与人类疾病相关的线粒体RNA加工及线粒体翻译机制

线粒体RNA加工
线粒体tRNA基因突变是人类母系遗传性 疾病的主要原因，如导致受损的tRNA加工的 几种tRNA基因突变会导致非综合征型耳聋。 RNaseP 中的MRPP2是短链脱氢酶/还原酶 （SDR）家族的一个成员，突变会造成2methyl-3hydroxybutyrul-CoA缺乏症 （MHBD）。此外，这种蛋白质与阿尔茨海默 病和X连锁精神发育迟滞有关。
与人类疾病相关的线粒体RNA加工及线粒体翻译机制
正如上面阐述的，线粒体基因表达与人类疾 病的关系越来越密切，而且在线粒体基因表达机 制方面的研究已有了许多的突破。但线粒体 RNA加工和翻译下游过程的调控，转录后和翻 译后修饰作用等方面的研究仍处于初级阶段，所 以毫无疑问，这些研究领域将是线粒体生物学和 相关疾病研究的主攻方向。
线粒体翻译 核糖体蛋白质的翻译后Байду номын сангаас饰可以用来调节线 粒体翻译。其中一种常见的修饰手段就是磷酸化 作用。EF-Tumt的磷酸化与局部贫血反应有关
乙酰化、甲基化等其他的核糖体蛋白质修饰 也可能对线粒体翻译调控有重要作用。线粒体调 控蛋白翻译后修饰的作用是在还没有足够深入研 究的线粒体生物学中的另一重大研究领域。
与人类疾病相关的
线粒体RNA加工及 线粒体翻译机制
郭 丽
与人类疾病相关的线粒体RNA加工及线粒体翻译机制
线粒体的机能与人类健康的关系越来 越密切，它的表达障碍直接地与疾病相关， 包括癌症、神经退行性疾病、糖尿病、心 脏病等。因此，把与疾病相关的线粒体基 因表达机制研究透彻对治疗线粒体基础疾 病非常重要。 目前，在线粒体基因的复制、转录方 式等方面已进行了较为深入的研究，下面 主要介绍一下与与疾病有直接关系的线粒 体RNA加工及线粒体翻译机制。
线粒体RNA加工
线粒体调节蛋白中的PPR结构域，在人体 中共有七种PPR蛋白已经确定，分别是POLRMT、 LRPPRC、MRPS27、MRPP3以及PTCD1-3，它们都 定位于线粒体，并且主要是在线粒体RNA加工和 翻译中起作用。 LRPPRC蛋白（LRP130）的突变 会导致a French Canadian variant of Leigh Syndrome，主要特点是细胞色素C氧化酶缺乏 症。
线粒体翻译
目前所发现并被公认的翻译终止因子有核 糖体释放因子（mtRRF），翻译释放因子 （mtRF1）以及它的同源mtRF1a（MTRF1L） 至今mtRF1的具体作用机制还没有确定，而它 的同源mtRF1a（MTRF1L）被证明对UAA和 UAG密码子处有终止翻译的能力。学者们一 直推测在这两种mRNAs上的翻译终止是由 mtRF1发生的特异性变化来执行的
线粒体RNA加工
mRNA和rRNA转录加尾是线粒体RNA加工 的一个关键步骤。在转录加尾过程中有两种 蛋白质参与其中，分别是线粒体的Poly(A)聚 合酶(MTPAP)和线粒体多核苷酸磷酸化酶 （PNPT1）。值得注意的是MTPAP是一个牵连 于极端肥胖的候选基因，而PNPT1与细胞衰老 和老化有关。
线粒体RNA加工
RNA的转录后修饰——RNA甲基化和假尿 苷酸化修饰作用，但有关的rRNA修饰酶还没 有明确地鉴定出来。唯一的例外就是高度保 守的位于12S rRNA末端附近的两个相邻的腺 嘌呤残基的N6-二甲基化作用，它是由在人类 细胞中的h-mtTFB1体现。h-mtTFB1突变导致 非综合征母系遗传和抗生素致聋。
线粒体翻译
线粒体翻译的起始、延伸以及终止都需要 多种因子的参与完成。一些翻译因子的功能行 使与人类疾病有重要联系。
哺乳动物线粒体翻译起始需要利用两种翻 译起始因子IF2mt(MTIF2)和IF3mt(MTIF3)。 在IF2mt基因中的突变会使人易患帕金森氏症。
线粒体翻译 对于线粒体准确翻译所要求的关键还有延伸 因子Tu（EF-Tu）对tRNA分子的正确识别以及 与其相互作用。在EF-Tumt中的单一突变会导致 由于降低了线粒体翻译而引起的小儿脑病，在 EF-G1mt中的致病突变会造成严重地降低线粒体 翻译，导致疾病小儿脑病、Early-onset Leigh syndrome、Progressive hepatoencephalopathy的 发生。
线粒体RNA加工
发生在线粒体中的另一种常见的RNA修饰 是假尿苷酸化。在假尿苷酸化合酶1（PUS1）
中的突变涉及到了肌病，乳酸性酸中毒和铁粒
幼细胞性贫血（MLASA），其中下降的线粒
体翻译可能是由于受损线粒体tRNA假尿苷酸
化。
线粒体翻译
目前对哺乳动物线粒体mRNA识别和翻译 其实需要的信号和因子的研究还十分不足。但 其中的一个突破时TACO1的鉴定，在TACO1 基因中的突变会导致细胞色素c氧化酶的缺乏 病以及迟发性Leigh综合征。进入核糖体装配 前MRPL32需要线粒体m-AAA蛋白酶处理， 并且受截瘫蛋白功能丢失的影响，它的突变会 导致遗传性痉挛性截瘫以及氧化磷酸化异常。