Ген SLC25A3
Ген SLC25A3 (Solute Carrier Family 25 Member 3) - Кодирует белок, транспортирующий фосфат в митохондрии, что необходимо для окислительного фосфорилирования, превращающего АДФ в АТФ - основной источник энергии для клеток.
1. Общая информация о гене
Локализация и структура:
- Ген SLC25A3 расположен на хромосоме 12q23.1 и кодирует белок, принадлежащий семейству митохондриальных переносчиков.
- Белок содержит три связанных сегмента, с N- и C-концевыми регионами, выступающими в цитозоль (NCBI Gene).
Функция:
- Катализирует транспорт фосфата в митохондриальную матрицу через сопутствующий транспорт протонов или обмен на гидроксильные ионы.
- Критически важен для окислительного фосфорилирования, обеспечивая добавление фосфата к АДФ для формирования АТФ.
Экспрессия:
- Экспрессия гена вездесуща, с наибольшей активностью в сердце (RPKM 179.1) и почках (RPKM 125.7) (BioProject).
- Имеет два изоформа: PiC-A (с экзоном 3A), преимущественно в сердце и скелетных мышцах, и PiC-B (с экзоном 3B), в печени, почках и щитовидной железе.
Транскрипционные варианты:
- Variant 1 (NM_005888.4) кодирует изоформу a (341 аминокислоты).
- Variant 2/3 (NM_002635.4, NM_213611.3) кодируют изоформу b (340 аминокислот).
Консервированные домены:
- Митохондриальный переносчик (pfam00153).
Генная онтология:
- Молекулярные функции: активность транспортера фосфата (GO:0005315), симпортер фосфата и протона (GO:0015317), связывание белков (GO:0005515).
- Биологические процессы: транспортировка фосфат-ионов (GO:1990547), протонов (GO:1902600).
- Клеточные компоненты: внутренняя митохондриальная мембрана (GO:0005743), митохондрии (GO:0005739), экзосома (GO:0070062).
2. Связанные заболевания
Дефицит митохондриального фосфатного транспортера (MPCD):
- Редкое аутосомно-рецессивное заболевание (MIM 610773), вызванное мутациями в SLC25A3.
Симптомы:
- Гипертрофическая кардиомиопатия, мышечная гипотония, лактатацидоз.
- Тяжёлые случаи приводят к летальному исходу в первый год жизни (OMIM).
Мутации:
- Гомозиготная мутация G72E (c.215G-A, экзон 3A), связана с тяжёлой формой MPCD (Mayr et al., 2007).
- Гомозиготная мутация c.158-9A-G (интрон 2, экзон 3A), ассоциирована с более мягким фенотипом (Mayr et al., 2011).
- Составные гетерозиготные мутации L200W (c.599T-G, экзон 4) и 13-бп делеция/инсерция (c.886_889del/ins7, экзон 6), связаны с гипертрофической кардиомиопатией (Bhoj et al., 2015).
Ген-фенотипические отношения:
| Местоположение | Фенотип | Номер фенотипа MIM | Наследование | Ключ картирования фенотипа |
|---|---|---|---|---|
| 12q23.1 | Дефицит митохондриального фосфата | 610773 | Аутосомно-рецессивное | 3 |
Аллельные варианты:
| ID варианта | Мутация | ID SNP/ClinVar | Ссылка |
|---|---|---|---|
| .0001 | G72E, c.215G-A, экзон 3A | rs104894375, RCV000009720 | Mayr et al., 2007 |
| .0002 | c.158-9A-G, интрон 2, экзон 3A | rs745305932, RCV000195488, RCV001255139 | Mayr et al., 2011 |
| .0003 | L200W, c.599T-G, экзон 4 | rs2097595072, RCV001255140 | Bhoj et al., 2015 |
| .0004 | 13-бп дел/7-бп инс, c.886_889del/ins7, экзон 6 | rs2097597579, RCV001255138 | Bhoj et al., 2015 |
3. Животные модели
Нокаут у мышей:
- Нокаут гомолога SLC25A3 у мышей приводит к летальному исходу, подчеркивая критическую роль гена в митохондриальной функции (Dickinson et al., 2016).
4. Связанные исследования и материалы
Ключевые публикации:
Dolce et al. (1994):
- Клонирование и секвенирование человеческого гомолога крысиного фосфатного переносчика, определение структуры гена с 9 экзонами (PubMed).
Huizing et al. (1998):
- Анализ экспрессии изоформ PiC-A и PiC-B, с высоким уровнем PiC-A в сердце, скелетных мышцах и поджелудочной железе (PubMed).
Mayr et al. (2007):
- Описание мутации G72E, связанной с тяжёлой формой MPCD (PubMed).
Mayr et al. (2011):
- Описание мутации c.158-9A-G с более мягким фенотипом (PubMed).
Bhoj et al. (2015):
- Описание составных гетерозиготных мутаций, включая L200W, у пациента с гипертрофической кардиомиопатией (PubMed).
Dickinson et al. (2016):
- Выявление летального фенотипа при нокауте у мышей (Nature).
Рекомендуемые ресурсы:
- NCBI Gene - Детальное описание гена, включая экспрессию и транскрипционные варианты.
- OMIM - Информация о ген-фенотипических отношениях и мутациях.
- Ensembl - Геномный контекст гена SLC25A3.
- Harmonizome - Данные о взаимодействиях белков (2131 взаимодействующих белка).
- PubMed - Поиск статей по ключевым словам “SLC25A3”, “mitochondrial phosphate carrier”.
Заключение
Ген SLC25A3 играет ключевую роль в митохондриальном метаболизме, обеспечивая транспорт фосфата для окислительного фосфорилирования.
Мутации в гене связаны с дефицитом митохондриального фосфатного транспортера (MPCD), вызывающим гипертрофическую кардиомиопатию и лактатацидоз.
Исследования, включая работы Dolce et al., Mayr et al. и Bhoj et al., предоставляют данные о структуре, экспрессии и клинических проявлениях, делая ген важным объектом для генетики и медицины.