镁转移工具 MRS2

MRS2是线粒体内膜中的镁通道蛋白，参与线粒体镁稳态的调节（Kolisek et al., 2003 ; Yamanaka et al., 2016）。

▼ 克隆与表达
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通过 U937 人单核细胞系 RNA 的数据库分析和 RT-PCR，Zsurka 等人（2001）克隆的 MRS2。预测的 443 个氨基酸蛋白质包含一个 N 端线粒体靶向序列和 2 个 C 端跨膜域。第一个跨膜结构域包含保守的基序（F/Y）GMN，这是细菌镁转运蛋白 CorA 家族的特征。RT-PCR 分析表明，Mrs2 在成年小鼠组织中普遍以低水平表达。EST 数据库分析显示 MRS2 序列源自各种成人、胚胎和肿瘤组织。荧光标记的人类 MRS2 定位于转染的 NIN3T3 小鼠胚胎成纤维细胞的线粒体，通过分级分析证实了这一定位。MRS2 的 N 端线粒体靶向序列在线粒体导入过程中被去除。

▼ 基因结构
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Zsurka 等（2001）确定 MRS2 基因包含至少 11 个外显子，跨度超过 21 kb。

▼ 测绘
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通过辐射杂交和基因组序列分析，Zsurka 等人（2001）将 MRS2 基因定位到染色体 6p22.3-p22.1。

Gross（2021）基于 MRS2 序列（GenBank AF288288 ）与基因组序列（GRCh38）的比对将 MRS2 基因定位到染色体 6p22.3 。

▼ 基因功能
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Zsurka 等（2001）表明，人类 MRS2 的表达部分恢复了线粒体镁浓度，而线粒体镁浓度在缺乏 Mrs2 的突变酵母中降低。人类 MRS2 的表达还减轻了酵母突变体中似乎继发于镁浓度降低的其他缺陷。

使用分离的酵母线粒体，Kolisek 等人（2003）证明快速、高容量的 Mg（2+）流入线粒体发生了，由线粒体膜电位的力驱动，但被 Cobalt（III） hexaammine，一种水合 Mg（2+）阳离子的类似物抑制。Mg（2+）流入酵母线粒体的速率与Mrs2 的表达水平相关，因为Mrs2 的过度表达显着增加了流入率，而Mrs2 的删除消除了流入率。交联实验表明线粒体膜中存在含有 Mrs2 的复合物，可能构成 Mrs2 同源寡聚体。这些结果表明，Mrs2 是线粒体内膜中的一种金属离子通道蛋白，是酵母线粒体中主要电泳 Mg（2+）流入系统的重要组成部分。

皮斯卡切克等人（2009）发现 HEK293 细胞中 MRS2 表达的组成型敲低导致细胞死亡。与对照细胞相比，通过有条件的组合式逐渐消耗 HEK293 细胞中的 MRS2 表达导致游离线粒体 Mg（2+）的稳态水平较低和线粒体 Mg（2+）摄取的能力降低。然而，从长远来看，HEK293 细胞中 MRS2 的条件性敲低也会导致线粒体呼吸复合体 I 的丢失、线粒体膜电位降低和细胞死亡。

山中等人（2016）发现敲除 HeLa 细胞中的 MRS2 会降低线粒体 Mg（2+）浓度，但会增加细胞溶质 Mg（2+）浓度。由于 MRS2 耗竭导致的线粒体 Mg（2+）稳态失调抑制了 TCA 循环并破坏了线粒体膜电位。线粒体膜电位的破坏导致能量代谢失调和 ATP 产量降低，使细胞更容易受到压力条件的影响。此外，MRS2 敲低影响线粒体形态，因为圆形线粒体的积累增加。