . PMID 8083153 .
- ^ Johns DR, Neufeld MJ (octubre de 1993). "Mutaciones de la citocromo c oxidasa en la neuropatía óptica hereditaria de Leber". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 196 (2): 810–5. doi : 10.1006 / bbrc.1993.2321 . PMID 8240356 .
- ^ Hanna MG, Nelson IP, Rahman S, Lane RJ, Land J, Heales S, Cooper MJ, Schapira AH, Morgan-Hughes JA, Wood NW (julio de 1998). "Deficiencia de citocromo c oxidasa asociada con la primera mutación puntual del codón de parada en el ADNmt humano" . Revista Estadounidense de Genética Humana . 63 (1): 29–36. doi : 10.1086 / 301910 . PMC 1377234 . PMID 9634511 .
- ^ Keightley JA, Hoffbuhr KC, Burton MD, Salas VM, Johnston WS, Penn AM, Buist NR, Kennaway NG (abril de 1996). "Una microdeleción en la subunidad III de la citocromo c oxidasa (COX) asociada con la deficiencia de COX y mioglobinuria recurrente". Genética de la naturaleza . 12 (4): 410–6. doi : 10.1038 / ng0496-410 . PMID 8630495 . S2CID 13314201 .
- ^ "2 interacciones binarias encontradas para el término de búsqueda COX3" . Base de datos de interacción molecular IntAct . EMBL-EBI . Consultado el 21 de agosto de 2018 .
Otras lecturas
- Moraes CT, Andreetta F, Bonilla E, Shanske S, DiMauro S, Schon EA (marzo de 1991). "ADN mitocondrial humano competente en replicación que carece de la región promotora de cadena pesada" . Biología Molecular y Celular . 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 (octubre de 1986). "URF6, último marco de lectura no identificado de ADNmt humano, codifica una subunidad de NADH deshidrogenasa". Ciencia . 234 (4776): 614–8. Código Bibliográfico : 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). "Seis marcos de lectura no identificados del ADN mitocondrial humano codifican componentes de la cadena respiratoria NADH deshidrogenasa". Naturaleza . 314 (6012): 592–7. Código bibliográfico : 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 (abril de 1981). "Secuencia y organización del genoma mitocondrial humano". Naturaleza . 290 (5806): 457–65. Código Bibliográfico : 1981Natur.290..457A . doi : 10.1038 / 290457a0 . PMID 7219534 . S2CID 4355527 .
- Montoya J, Ojala D, Attardi G (abril de 1981). "Características distintivas de las secuencias 5'-terminales de los ARNm mitocondriales humanos". Naturaleza . 290 (5806): 465–70. Código Bibliográfico : 1981Natur.290..465M . doi : 10.1038 / 290465a0 . PMID 7219535 . S2CID 4358928 .
- Andrews RM, Kubacka I, Chinnery PF, Lightowlers RN, Turnbull DM, Howell N (octubre de 1999). "Reanálisis y revisión de la secuencia de referencia de Cambridge para el ADN mitocondrial humano" . Genética de la naturaleza . 23 (2): 147. doi : 10.1038 / 13779 . PMID 10508508 . S2CID 32212178 .
- Ingman M, Kaessmann H, Pääbo S, Gyllensten U (diciembre de 2000). "Variación del genoma mitocondrial y el origen de los humanos modernos". Naturaleza . 408 (6813): 708-13. Código Bibliográfico : 2000Natur.408..708I . doi : 10.1038 / 35047064 . PMID 11130070 . S2CID 52850476 .
- Maca-Meyer N, González AM, Larruga JM, Flores C, Cabrera VM (2003). "Los principales linajes genómicos mitocondriales delinean las primeras expansiones humanas" . BMC Genetics . 2 : 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 (mayo de 2002). "Análisis de red de mediana reducida de secuencias completas de la región de codificación del ADN mitocondrial para los principales haplogrupos africanos, asiáticos y europeos" . Revista Estadounidense de Genética Humana . 70 (5): 1152–71. doi : 10.1086 / 339933 . PMC 447592 . PMID 11938495 .
- Silva WA, Bonatto SL, Holanda AJ, Ribeiro-Dos-Santos AK, Paixão BM, Goldman GH, Abe-Sandes K, Rodriguez-Delfin L, Barbosa M, Paçó-Larson ML, Petzl-Erler ML, Valente V, Santos SE , Zago MA (julio de 2002). "La diversidad del genoma mitocondrial de los nativos americanos apoya una sola entrada temprana de las poblaciones fundadoras en América" . Revista Estadounidense de Genética Humana . 71 (1): 187–92. doi : 10.1086 / 341358 . PMC 384978 . PMID 12022039 .
- Elkon H, Don J, Melamed E, Ziv I, Shirvan A, Offen D (junio de 2002). "Alfa-sinucleína mutante y de tipo salvaje interactúan con la citocromo C oxidasa mitocondrial". Revista de Neurociencia Molecular . 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 (enero de 2003). "La selección natural dio forma a la variación regional del mtDNA en humanos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 100 (1): 171–6. Código Bibliográfico : 2003PNAS..100..171M . doi : 10.1073 / pnas.0136972100 . PMC 140917 . PMID 12509511 .
- Ingman M, Gyllensten U (julio de 2003). "Variación del genoma mitocondrial e historia evolutiva de los aborígenes de Australia y Nueva Guinea" . Investigación del genoma . 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 (septiembre de 2003). "Filogenia de linajes de ADN mitocondrial de Asia oriental inferidos de secuencias completas" . Revista Estadounidense de Genética Humana . 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 (septiembre de 2003). "La investigación de una microdeleción de ADNmt patógeno revela una vía de desintegración de desadenilación dependiente de la traducción en las mitocondrias humanas" . Genética molecular humana . 12 (18): 2341–8. doi : 10.1093 / hmg / ddg238 . PMID 12915481 .
- Maca-Meyer N, González AM, Pestano J, Flores C, Larruga JM, Cabrera VM (octubre de 2003). "Tránsito de ADN mitocondrial entre Asia Occidental y África del Norte inferido de la filogeografía 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 (junio de 2004). "Polimorfismos de un solo nucleótido en todo el genoma del mtDNA que aumentan el poder de las pruebas forenses en caucásicos". Revista Internacional de Medicina Legal . 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 (diciembre de 2004). "Filogenia del macrohaplogrupo N del ADN mitocondrial en la India, basado en la secuenciación completa: implicaciones para el poblamiento del sur de Asia" . Revista Estadounidense de Genética Humana . 75 (6): 966–78. doi : 10.1086 / 425871 . PMC 1182158 . PMID 15467980 .
- Starikovskaya EB, Sukernik RI, Derbeneva OA, Volodko NV, Ruiz-Pesini E, Torroni A, Brown MD, Lott MT, Hosseini SH, Huoponen K, Wallace DC (enero de 2005). "Diversidad de ADN mitocondrial en poblaciones indígenas de la extensión sur de Siberia y los orígenes de los haplogrupos nativos americanos" . Annals of Human Genetics . 69 (Parte 1): 67–89. doi : 10.1046 / j.1529-8817.2003.00127.x . PMC 3905771 . PMID 15638829 .
- Rajkumar R, Banerjee J, Gunturi HB, Trivedi R, Kashyap VK (abril de 2005). "Filogenia y antigüedad del macrohaplogrupo M inferida de la secuencia completa de ADN mt de linajes específicos de la India" . Biología Evolutiva BMC . 5 : 26. doi : 10.1186 / 1471-2148-5-26 . PMC 1079809 . PMID 15804362 .
enlaces externos
- Entrada de GeneReviews / NCBI / NIH / UW sobre el síndrome de Leigh asociado al ADN mitocondrial y NARP
Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que es de dominio público .