Твинкл (белок)

красавчик
Идентификаторы
Псевдонимы	TWNK , ATXN8, IOSCA, MTDPS7, PEO, PEO1, PEOA3, SANDO, SCA8, TWINL, PRLTS5, C10orf2, хромосома 10, открытая рамка считывания 2, мерцающая геликаза мтДНК
Внешние идентификаторы	ОМИМ : 606075 ; МГИ : 2137410 ; Гомологен : 11052 ; GeneCards : TWNK ; ОМА : TWNK — ортологи
showМестоположение гена ( человек )
Chr.	Chromosome 10 (human)
End	100,994,403 bp
showМестоположение гена ( Мышь )
Chr.	Chromosome 19 (mouse)
End	45,001,201 bp
show экспрессии РНК Характер
	Top expressed in
	testicle; ; gastrocnemius muscle; ; ventricular zone; ; gonad; ; ganglionic eminence; ; glutes; ; left adrenal gland; ; left adrenal cortex; ; mucosa of transverse colon; ; right adrenal gland;
	Top expressed in
	epiblast; ; interventricular septum; ; autopod region; ; superior cervical ganglion; ; muscle of thigh; ; cumulus cell; ; foot; ; ventricular zone; ; abdominal wall; ; otic vesicle;
	More reference expression data
	More reference expression data
showГенная онтология
Molecular function	protease binding; nucleotide binding; DNA helicase activity; hydrolase activity; ATP binding; helicase activity; single-stranded DNA binding; 5'-3' DNA helicase activity;
Cellular component	mitochondrial matrix; mitochondrial nucleoid; mitochondrion;
Biological process	mitochondrial transcription; DNA replication; mitochondrion organization; protein homooligomerization; mitochondrial DNA replication; protein hexamerization; cellular response to glucose stimulus; DNA unwinding involved in DNA replication;
	Sources:Amigo / QuickGO
hideОртологи
	56652
	226153
	ENSG00000107815
	ENSMUSG00000025209
	Q96RR1
	Q8CIW5
	НМ_001163812 ; НМ_001163813 ; НМ_001163814 ; НМ_021830 ; НМ_001368275
	НМ_153796 ; НМ_001348254 ; НМ_001348259
	НП_001157284 ; НП_001157285 ; НП_001157286 ; НП_068602 ; НП_001355204
	НП_722491 ; НП_001335183 ; НП_001335188
	Викиданные
Просмотр/редактирование человека	Просмотр/редактирование мыши

Белок Twinkle, также известный как хеликаза мтДНК Twinkle , представляет собой митохондриальный белок , который у человека кодируется геном TWNK (также известным как C10orf2 или PEO1), расположенным в длинном плече хромосомы 10 (10q24.31). ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}

Twinkle представляет собой митохондриальный белок, структурно сходный с примазой/хеликазой фага Т7 (GP4) и другими геликазами с гексамерными кольцами. Белок мерцания колокализуется с мтДНК в митохондриальных нуклеоидах, а его название происходит от необычного паттерна локализации, напоминающего мерцающие звезды. ^{[ 5 ]}^{[ 8 ]} Гомолог ( B5X582 ) обнаружен в хлоропластах и митохондриях Arabidopsis thaliana . ^{[ 10 ]}

Открытие

В 2001 году команде удалось идентифицировать ген C10orf2 и назвать его мерцанием из-за его структуры локализации, напоминающей мерцающие звезды. ^{[ 11 ]} Предполагаемая основная функция мерцания важна для регуляции жизни мтДНК человека. Ген экспрессируется на высоком уровне в скелетных мышцах. ^{[ 11 ]} Ген кодирует белок, полная длина которого составляет 684 единицы аминокислот. Белок мерцания состоит из трех функциональных доменов: 5-примазного домена, линкерного региона и геликазного региона. Линкерные и геликазные области участвуют в большинстве патогенных мутаций. ^{[ 11 ]}

Функция

Ген TWNK создает два белка: Twinkle и Twinky. Белки Twinkle и Twinky находятся в митохондриях . ^{[ 9 ]} Каждая митохондрия содержит небольшое количество ДНК, известное как митохондриальная ДНК (мтДНК). Белок Twinkle участвует в производстве мтДНК, действуя как адениннуклеотид-зависимая ДНК- хеликаза , фермент, который связывается с ДНК и временно раскручивает двойную спираль молекулы ДНК, чтобы она могла реплицироваться. ^{[ 9 ]} Они также служат примазами, способными инициировать репликацию ДНК.

Они действуют как гексамерные или гептамерные ДНК-хеликазы, которые раскручивают двухцепочечную ДНК в направлении от 5’ к 3’ на короткие сегменты. Белки раскручивают одноцепочечный белок, связывающий митохондриальную ДНК , и гамма-полимеразу мтДНК . Эти ферменты действуют аналогично хеликазе фага Т7 (gp4); однако Twinkle и/или Twinky способны как раскручивать, так и рекомбинировать ДНК, превращая их в бифункциональные геликазы.

Их функции как хеликаз включают связывание как одноцепочечной ДНК (оцДНК), так и двухцепочечной ДНК (дцДНК), а также катализацию раскручивания ДНК. Энергия, необходимая для раскручивания ДНК, обеспечивается гидролизом АТФ до АДФ . Он имеет разную аффинность связывания для каждого из своих специфических сайтов связывания при связывании либо с оцДНК, либо с дцДНК.

Ассоциация заболеваний

Мутации, происходящие в гене TWNK, связаны с такими состояниями здоровья, как синдром Перро, спектр атаксийной нейропатии, спиноцеребеллярная атаксия с инфантильным началом и наиболее заметно прогрессирующая наружная офтальмоплегия . ^{[ 9 ]}

Одна из наиболее известных мутаций этого гена связана с детской спиноцеребеллярной атаксией или IOSCA. ^{[ 12 ]} ИОСКА — нейродегенеративное заболевание, симптомы которого появляются у детей после года. Симптомы этого заболевания включают атаксию , мышечный гипертонус , потерю глубоких сухожильных рефлексов и атетоз , а в дальнейшем в жизни ребенка потерю слуха, психотическое поведение, сенсорную аксональную нейтрофильную атаксию и дополнительные проблемы неврологического развития. ^{[ 13 ]} До года ребенок развивается нормально, а затем у него начинаются неврологические нарушения. ^{[ 13 ]}

Клиническое значение

Ген мерцания — важный белок, который участвует в синтезе и поддержании мтДНК. Ген расположен в митохондриальном матриксе и митохондриальных нуклеотидах. Белок Twinkle служит митохондриальной ДНК-хеликазой, которая связывается с ДНК и помогает раскручивать двойную спираль молекул ДНК. Репликация мтДНК достигается за счет раскручивания двойной спирали. Любая форма мутации белка мерцания может привести к заболеванию мтДНК. Заболевание можно разделить на две группы. К первой категории относятся заболевания, нарушающие функцию дыхания вследствие первичной мутации мтДНК; вторая категория обычно известна как болезнь поддержания мтДНК. Причиной заболеваний поддержания мтДНК является дисфункция аппарата репликации и поддержания мтДНК, запрограммированного ядерными генами. Младенческая спиноцеребеллярная атаксия (IOSCA) и прогрессирующая наружная офтальмоплегия (PEO) связаны с множественными делециями мтДНК. ПЭО у людей и большинства млекопитающих связан с заболеванием глаз, при котором человек постепенно теряет способность двигать глазами, а также бровями. В последнее время было установлено, что эти расстройства возникают в популяции, при этом прогнозируется увеличение частоты единичных мутаций.

Трансгенные мыши, экспрессирующие как мутации пациента PEO человека, так и белок мерцания мыши дикого типа, имеют прогрессирующую дисфункцию дыхательной цепи из-за накопления делеций мтДНК , но фенотип не снижает продолжительность жизни. ^{[ 14 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000107815 – Ensembl , май 2017 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000025209 – Ensembl , май 2017 г.
^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Jump up to: ^а ^б Спелбринк Дж.Н., Ли Ф.Ю., Тиранти В., Никали К., Юань К.П., Тарик М. и др. (июль 2001 г.). «Делеции митохондриальной ДНК человека, связанные с мутациями в гене, кодирующем Twinkle, белок, подобный гену 4 фага Т7, локализованный в митохондриях». Природная генетика . 28 (3): 223–31. дои : 10.1038/90058 . ПМИД 11431692 . S2CID 22237030 .
^ Лейпе Д.Д., Аравинд Л., Гришин Н.В., Кунин Е.В. (январь 2000 г.). «Бактериальная репликативная геликаза DnaB возникла в результате дупликации RecA» . Геномные исследования . 10 (1): 5–16. doi : 10.1101/gr.10.1.5 (неактивен 31 января 2024 г.). ПМИД 10645945 . {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )
^ Никали К., Суомалайнен А., Сахаринен Дж., Куокканен М., Спелбринк Ю.Н., Лённквист Т., Пелтонен Л. (октябрь 2005 г.). «Младенческая спиноцеребеллярная атаксия вызвана рецессивными мутациями в митохондриальных белках Twinkle и Twinky» . Молекулярная генетика человека . 14 (20): 2981–90. дои : 10.1093/hmg/ddi328 . ПМИД 16135556 .
^ Jump up to: ^а ^б «Ген Энтреза: прогрессирующая наружная офтальмоплегия PEO1 1» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Ген TWNK» . Домашний справочник по генетике .
^ Дирей-Арсе, Дж; Лю, Б; Купп, доктор медицинских наук; Хант, Т; Нильсен, Б.Л. (4 марта 2013 г.). «Ген Arabidopsis At1g30680 кодирует гомолог белка gp4 фага Т7, который обладает как ДНК-примазной, так и ДНК-хеликазной активностью» . Биология растений BMC . 13:36 . дои : 10.1186/1471-2229-13-36 . ПМК 3610141 . ПМИД 23452619 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Онлайн-менделевское наследование у человека (OMIM): TWINKLE mtDNA HELICASE; ТВНК - 606075
^ «TWNK мерцающая мтДНК-геликаза [Homo sapiens (человек)] - Ген» . НКБИ .
^ Jump up to: ^а ^б Лённквист Т (2016). «Младенческая спиноцеребеллярная атаксия (IOSCA)» . Адам М.П., Ардингер Х.Х., Пагон Р.А., Уоллес С.Е., Бин Л.Дж., Стивенс К., Амемия А. (ред.). Джин Обзоры . Вашингтонский университет, Сиэтл. стр. 171–178. ПМИД 20301746 .
^ Тюнисмаа Х., Мьосунд К.П., Ванрой С., Лаппалайнен И., Юликаллио Е., Яланко А., Спелбринк Ю.Н., Паэтау А., Суомалайнен А. (2005). «Мутантная митохондриальная геликаза Твинкл вызывает множественные делеции мтДНК и позднее начало митохондриального заболевания у мышей» . Proc Natl Acad Sci США . 102 (49): 17687–92. Бибкод : 2005PNAS..10217687T . дои : 10.1073/pnas.0505551102 . ПМК 1308896 . ПМИД 16301523 .

Дальнейшее чтение

Суомалайнен А, Кауконен Дж, Амати П, Тимонен Р, Халтиа М, Вайссенбах Дж, Зевиани М, Сомер Х, Пелтонен Л (февраль 1995 г.). «Аутосомный локус, предрасполагающий к делециям митохондриальной ДНК». Природная генетика . 9 (2): 146–51. дои : 10.1038/ng0295-146 . ПМИД 7719341 . S2CID 32160642 .
Хирано М., ДиМауро С. (декабрь 2001 г.). «ANT1, Twinkle, POLG и TP: новые гены открывают нам глаза на офтальмоплегию». Неврология . 57 (12): 2163–5. дои : 10.1212/wnl.57.12.2163 . ПМИД 11756592 . S2CID 42784334 .
Льюис С., Хатчисон В., Тьягараджан Д., Даль Х.Х. (сентябрь 2002 г.). «Клинические и молекулярные особенности adPEO из-за мутаций гена Twinkle». Журнал неврологических наук . 201 (1–2): 39–44. дои : 10.1016/S0022-510X(02)00190-9 . ПМИД 12163192 . S2CID 44270654 .
Аренас Дж., Брием Э., Даль Х., Хатчисон В., Льюис С., Мартин М.А., Спелбринк Х., Тиранти В., Джейкобс Х., Зевиани М. (февраль 2003 г.). «Мутация V368i в Twinkle не разделяется с AdPEO». Анналы неврологии . 53 (2): 278. дои : 10.1002/ана.10430 . ПМИД 12557300 . S2CID 12656289 .
Гарридо Н., Грипарич Л., Йокитало Э., Вартиоваара Дж., ван дер Блик А.М., Спелбринк Дж.Н. (апрель 2003 г.). «Состав и динамика митохондриальных нуклеоидов человека» . Молекулярная биология клетки . 14 (4): 1583–96. doi : 10.1091/mbc.E02-07-0399 . ПМК 153124 . ПМИД 12686611 .
Агостино А, Валлетта Л, Чиннери ПФ, Феррари Дж, Каррара Ф, Тейлор РВ, Шефер А.М., Тернбулл Д.М., Тиранти В., Зевиани М (апрель 2003 г.). «Мутации ANT1, Twinkle и POLG1 при спорадической прогрессирующей внешней офтальмоплегии (PEO)». Неврология . 60 (8): 1354–6. дои : 10.1212/01.wnl.0000056088.09408.3c . ПМИД 12707443 . S2CID 31209510 .
Ван Гетхем Г., Лёфгрен А., Дермаут Б., Цойтерик С., Мартин Дж. Дж., Ван Броекховен С. (август 2003 г.). «Дигенная прогрессирующая внешняя офтальмоплегия у спорадического пациента: рецессивные мутации в POLG и C10orf2/Twinkle» . Человеческая мутация . 22 (2): 175–6. дои : 10.1002/humu.10246 . ПМИД 12872260 . S2CID 35604757 .
Дешауэр М., Кифер Р., Блейкли Э.Л., Хе Л., Зирц С., Тернбулл Д.М., Тейлор Р.В. (сентябрь 2003 г.). «Новая мутация гена Twinkle при аутосомно-доминантной прогрессирующей внешней офтальмоплегии». Нервно-мышечные расстройства . 13 (7–8): 568–72. дои : 10.1016/S0960-8966(03)00071-3 . ПМИД 12921794 . S2CID 23020569 .
Корхонен Дж.А., Гаспари М., Фалькенберг М. (декабрь 2003 г.). «TWINKLE Обладает 5'->3'-ДНК-хеликазной активностью и специфически стимулируется митохондриальным одноцепочечным ДНК-связывающим белком» . Журнал биологической химии . 278 (49): 48627–32. дои : 10.1074/jbc.M306981200 . ПМИД 12975372 . S2CID 12598297 .
Корхонен Дж.А., Фам XH, Пеллегрини М., Фалькенберг М. (июнь 2004 г.). «Восстановление минимального реплисомы мтДНК in vitro» . Журнал ЭМБО . 23 (12): 2423–9. дои : 10.1038/sj.emboj.7600257 . ПМК 423294 . ПМИД 15167897 .
Ванрой С., Луома П., ван Гётем Г., ван Броекховен С., Суомалайнен А., Спелбринк Дж. Н. (2004). «Дефекты Twinkle и POLG усиливают возрастное накопление мутаций в контрольной области мтДНК» . Исследования нуклеиновых кислот . 32 (10): 3053–64. дои : 10.1093/nar/gkh634 . ПМК 434440 . ПМИД 15181170 .
Тюнисмаа Х, Сембонги Х, Бокори-Браун М, Граником С, Эшли Н, Поултон Дж, Яланко А, Спелбринк Дж. Н., Холт И. Дж., Суомалайнен А (декабрь 2004 г.). «Твинкл-хеликаза необходима для поддержания мтДНК и регулирует количество копий мтДНК» . Молекулярная генетика человека . 13 (24): 3219–27. дои : 10.1093/hmg/ddh342 . ПМИД 15509589 .
Хадсон Г., Дешауэр М., Буссе К., Зирц С., Чиннери П.Ф. (январь 2005 г.). «Сенсорная атаксическая нейропатия, вызванная новой мутацией C10Orf2 с вероятным мозаицизмом зародышевой линии». Неврология . 64 (2): 371–3. дои : 10.1212/01.WNL.0000149767.51152.83 . PMID 15668446 . S2CID 36540686 .
Зибарт Т.Д., Фарр К.Л., Кагуни Л.С. (апрель 2007 г.). «Модульная архитектура гексамерной хеликазы митохондриальной ДНК человека» . Журнал молекулярной биологии . 367 (5): 1382–91. дои : 10.1016/j.jmb.2007.01.079 . ПМК 2711006 . ПМИД 17324440 .
Балох Р.Х., Салаваджоне Э., Милбрандт Дж., Пестронк А. (июль 2007 г.). «Семейный паркинсонизм и офтальмоплегия из-за мутации митохондриальной ДНК-геликазы мерцания». Архив неврологии . 64 (7): 998–1000. дои : 10.1001/archneur.64.7.998 . ПМИД 17620490 .
Сарзи Э., Гоффарт С., Серр В., Кретьен Д., Слама А., Миних А., Спелбринк Дж. Н., Рётиг А. (декабрь 2007 г.). «Мутация гена твинкл-геликазы (PEO1) вызывает истощение митохондриальной ДНК». Анналы неврологии . 62 (6): 579–87. дои : 10.1002/ana.21207 . ПМИД 17722119 . S2CID 30878068 .
Олдак М, Оймбло Д, Поллак А, Стемпняк И, Лазневски М, Лехович Ю, Кочанек К, Фурманек М, Тачиковска Г, Плевчински Д, Волак Т, Плоски Р, Скаржиньски Х (февраль 2017 г.). «Новые нейроаудиологические данные и дополнительные доказательства участия TWNK в синдроме Перро» . Журнал трансляционной медицины . 15 (1): 25. дои : 10.1186/s12967-017-1129-4 . ПМК 5299684 . ПМИД 28178980 .

[refGRCh38Ensembl-1] Jump up to: ^а ^б ^с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000107815 – Ensembl , май 2017 г.

[refGRCm38Ensembl-2] Jump up to: ^а ^б ^с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000025209 – Ensembl , май 2017 г.

[3] «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .

[4] «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .

[pmid11431692-5] Jump up to: ^а ^б Спелбринк Дж.Н., Ли Ф.Ю., Тиранти В., Никали К., Юань К.П., Тарик М. и др. (июль 2001 г.). «Делеции митохондриальной ДНК человека, связанные с мутациями в гене, кодирующем Twinkle, белок, подобный гену 4 фага Т7, локализованный в митохондриях». Природная генетика . 28 (3): 223–31. дои : 10.1038/90058 . ПМИД 11431692 . S2CID 22237030 .

[pmid10645945-6] Лейпе Д.Д., Аравинд Л., Гришин Н.В., Кунин Е.В. (январь 2000 г.). «Бактериальная репликативная геликаза DnaB возникла в результате дупликации RecA» . Геномные исследования . 10 (1): 5–16. doi : 10.1101/gr.10.1.5 (неактивен 31 января 2024 г.). ПМИД 10645945 . {{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )

[pmid16135556-7] Никали К., Суомалайнен А., Сахаринен Дж., Куокканен М., Спелбринк Ю.Н., Лённквист Т., Пелтонен Л. (октябрь 2005 г.). «Младенческая спиноцеребеллярная атаксия вызвана рецессивными мутациями в митохондриальных белках Twinkle и Twinky» . Молекулярная генетика человека . 14 (20): 2981–90. дои : 10.1093/hmg/ddi328 . ПМИД 16135556 .

[entrez-8] Jump up to: ^а ^б «Ген Энтреза: прогрессирующая наружная офтальмоплегия PEO1 1» .

[GHR_TWNK-9] Jump up to: ^а ^б ^с ^д «Ген TWNK» . Домашний справочник по генетике .

[10] Дирей-Арсе, Дж; Лю, Б; Купп, доктор медицинских наук; Хант, Т; Нильсен, Б.Л. (4 марта 2013 г.). «Ген Arabidopsis At1g30680 кодирует гомолог белка gp4 фага Т7, который обладает как ДНК-примазной, так и ДНК-хеликазной активностью» . Биология растений BMC . 13:36 . дои : 10.1186/1471-2229-13-36 . ПМК 3610141 . ПМИД 23452619 .

[:0-11] Jump up to: ^а ^б ^с Онлайн-менделевское наследование у человека (OMIM): TWINKLE mtDNA HELICASE; ТВНК - 606075

[:3-12] «TWNK мерцающая мтДНК-геликаза [Homo sapiens (человек)] - Ген» . НКБИ .

[:4-13] Jump up to: ^а ^б Лённквист Т (2016). «Младенческая спиноцеребеллярная атаксия (IOSCA)» . Адам М.П., Ардингер Х.Х., Пагон Р.А., Уоллес С.Е., Бин Л.Дж., Стивенс К., Амемия А. (ред.). Джин Обзоры . Вашингтонский университет, Сиэтл. стр. 171–178. ПМИД 20301746 .

[14] Тюнисмаа Х., Мьосунд К.П., Ванрой С., Лаппалайнен И., Юликаллио Е., Яланко А., Спелбринк Ю.Н., Паэтау А., Суомалайнен А. (2005). «Мутантная митохондриальная геликаза Твинкл вызывает множественные делеции мтДНК и позднее начало митохондриального заболевания у мышей» . Proc Natl Acad Sci США . 102 (49): 17687–92. Бибкод : 2005PNAS..10217687T . дои : 10.1073/pnas.0505551102 . ПМК 1308896 . ПМИД 16301523 .

[1]

[2]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]