Ген SLC25A3

Ген SLC25A3 - Кодирует белок, принадлежащий к семейству митохондриальных транспортеров (SLC25).

Белок, также известный как митохондриальный фосфатный транспортер (PiC), транспортирует фосфат в митохондрии, что необходимо для окислительного фосфорилирования - процесса, превращающего АДФ в АТФ, основной источник энергии для клеток.

Ген имеет два основных изоформа, PiC-A и PiC-B, которые образуются в результате альтернативного сплайсинга и различаются по экспрессии в тканях.

• PiC-A чаще встречается в сердце и скелетных мышцах.
• PiC-B - в печени и почках.

1. Структура и локализация гена

Локализация:

• Ген SLC25A3 расположен на хромосоме 12q23.1.
• Классифицируется как ген, кодирующий белок (protein-coding).

Структура:

• Белок содержит три связанных сегмента, характерных для семейства митохондриальных переносчиков.
• N- и C-концевые регионы белка выступают в цитозоль, что важно для его функциональности.
• Ген имеет несколько транскрипционных вариантов, включая Variant 1 (NM_005888.4), кодирующий изоформу a (341 аминокислоты), и Variant 2/3 (NM_002635.4, NM_213611.3), кодирующие изоформу b (340 аминокислот).

Консервированные домены:

• Митохондриальный переносчик (Mitochondrial carrier protein, pfam00153).

2. Функции белка

Транспорт фосфата:

• Белок катализирует транспорт фосфата в митохондриальную матрицу, либо через сопутствующий транспорт протонов, либо в обмен на гидроксильные ионы.
• Процесс критически важен для окислительного фосфорилирования, где фосфат добавляется к АДФ для формирования АТФ.

Экспрессия:

• Экспрессия гена вездесуща, с наибольшей активностью в сердце (RPKM 179.1) и почках (RPKM 125.7), что подтверждается данными экспрессионных проектов, таких как BioProject (PRJNA270632).
• Изоформа PiC-A преимущественно экспрессируется в скелетных мышцах и сердце, тогда как PiC-B - в печени, почках и щитовидной железе.

Генная онтология:

• Молекулярные функции: активность транспортера фосфата через мембрану (GO:0005315), активность симпортера фосфата и протона (GO:0015317), связывание белков (GO:0005515).
• Биологические процессы: транспортировка фосфат-ионов через митохондриальную мембрану (GO:1990547), транспортировка протонов через мембрану (GO:1902600).
• Клеточные компоненты: внутренняя митохондриальная мембрана (GO:0005743), митохондрии (GO:0005739), экзосома (GO:0070062).

3. Связанные заболевания

Дефицит митохондриального фосфатного транспортера (MPCD):

Описание:

• Редкое аутосомно-рецессивное заболевание, вызванное мутациями в гене SLC25A3.

Основные симптомы:

• Гипертрофическая кардиомиопатия.
• Мышечная гипотония.
• Лактатацидоз.
• Летальный исход в первый год жизни у тяжелых случаев.

Тип наследования:

• Аутосомно-рецессивное.

Ген-фенотипические отношения:

Местоположение	Фенотип	Номер фенотипа MIM	Наследование	Ключ картирования фенотипа
12q23.1	Дефицит митохондриального фосфата	610773	Аутосомно-рецессивное	3

Аллельные варианты (выбранные примеры):

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

4. Связанные исследования

Ключевые публикации:

• Dolce et al. (1994): Клонирование и секвенирование человеческого гомолога крысиного фосфатного переносчика (PubMed).
• Huizing et al. (1998): Анализ экспрессии изоформ PHC-A и PHC-B (PubMed).
• Mayr et al. (2007, 2011): Описание мутаций, связанных с MPCD (PubMed 2007, PubMed 2011).
• Bhoj et al. (2015): Описание случаев MPCD с составными мутациями (PubMed).
• Dickinson et al. (2016): Выявление летального фенотипа при нокауте у мышей (DOI).

Животные модели:

• Нокаут гомолога SLC25A3 у мышей приводит к летальному исходу, подчеркивая критическую роль гена в выживании (Dickinson et al., 2016).

5. Ресурсы для изучения

NCBI Gene:

• Детальное описание гена, включая экспрессию и транскрипционные варианты (NCBI Gene).

OMIM:

• Информация о ген-фенотипических отношениях и мутациях (OMIM).

Ensembl:

• Геномный контекст (Ensembl).

Harmonizome:

• Данные о взаимодействиях белков (Harmonizome).

Заключение

Ген SLC25A3 - Кодирует митохондриальный фосфатный транспортер, играющий ключевую роль в митохондриальном метаболизме.

Мутации в гене связаны с дефицитом митохондриального фосфатного транспортера (MPCD), вызывающим серьезные симптомы, такие как гипертрофическая кардиомиопатия и лактатацидоз.

Исследования охватывают широкий спектр аспектов, от молекулярной биологии до клинических проявлений, что делает ген важным объектом для дальнейших исследований.