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다이나민 유사 120 kDa 단백질

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다이나민 유사 120 kDa 단백질, 미토콘드리아(영어: dynamin-like 120 kDa protein, mitochondrial, OPA1)는 인간에서 OPA1 유전자에 의해 암호화되는 단백질이다.[1][2] 이 단백질은 미토콘드리아 내막에서 미토콘드리아 융합 및 크리스타 구조를 조절하고 ATP 합성 및 세포자살[3][4][5], 미토콘드리아의 모양 유지에 기여한다.[6] 이 유전자의 돌연변이는 우성 시신경 위축(dominant optic atrophy, DOA)과 관련되어 시력, 청력, 근육 수축 및 관련 기능 장애의 손실을 초래한다.[2][3][7]

구조[편집]

이 유전자에 대해 엑손 4와 4b 및 5b로 명명된 2개의 신규 엑손의 대체 스플라이싱으로 인해 다른 아이소형을 암호화하는 8개의 전사체 변이체가 보고되었다.[2] 이들은 미토콘드리아 내막에 부착되는 긴 동질형(L-OPA1)과 미토콘드리아 외막 근처의 막 사이 공간에 국한되는 짧은 동질형(S-OPA1)의 두 가지 유형의 동질형이 존재한다.[8] S-OPA1은 절단 부위 S1 및 S2에서 L-OPA1의 단백질 분해에 의해 형성되어 막횡단 도메인을 제거한다.[5]

기능[편집]

이 유전자 산물은 다이나민 관련 GTP 분해 효소와 유사한 핵 암호화된 미토콘드리아 단백질이다. 미토콘드리아 네트워크의 구성 요소 중 하나이다.[2] OPA1 단백질은 미토콘드리아 내부 막에 국한되어 미토콘드리아 융합과 크리스타 구조를 조절한다.[3] OPA1은 미토푸신 1 및 2와 협력하여 미토콘드리아 융합을 매개하고 2개의 L-OPA1 및 1개의 S-OPA1의 올리고머화에 의한 크리스타 리모델링에 참여하며, 이는 다른 단백질 복합체와 상호작용하여 크리스타 구조를 변경한다.[4][9] 이는 산화적 인산화 및 세포자살에서의 역할에 기여하는데, 이는 낮은 에너지 기질 이용 가능성 동안 미토콘드리아 활성을 유지하는 데 필요하기 때문이다.[3][4][5] 또한, OPA1에 의한 미토콘드리아 크리스타의 안정화는 미토콘드리아 기능 장애, 시토크롬 c 방출 및 활성산소종 생성을 방지하여 세포자살을 예방한다.[10] 미토콘드리아 SLC25A 수송체는 이러한 낮은 수준을 감지하고 OPA1 올리고머화를 자극하여 크리스타를 조이고 ATP 합성효소의 조립을 강화하며 ATP 생산을 증가시킬 수 있다.[4] 세포자살 반응으로 인한 스트레스는 OPA1 올리고머화를 방해하고 미토콘드리아 융합을 방지할 수 있다.[5]

임상적 중요성[편집]

이 유전자의 돌연변이는 시신경 위축증인 1형 시신경 위축증과 관련이 있다. 이 시신경 병증은 진행성 시력 상실을 초래하여 많은 경우 법적 실명에 이르게 한다.[2] 특히 우성 시신경 위축은 OPA1의 GTP 분해 효소 도메인 돌연변이로 추적되어 감각 신경성 난청, 운동실조, 감각운동 신경병증, 진행성 외안근마비 및 미토콘드리아 근육병증을 유발한다.[3][7] 돌연변이가 청각 신경 섬유의 변성을 유발할 수 있기 때문에 인공 와우 장치는 OPA1 유래 청력 상실 환자의 청력 역치 및 언어 지각을 개선하는 치료 수단을 제공한다.[3]

OPA1 및 MFN2를 포함하는 미토콘드리아 융합은 파킨슨병과 관련될 수 있다.[7]

상호작용[편집]

OPA1은 다음과 상호 작용하는 것으로 나타났다.

참고[편집]

  • Kjer 시신경병증

각주[편집]

  1. ↑ “Demonstration of a founder effect and fine mapping of dominant optic atrophy locus on 3q28-qter by linkage disequilibrium method: a study of 38 British Isles pedigrees”. 《Human Genetics》 102 (1): 79–86. Jan 1998. doi:10.1007/s004390050657. PMID 9490303. 
  2. ↑ 가 나 다 라 마 “Entrez Gene: OPA1 optic atrophy 1 (autosomal dominant)”. 
  3. ↑ 가 나 다 라 마 바 “OPA1-related auditory neuropathy: site of lesion and outcome of cochlear implantation”. 《Brain》 138 (Pt 3): 563–76. Mar 2015. doi:10.1093/brain/awu378. PMC 4339771. PMID 25564500. 
  4. ↑ 가 나 다 라 마 바 사 아 자 차 카 “OPA1-dependent cristae modulation is essential for cellular adaptation to metabolic demand”. 《The EMBO Journal》 33 (22): 2676–91. Nov 2014. doi:10.15252/embj.201488349. PMC 4282575. PMID 25298396. 
  5. ↑ 가 나 다 라 “The i-AAA protease YME1L and OMA1 cleave OPA1 to balance mitochondrial fusion and fission”. 《The Journal of Cell Biology》 204 (6): 919–29. Mar 2014. doi:10.1083/jcb.201308006. PMC 3998800. PMID 24616225. 
  6. ↑ “Quantification of mitochondrial morphology in neurites of dopaminergic neurons using multiple parameters.”. 《J Neurosci Methods》 262: 56–65. 2016. doi:10.1016/j.jneumeth.2016.01.008. PMC 4775301. PMID 26777473. 
  7. ↑ 가 나 다 “Syndromic parkinsonism and dementia associated with OPA1 missense mutations”. 《Annals of Neurology》 78 (1): 21–38. Mar 2015. doi:10.1002/ana.24410. PMC 5008165. PMID 25820230. 
  8. ↑ “Extramitochondrial OPA1 and adrenocortical function” (PDF). 《Molecular and Cellular Endocrinology》 381 (1–2): 70–9. Dec 2013. doi:10.1016/j.mce.2013.07.021. PMID 23906536. 
  9. ↑ “The effect of OPA1 on mitochondrial Ca²⁺ signaling”. 《PLOS ONE》 6 (9): e25199. 2011. doi:10.1371/journal.pone.0025199. PMC 3182975. PMID 21980395. 
  10. ↑ “The OPA1-dependent mitochondrial cristae remodeling pathway controls atrophic, apoptotic, and ischemic tissue damage”. 《Cell Metabolism》 21 (6): 834–44. Jun 2015. doi:10.1016/j.cmet.2015.05.007. PMC 4457892. PMID 26039448. 
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