OMA1

OMA1
OMA1
식별자
에일리어스OMA1, 2010001O09Rik, DAB1, MPRP-1, YKR087C, ZMP펩티드가수분해효소, OMA1 아연 메탈로펩티드가수분해효소, MPRP1
외부 IDOMIM: 617081 MGI: 1914263 HomoloGene: 12070 GeneCard: OMA1
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

115209

67013

앙상블

ENSG00000162600

ENSMUSG000035069

유니프로트

Q96E52

Q9D8H7

RefSeq(mRNA)

NM_145243

NM_025909

RefSeq(단백질)

NP_660286

NP_080185

장소(UCSC)Chr 1: 58.42 ~58.55 MbChr 4: 103.17 ~103.23 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집

Metaloendopeptidase OMA1, 미토콘드리아는 사람에게서 OMA1 [5][6]유전자에 의해 암호화되는 효소이다.OMA1은 미토콘드리아 내막에 있는 Zn2+ 의존성 메탈로엔도펩티다아제이다.OMA1 약어는 m-AAA 단백질분해효소 [6]1과 중복되는 단백질 분해 활성에서 파생되었다.

OMA1 단백질 분해효소는 미토콘드리아 품질 제어 시스템과 에너지 대사의 교차점에서 작용하며, 그 활성화는 아포토시스의 맥락에서 외막 투과성 및 시토크롬c 방출과 관련이 있다.

포유동물 OMA1은 맥락의존적인 방법으로 [7][8][9][10]내막형성단백질 OPA1 및 시그널링펩타이드 DELE1을 절단할 수 있다.

진

인간의 OMA1 유전자는 염색체 1의 짧은 팔의 반대 가닥인 66kb의 9엑손(1p32.2-p32.1)에 걸쳐 있다.OMA1은 보존되며 생쥐와 효모와 같은 모델 유기체에서 상동체가 확인되었다.하지만, C. 엘레강스와 [11]드로소필라에서는 상동성이 발견되지 않았다.

구조.

인간의 OMA1 단백질은 524개의 아미노산으로 구성됩니다.핵암호화 단백질은 아미노 말단 미토콘드리아 수입 배열을 나타내며, 수입 시 제거되어 43.8 kDa 성숙한 단백질 분해 [12]효소가 생성된다.OMA1은 HEXXH Zn 결합2+ 동기가 있으며 MEROPS 데이터베이스는 OMA1을 M48C [13]패밀리의 메탈로엔도펩티다아제라고 분류한다.OMA1의 구조는 아직 해결되지 않았다.논란의 여지가 있는 두 가지 모델은 OMA1을 막 고정 단백질[11] 분해효소 또는 통합 막 단백질 분해 [14]효소로 설명한다.구글의 알파폴드 예측은 후자의 모델과 더 일치하지만, 아직까지는 현실적인 3D [15]구조를 제공하지 않았다.OMA1의 문맥 의존 규제는 이해되지 않습니다.포유류의 단백질은 확장된 카르복시 말단을 가지고 있으며,[16] 이것은 그것의 조절에 관여할 수 있다.

기능.

OMA1의 기능은 시간이 지남에 따라 [17]무척추동물과 포유류에서 뚜렷한 기질과 함께 진화했다.처음에 효모에서 "미토콘드리아 [6]내막에 있는 품질 관리 시스템의 새로운 구성요소"로 묘사된 포유동물 OMA1은 스트레스의존성 OPA1 [7][8]분열을 담당한다.Bax 및 Bak와 같은 아포토시스 자극과 다른 인자는 OMA1 활성화 및 OPA1 처리를 촉발할 수 있으며, 이는 외막 투과성 및 시토크롬 c [18][19]방출과 상관관계가 있다.DELE1 단백질은 또 다른 OMA1 기질이며, 세포로 분해될 때 방출되어 통합된 스트레스 [9][10]반응을 활성화할 수 있습니다.OMA1과 i-AAA 단백질 분해효소는 OPA1 기질을 공유하며 상호 단백질 분해 [20][21]가수분해로 서로를 조절하는 것이 제안되었다.OMA1은 기능적으로 m-AAA 단백질 분해효소 및 내막의 다른 비계 단백질(예: 포고닌 PHB1 및 PHB2)[22]과 상호작용한다.

임상적 의의

OMA1은 특정 질병과 직접 관련이 없다.OMA1 유전자에서 유의성이 불확실한 헤테로 접합 코드 배열 변이 3개가 근위축성 측삭경화증 [23]환자 190명의 화면에서 확인되었다.심부전 환자 1,000명을 대상으로 한 전체 엑솜 염기서열 분석 결과, 다형성 부호화 rs17117699(OMA1 p)와의 연관성이 밝혀졌다.Pe211Cys)[24]OMA1은 기질 OPA1과 DELE1을 통해 여전히 질병 관련성을 가질 수 있다.또한 파킨슨병과 관련된 특정 잘못된 경로의 PINK1 돌연변이는 OMA1에 [25]의해 소화되는 것으로 밝혀졌다. 뉴런의 조건부 OMA1 활성화는 생쥐의 [26]타우 과인산화와 함께 신경 변성으로 이어졌다.반면 OMA1 녹아웃 마우스는 생존이나 [27]수명에 명백한 영향을 주지 않고 가벼운 에너지 메타볼릭 변화를 보인다.또한 OMA1의 에너지 메타볼릭 조절과 스트레스 의존적 [28]시그널링을 고려할 때 OMA1은 암과 관련이 있는 것으로 제안되었다.

레퍼런스

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000162600 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000035069 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ "Entrez Gene: OMA1 zinc metallopeptidase".
  6. ^ a b c Kaser M, Kambacheld M, Kisters-Woike B, Langer T (November 2003). "Oma1, a novel membrane-bound metallopeptidase in mitochondria with activities overlapping with the m-AAA protease". The Journal of Biological Chemistry. 278 (47): 46414–23. doi:10.1074/jbc.m305584200. PMID 12963738.
  7. ^ a b Ehses S, Raschke I, Mancuso G, Bernacchia A, Geimer S, Tondera D, et al. (December 2009). "Regulation of OPA1 processing and mitochondrial fusion by m-AAA protease isoenzymes and OMA1". The Journal of Cell Biology. 187 (7): 1023–36. doi:10.1083/jcb.200906084. PMC 2806285. PMID 20038678.
  8. ^ a b Head B, Griparic L, Amiri M, Gandre-Babbe S, van der Bliek AM (December 2009). "Inducible proteolytic inactivation of OPA1 mediated by the OMA1 protease in mammalian cells". The Journal of Cell Biology. 187 (7): 959–66. doi:10.1083/jcb.200906083. PMC 2806274. PMID 20038677.
  9. ^ a b Guo X, Aviles G, Liu Y, Tian R, Unger BA, Lin YT, et al. (March 2020). "Mitochondrial stress is relayed to the cytosol by an OMA1-DELE1-HRI pathway". Nature. 579 (7799): 427–432. Bibcode:2020Natur.579..427G. doi:10.1038/s41586-020-2078-2. PMC 7147832. PMID 32132707.
  10. ^ a b Fessler E, Eckl EM, Schmitt S, Mancilla IA, Meyer-Bender MF, Hanf M, et al. (March 2020). "A pathway coordinated by DELE1 relays mitochondrial stress to the cytosol". Nature. 579 (7799): 433–437. Bibcode:2020Natur.579..433F. doi:10.1038/s41586-020-2076-4. PMC 7116715. PMID 32132706.
  11. ^ a b Levytskyy RM, Bohovych I, Khalimonchuk O (September 2017). "Metalloproteases of the Inner Mitochondrial Membrane". Biochemistry. 56 (36): 4737–4746. doi:10.1021/acs.biochem.7b00663. PMC 5792295. PMID 28806058.
  12. ^ Baker MJ, Lampe PA, Stojanovski D, Korwitz A, Anand R, Tatsuta T, Langer T (March 2014). "Stress-induced OMA1 activation and autocatalytic turnover regulate OPA1-dependent mitochondrial dynamics". The EMBO Journal. 33 (6): 578–93. doi:10.1002/embj.201386474. PMC 3989652. PMID 24550258.
  13. ^ "MEROPS - the Peptidase Database". www.ebi.ac.uk. Retrieved 2021-10-06.
  14. ^ Alavi MV (February 2021). "OMA1-An integral membrane protease?". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics. 1869 (2): 140558. doi:10.1016/j.bbapap.2020.140558. PMC 7770061. PMID 33130089.
  15. ^ "AlphaFold Protein Structure Database". alphafold.ebi.ac.uk. Retrieved 2021-10-06.
  16. ^ Zhang K, Li H, Song Z (May 2014). "Membrane depolarization activates the mitochondrial protease OMA1 by stimulating self-cleavage". EMBO Reports. 15 (5): 576–85. doi:10.1002/embr.201338240. PMC 4210089. PMID 24719224.
  17. ^ Duvezin-Caubet S, Koppen M, Wagener J, Zick M, Israel L, Bernacchia A, et al. (September 2007). "OPA1 processing reconstituted in yeast depends on the subunit composition of the m-AAA protease in mitochondria". Molecular Biology of the Cell. 18 (9): 3582–90. doi:10.1091/mbc.e07-02-0164. PMC 1951777. PMID 17615298.
  18. ^ Jiang X, Jiang H, Shen Z, Wang X (October 2014). "Activation of mitochondrial protease OMA1 by Bax and Bak promotes cytochrome c release during apoptosis". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 111 (41): 14782–7. Bibcode:2014PNAS..11114782J. doi:10.1073/pnas.1417253111. PMC 4205663. PMID 25275009.
  19. ^ Richter U, Lahtinen T, Marttinen P, Suomi F, Battersby BJ (October 2015). "Quality control of mitochondrial protein synthesis is required for membrane integrity and cell fitness". The Journal of Cell Biology. 211 (2): 373–89. doi:10.1083/jcb.201504062. PMC 4621829. PMID 26504172.
  20. ^ Anand R, Wai T, Baker MJ, Kladt N, Schauss AC, Rugarli E, Langer T (March 2014). "The i-AAA protease YME1L and OMA1 cleave OPA1 to balance mitochondrial fusion and fission". The Journal of Cell Biology. 204 (6): 919–29. doi:10.1083/jcb.201308006. PMC 3998800. PMID 24616225.
  21. ^ Rainbolt TK, Lebeau J, Puchades C, Wiseman RL (March 2016). "Reciprocal Degradation of YME1L and OMA1 Adapts Mitochondrial Proteolytic Activity during Stress". Cell Reports. 14 (9): 2041–2049. doi:10.1016/j.celrep.2016.02.011. PMC 4785047. PMID 26923599.
  22. ^ Deshwal S, Fiedler KU, Langer T (June 2020). "Mitochondrial Proteases: Multifaceted Regulators of Mitochondrial Plasticity". Annual Review of Biochemistry. 89: 501–528. doi:10.1146/annurev-biochem-062917-012739. PMID 32075415. S2CID 211216115.
  23. ^ Daoud H, Valdmanis PN, Gros-Louis F, Belzil V, Spiegelman D, Henrion E, et al. (May 2011). "Resequencing of 29 candidate genes in patients with familial and sporadic amyotrophic lateral sclerosis". Archives of Neurology. 68 (5): 587–93. doi:10.1001/archneurol.2010.351. PMID 21220648.
  24. ^ Hu D, Li S, Hu S, Sun Y, Xiao L, Li C, et al. (June 2020). "A Common Missense Variant in OMA1 Associated with the Prognosis of Heart Failure". Cardiovascular Drugs and Therapy. 34 (3): 345–356. doi:10.1007/s10557-020-06960-8. PMID 32236861. S2CID 214715802.
  25. ^ Sekine S, Wang C, Sideris DP, Bunker E, Zhang Z, Youle RJ (March 2019). "Reciprocal Roles of Tom7 and OMA1 during Mitochondrial Import and Activation of PINK1". Molecular Cell. 73 (5): 1028–1043.e5. doi:10.1016/j.molcel.2019.01.002. PMID 30733118. S2CID 73450413.
  26. ^ Korwitz A, Merkwirth C, Richter-Dennerlein R, Tröder SE, Sprenger HG, Quirós PM, et al. (January 2016). "Loss of OMA1 delays neurodegeneration by preventing stress-induced OPA1 processing in mitochondria". The Journal of Cell Biology. 212 (2): 157–66. doi:10.1083/jcb.201507022. PMC 4738383. PMID 26783299.
  27. ^ Quirós PM, Ramsay AJ, Sala D, Fernández-Vizarra E, Rodríguez F, Peinado JR, et al. (May 2012). "Loss of mitochondrial protease OMA1 alters processing of the GTPase OPA1 and causes obesity and defective thermogenesis in mice". The EMBO Journal. 31 (9): 2117–33. doi:10.1038/emboj.2012.70. PMC 3343468. PMID 22433842.
  28. ^ Alavi MV (November 2019). "Targeted OMA1 therapies for cancer". International Journal of Cancer. 145 (9): 2330–2341. doi:10.1002/ijc.32177. PMID 30714136. S2CID 73438438.