Ген SLC25A2
Ген SLC25A2 (Solute Carrier Family 25 Member 2) - Кодирует белок ORNT2, принадлежащий к семейству митохондриальных транспортеров, обеспечивающих транспорт метаболитов через внутреннюю мембрану митохондрий.
Ген SLC25A2 играет ключевую роль в метаболизме аминокислот, включая транспорт орнитина, лизина, аргинина и цитруллина.
Ниже представлено подробное описание гена, его функций, связанных заболеваний и обзор исследований.
1. Общая информация о гене SLC25A2
Локализация:
- Ген SLC25A2 расположен на хромосоме 5 человека (локус 5q31.3) между кластерами генов протокадгеринов бета и гамма.
- Является интронLESS геном, состоящим из одного экзона (GeneCards).
Размер и структура:
- Ген охватывает около 1,5 тыс. пар оснований и кодирует белок ORNT2 массой примерно 32,9 кДа, состоящий из 301 аминокислоты.
- Белок ORNT2 — многопроходной трансмембранный белок, локализованный во внутренней мембране митохондрий (GeneCards).
Семейство:
- SLC25A2 относится к семейству SLC25, включающему 53 члена, которые обеспечивают транспорт аминокислот, нуклеотидов, кофакторов и ионов (De Gruyter).
2. Функции белка SLC25A2
Транспорт аминокислот:
- Белок ORNT2 транспортирует положительно заряженные аминокислоты (орнитин, лизин, аргинин) и нейтральную аминокислоту цитруллин через внутреннюю мембрану митохондрий.
- Также транспортирует гистидин, гомоаргинин и асимметричный диметиларгинин (aDMA), но не симметричный диметиларгинин или D-изомеры этих аминокислот (GeneCards).
- Транспорт осуществляется по механизму антипорта, обменивая молекулы между митохондрией и цитозолем.
Роль в метаболизме:
- SLC25A2 участвует в цикле мочевины и метаболизме цитруллина, обеспечивая транспорт орнитина, необходимого для синтеза цитруллина и аргинина в митохондриях.
- Вовлечён в метаболизм L-цитруллина и другие пути, связанные с аминокислотами (GeneCards).
Митохондриальная локализация:
- Белок ORNT2 локализуется исключительно во внутренней мембране митохондрий, что подтверждено экспериментальными данными и биоинформатическим анализом (RGD).
3. Заболевания, связанные с SLC25A2
Гиперорнитинемия-гипераммонемия-гомоцитруллинурия (HHH-синдром):
- Редкое аутосомно-рецессивное заболевание, вызванное нарушением транспорта орнитина в митохондрии.
- Приводит к накоплению орнитина в крови, гипераммонемии и экскреции гомоцитруллина с мочой.
- Симптомы включают неврологические нарушения, такие как задержка развития, судороги и кома (GeneCards).
Эпилепсия, раннего начала, витамин B6-зависимая:
- Некоторые исследования указывают на связь мутаций SLC25A2 с этим типом эпилепсии, хотя механизмы требуют дальнейшего изучения (GeneCards).
Другие ассоциации:
- Ортологи гена SLC25A2 у крыс связаны с заболеваниями, включая аутосомно-доминантное интеллектуальное расстройство 31 и семейный аденоматозный полипоз 1 (RGD).
4. Исследования, связанные с SLC25A2
Функциональные исследования:
- Исследования подтвердили способность SLC25A2 транспортировать орнитин, лизин, аргинин и цитруллин, а также выявили его субстратную специфичность (PMID: 12807890, 26403849).
- Работы использовали рекомбинантные белки и модели клеток для изучения транспортной активности (GeneCards).
Генетические и эпигенетические исследования:
- Анализ экспрессии в GTEx Portal показал высокую экспрессию SLC25A2 в печени, где цикл мочевины наиболее активен (GTEx Portal).
- Исследования транскрипционной регуляции выявили сайты связывания транскрипционных факторов в промоторе SLC25A2 (GeneCards).
Роль в онкологии:
- Члены семейства SLC25, включая SLC25A2, могут быть дифференциально экспрессированы в раке толстой кишки, что требует дальнейшего изучения (Nature).
- Взаимодействия белка ORNT2, выявленные в STRING, указывают на участие в метаболических сетях, изменённых при раке (GeneCards).
Модели животных:
- У мышей Slc25a2 является псевдогеном, что ограничивает использование мышиных моделей (MGI).
- Ортолог Slc25a2 у крыс экспрессируется в мозге, включая продолговатый мозг и мост, что может указывать на роль в нейрональных процессах (RGD).
Инструменты и реагенты для исследований:
- Коммерческие продукты включают CRISPR/Cas9-векторы, shRNA и антитела для изучения SLC25A2 (Applied Biological Materials, VectorBuilder, Santa Cruz Biotechnology, OriGene).
- Антитела, специфичные к C-концу, аминокислотам 78–107 и 181–230, доступны для анализа локализации и экспрессии (GeneCards).
5. Базы данных и ресурсы для изучения SLC25A2
Рекомендуемые ресурсы:
- NCBI Gene - Подробная информация о гене, включая последовательность, аннотации и публикации.
- GeneCards - Данные о функциях, экспрессии, ортологах и метаболических путях SLC25A2.
- UniProt - Информация о структуре, функциях и взаимодействиях белка ORNT2.
- GTEx Portal - Данные об экспрессии гена в тканях человека.
- Rat Genome Database (RGD) - Информация об ортологе Slc25a2 у крыс, включая экспрессию и функции.
- The Human Protein Atlas - Данные об экспрессии белка SLC25A2 в тканях и клеточных линиях.
- Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology - Информация о возможной роли SLC25A2 в онкологии.
- PubMed - Поиск статей по ключевым словам “SLC25A2”, “ORNT2”, “ornithine transporter” (например, PMID: 12807890, 26403849).
6. Перспективы исследований
Роль в онкологии:
- Участие семейства SLC25 в метаболизме опухолевых клеток указывает на потенциальную роль SLC25A2 в прогрессии рака, особенно в метаболическом перепрограммировании.
Терапевтические мишени:
- Разработка ингибиторов или активаторов SLC25A2 перспективна для лечения HHH-синдрома и других метаболических нарушений.
Нейродегенеративные заболевания:
- Экспрессия ортолога Slc25a2 в мозге крыс предполагает возможную роль в неврологических расстройствах, что требует дальнейшего изучения.
Генетические модели:
- Создание моделей с использованием CRISPR/Cas9 в организмах, где SLC25A2 не является псевдогеном, может расширить понимание его функций.
Заключение
Ген SLC25A2 кодирует митохондриальный транспортер ORNT2, обеспечивающий транспорт аминокислот (орнитина, лизина, аргинина, цитруллина) и участвующий в цикле мочевины.
Мутации в гене ассоциированы с HHH-синдромом и, возможно, с эпилепсией.
Исследования SLC25A2 продолжаются в области метаболизма, онкологии и неврологии, а ресурсы, включая NCBI Gene, GeneCards и UniProt, предоставляют данные для дальнейшего изучения.