Coenzima Q7

Gen codificador de proteínas en humanos

La 5-desmetoxiubiquinona hidroxilasa mitocondrial ( DMQ hidroxilasa ), también conocida como coenzima Q7, hidroxilasa , es una enzima que en los humanos está codificada por el gen COQ7 . El gen clk-1 ( clock-1 ) codifica esta proteína que es necesaria para la biosíntesis de ubiquinona en el gusano Caenorhabditis elegans y otros eucariotas . La versión de ratón del gen se llama mclk-1 y el homólogo humano, de la mosca de la fruta y de la levadura COQ7 (proteína 7 de la biosíntesis de la coenzima Q). ^{[5] [6]}

CLK-1 no debe confundirse con la proteína humana no relacionada CLK1 que desempeña un papel en el empalme del ARN .

Estructura

La proteína tiene dos repeticiones de aproximadamente 90 aminoácidos , que contienen dos motivos conservados que se prevé que sean importantes para la coordinación del hierro. La estructura y la función del gen están altamente conservadas entre las diferentes especies. ^[7]

La proteína de C. elegans contiene 187 residuos de aminoácidos (20 kilodaltons ), el homólogo humano 217 residuos de aminoácidos (24 kilodaltons, gen que consta de seis exones que abarcan 11 kb y están ubicados en el cromosoma 16 ). ^[8]

Función mitocondrial

La ubiquinona es un pequeño lípido redox activo que se encuentra en la mayoría de las membranas celulares donde actúa como cofactor en numerosos procesos redox celulares, incluido el transporte de electrones mitocondriales . Como cofactor, la ubiquinona suele estar involucrada en procesos que producen especies reactivas de oxígeno (ROS). Además, la ubiquinona es uno de los principales antioxidantes endógenos de la célula. La enzima CLK-1 es responsable de la hidroxilación de la 5-desmetoxiubiquinona a 5-hidroxiubiquinona.

Se ha demostrado que las mutaciones en el gen están asociadas con una mayor esperanza de vida . ^{[5] [7]} Los defectos del gen ralentizan una variedad de procesos fisiológicos y de desarrollo, incluido el ciclo celular, la embriogénesis, el crecimiento postembrionario, los comportamientos rítmicos y el envejecimiento. ^[9]

Función nuclear

CLK-1 y COQ7 se localizan predominantemente en las mitocondrias para participar en la vía biosintética de la ubiquinona que se encuentra allí. Sin embargo, una pequeña reserva de CLK-1 y COQ7 se transloca al núcleo en respuesta a la producción de ROS por mitocondrias que funcionan normalmente tanto en gusanos como en células humanas, respectivamente. ^[10] La translocación de CLK-1 y COQ7 representa una vía de señalización retrógrada mitocondrial a nuclear que actúa para suprimir las respuestas al estrés mitocondrial. Se cree que las reservas mitocondriales y nucleares de CLK-1 contribuyen de forma independiente a la regulación de la esperanza de vida de los gusanos. Se cree que la forma nuclear de CLK-1 y COQ7 regula la expresión genética a través de un mecanismo no identificado.

Referencias

1. GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000167186 – Ensembl , mayo de 2017
2. GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000030652 – Ensembl , mayo de 2017
3. "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
4. "Referencia PubMed de ratón:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU . .
5. Ewbank JJ, Barnes TM, Lakowski B, Lussier M, Bussey H, Hekimi S (febrero de 1997). "Conservación estructural y funcional del gen de sincronización clk-1 de Caenorhabditis elegans". Science . 275 (5302): 980–3. doi :10.1126/science.275.5302.980. PMID  9020081. S2CID  32191959.
6. "Entrez Gene: homólogo de la coenzima Q7 COQ7, ubiquinona (levadura)".
7. Liu X, Jiang N, Hughes B, Bigras E, Shoubridge E, Hekimi S (octubre de 2005). "Conservación evolutiva del mecanismo de longevidad dependiente de clk-1: la pérdida de mckl1 aumenta la aptitud celular y la longevidad en ratones". Genes Dev . 19 (20): 2424–34. doi :10.1101/gad.1352905. PMC 1257397 . PMID  16195414. 
8. Asaumi S, Kuroyanagi H, Seki N, Shirasawa T (junio de 1999). "Ortólogos del gen de longevidad clk-1 de Caenorhabditis elegans en ratones y humanos". Genomics . 58 (3): 293–301. doi :10.1006/geno.1999.5838. PMID  10373327.
9. Felkai S, Ewbank JJ, Lemieux J, Labbé JC, Brown GG, Hekimi S (abril de 1999). "CLK-1 controla la respiración, el comportamiento y el envejecimiento en el nematodo Caenorhabditis elegans". EMBO J . 18 (7): 1783–92. doi :10.1093/emboj/18.7.1783. PMC 1171264 . PMID  10202142. 
10. Monaghan RM, Barnes RG, Fisher K, Andreou T, Rooney N, Poulin GB, Whitmarsh AJ (junio de 2015). "Un papel nuclear para la enzima respiratoria CLK-1 en la regulación de las respuestas al estrés mitocondrial y la longevidad". Nature Cell Biology . 17 (6): 782–92. doi :10.1038/ncb3170. PMC 4539581 . PMID  25961505. 

Lectura adicional

• Maruyama K, Sugano S (1994). "Oligo-capping: un método simple para reemplazar la estructura de capuchón de los ARNm eucariotas con oligorribonucleótidos". Gene . 138 (1–2): 171–4. doi :10.1016/0378-1119(94)90802-8. PMID  8125298.
• Suzuki Y, Yoshitomo-Nakagawa K, Maruyama K, et al. (1997). "Construcción y caracterización de una biblioteca de ADNc enriquecida en longitud completa y enriquecida en el extremo 5'". Gene . 200 (1–2): 149–56. doi :10.1016/S0378-1119(97)00411-3. PMID  9373149.
• Jonassen T, Proft M, Randez-Gil F, et al. (1998). "El homólogo de Clk-1 de levadura (Coq7/Cat5) es una proteína mitocondrial en la síntesis de coenzima Q". J. Biol. Chem . 273 (6): 3351–7. doi : 10.1074/jbc.273.6.3351 . PMID  9452453.
• Asaumi S, Kuroyanagi H, Seki N, Shirasawa T (1999). "Ortólogos del gen de longevidad clk-1 de Caenorhabditis elegans en ratones y humanos". Genomics . 58 (3): 293–301. doi :10.1006/geno.1999.5838. PMID  10373327.
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• Mehrle A, Rosenfelder H, Schupp I, et al. (2006). "La base de datos LIFEdb en 2006". Nucleic Acids Res . 34 (número de la base de datos): D415–8. doi :10.1093/nar/gkj139. PMC  1347501 . PMID  16381901.

Enlaces externos

• Portal de biología

• Ubicación del gen humano COQ7 en el navegador del genoma de la UCSC .
• Detalles del gen humano COQ7 en el navegador del genoma de la UCSC .