Subunidad 2 de la citocromo c oxidasa

Enzima de la cadena respiratoria codificada por un gen mitocondrial

Ubicación del gen MT-CO2 en el genoma mitocondrial humano. MT-CO2 es uno de los tres genes mitocondriales de la subunidad de la citocromo c oxidasa (recuadros naranjas).

La citocromo c oxidasa II es una proteína en eucariotas que está codificada por el gen MT-CO2 . ^[5] La subunidad II de la citocromo c oxidasa, abreviada COXII , COX2 , COII o MT-CO2 , es la segunda subunidad de la citocromo c oxidasa . También es una de las tres subunidades codificadas por el ADN mitocondrial (ADNmt) ( MT-CO1 , MT-CO2, MT-CO3 ) del complejo respiratorio IV .

Estructura

En los humanos, el gen MT-CO2 se encuentra en el brazo p del ADN mitocondrial en la posición 12 y abarca 683 pares de bases. ^[5] El gen MT-CO2 produce una proteína de 25,6 kDa compuesta por 227 aminoácidos . ^{[6] [7]} MT-CO2 es una subunidad de la enzima citocromo c oxidasa ( EC 1.9.3.1) ^{[8] [9] (Complejo IV), un} complejo enzimático oligomérico de la cadena respiratoria mitocondrial involucrado en la transferencia de electrones del citocromo c al oxígeno . En eucariotas este complejo enzimático se encuentra en la membrana interna mitocondrial ; en procariotas aeróbicos se encuentra en la membrana plasmática . El complejo enzimático consta de 3-4 subunidades ( procariotas ) hasta 13 polipéptidos (mamíferos). El dominio N-terminal de la citocromo C oxidasa contiene dos hélices alfa transmembrana. ^{[9] [8]} Se sabe que la estructura de MT-CO2 contiene un centro redox y un centro binuclear de cobre A (CuA) . El CuA se encuentra en un bucle de cisteína conservado en las posiciones de aminoácidos 196 y 200 y una histidina conservada en la posición 204. Varios MT-CO2 bacterianos tienen una extensión C-terminal que contiene un hemo c unido covalentemente. ^{[10] [11]}

Función

El gen MT-CO2 codifica la segunda subunidad de la citocromo c oxidasa (complejo IV), un componente de la cadena respiratoria mitocondrial que cataliza la reducción de oxígeno a agua . MT-CO2 es una de las tres subunidades responsables de la formación del núcleo funcional de la citocromo c oxidasa . MT-CO2 desempeña un papel esencial en la transferencia de electrones desde el citocromo c al centro bimetálico de la subunidad catalítica 1 mediante la utilización de su centro binuclear de cobre A. Contiene dos regiones transmembrana adyacentes en su extremo N y la mayor parte de la proteína está expuesta al espacio periplásmico o al espacio intermembrana mitocondrial , respectivamente. MT-CO2 proporciona el sitio de unión del sustrato y contiene el centro binuclear de cobre A , probablemente el aceptor primario en la citocromo c oxidasa. ^{[12] [13] [5]}

Importancia clínica

Deficiencia del complejo mitocondrial IV

Las variantes de MT-CO2 se han asociado con la deficiencia del complejo IV mitocondrial , una deficiencia en un complejo enzimático de la cadena respiratoria mitocondrial que cataliza la oxidación del citocromo c utilizando oxígeno molecular . ^[14] La deficiencia se caracteriza por fenotipos heterogéneos que van desde la miopatía aislada hasta la enfermedad multisistémica grave que afecta a varios tejidos y órganos. Otras manifestaciones clínicas incluyen miocardiopatía hipertrófica , hepatomegalia y disfunción hepática , hipotonía , debilidad muscular , intolerancia al ejercicio , discapacidad del desarrollo , retraso en el desarrollo motor y retraso mental . ^[15] También se sabe que las mutaciones de MT-CO2 causan la enfermedad de Leigh , que puede ser causada por una anomalía o deficiencia de la citocromo oxidasa . ^{[9] [8]}

Se ha encontrado una amplia gama de síntomas en pacientes con mutaciones patógenas en el gen MT-CO2 con deficiencia del complejo IV mitocondrial . Se ha descubierto que una mutación por deleción de un solo nucleótido (7630delT) en el gen causa síntomas de afasia reversible, hemiparesia derecha , hemianopsia , intolerancia al ejercicio , deterioro mental progresivo y baja estatura . ^[16] Además, un paciente con una mutación sin sentido (7896G>A) del gen resultó en fenotipos como baja estatura , bajo peso , microcefalia , anomalías cutáneas , hipotonía grave y reflejos normales . ^[17] Una nueva mutación heteroplasmática (7587T>C) que alteró el codón de iniciación del gen MT-CO2 en pacientes ha mostrado manifestaciones clínicas como ataxia progresiva de la marcha , deterioro cognitivo , atrofia óptica bilateral , retinopatía pigmentaria , disminución de la visión del color y leve atrofia muscular distal . ^[18]

Otros

La miopatía juvenil , la encefalopatía , la acidosis láctica y el accidente cerebrovascular también se han asociado con mutaciones en el gen MT-CO2 . ^[5]

Interacciones

Se sabe que el MT-CO2 interactúa con el citocromo c mediante la utilización de un anillo de lisina alrededor del borde hemo que contiene carboxilo del citocromo c en el MT-CO2, incluido el glutamato 129, el aspartato 132 y el glutamato 19.

Referencias

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Lectura adicional

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Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que se encuentra en el dominio público .