Tu 翻译延伸因子，线粒体； TUFM

线粒体翻译伸长因子 Tu
EF-Tu、线粒体
EF-TuMT

HGNC 批准的基因符号：TUFM

细胞遗传学定位：16p11.2 基因组坐标（GRCh38）：16:28,842,410-28,846,347（来自 NCBI）

▼ 克隆和表达

线粒体延伸因子Tu（EF-TuMT，或TUFM）在细胞核中编码，在线粒体翻译装置中发挥作用。凌等人（1997）确定了 1,677 bp 的完整人类 TUFM cDNA 序列，包括 101 bp 5 引物非翻译区和 207 bp 3 引物非翻译区。预测的蛋白质约为 49.8 kD，由 455 个氨基酸组成，推定的 N 端线粒体前导序列约为 50 个氨基酸。预测的氨基酸序列与来自酵母和细菌的其他 EF-Tu 蛋白序列具有高度相似性。Northern 印迹分析在人肝脏中检测到大约 1.7 kb TUFM 转录物。

▼ 基因功能

线粒体核是一种大型复合体，平均含有 5 至 7 个线粒体 DNA（mtDNA）基因组和几种参与 mtDNA 复制和转录以及相关过程的蛋白质。博根哈根等人（2008）之前已表明 TUFM 与天然纯化的 HeLa 细胞核相关。使用甲醛交联技术，他们发现 TUFM 与 mtDNA 共纯化，并且是一种核心核蛋白。

▼ 基因结构

Ling 等人（1997）确定 TUFM 基因包含 10 个外显子，跨度约为 3.6 kb。

▼

凌映射等人（1997）通过同位素原位杂交和体细胞杂交 DNA 的 PCR 分析将 TUFM 基因分配给 16p11.2。此外，他们还鉴定了一个无内含子假基因并将其定位到 17q11.2。通过体细胞杂交分析和辐射杂交作图，Shah 等人（1998）确认了 TUFM 基因分配给 16p11.2。他们还将 TUFM 假基因定位于 17 号染色体的着丝粒区域。

▼ 生化特征

晶体结构

施明等人（2009）提出了与 EF-Tu 和氨酰基-tRNA 复合的嗜热栖热菌 70S 核糖体的晶体结构，分辨率精化至 3.6 埃。该结构揭示了 tRNA 变形的细节，使氨酰基-tRNA 能够同时与 30S 亚基的解码中心和因子结合位点的 EF-Tu 相互作用。EF-Tu和氨酰-tRNA的一系列构象变化表明EF-Tu的解码中心和鸟苷三磷酸酶中心之间存在通讯途径。

沃里斯等人（2010）用 GTP 类似物以 3.2 埃的分辨率测定了与核糖体结合的延伸因子 Tu（EF-Tu）和氨酰 tRNA 的晶体结构。EF-Tu 处于其活性构象，催化 his84 协调亲核水就位，对 GTP 的 γ-磷酸进行内联攻击。这种激活的构象是由于 his84 与 23S 核糖体 RNA 的八叠球菌素-蓖麻毒素环的 A2662 之间关键且保守的相互作用所致。利贾斯等人（2011）对 Voorhees 等人的论文进行了评论（2010），指出他们将 EF-Tu 的 his84 鉴定为催化水分子的去质子在原子结构方面存在问题，并表明 GTP 的末端磷酸盐更有可能是合适的质子受体。沃里斯等人（2011）回答说 Liljas 等人生成的实验和模型（2011）也存在问题，并建议需要进一步研究来明确确定 EF-Tu 水解 GTP 的机制。

▼ 分子遗传学

线粒体蛋白质翻译是线粒体内由 mtDNA 编码的 RNA 和核 DNA 编码的蛋白质组成的装置执行的复杂过程。人类绝大多数线粒体翻译缺陷与 RNA 编码 mtDNA 基因的突变有关。Valente 等人对线粒体翻译缺陷患者进行了基因研究（2007）在一名受影响的婴儿中发现了线粒体延长因子 G1（EFG1; 606639）的新突变，并且首次在另一名婴儿的线粒体延长因子 Tu 中发现了新的突变。两名患者均患有严重乳酸酸中毒和快速进展的致命性脑病，与联合氧化磷酸化缺陷 4（COXPD4；610678）一致。EFG1突变患者患有早发Leigh综合征，

Kohda 等人在来自 2 个不相关家庭的 4 名患有 COXPD4 的婴儿中（2016）鉴定了 TUFM 基因的双等位基因突变（602389.0002-602389.0003）。这些突变是通过对 142 名无亲属关系的儿童期发病的线粒体呼吸链疾病患者进行高通量外显子组测序发现的，并通过桑格测序得到证实。这些突变随着家族中的疾病而分离。野生型 TUFM 的补充恢复了 1 名患者成纤维细胞中复合物 I 和 IV 的组装以及复合物 IV 的活性水平。

▼ 等位基因变体（3 个选定示例）：.

0001 组合氧化磷酸化缺陷 4
TUFM、ARG339GLN
Valente 等人在一名患有联合氧化磷酸化缺陷（COXPD4; 610678）的意大利婴儿中进行了研究（2007）鉴定了 TUFM 基因中的纯合错义突变：导致线粒体延伸因子 Tu 中 arg339 到 gln 取代（R339Q）的 1016G-A 转变。该患者患有极其严重的综合征，主要是乳酸性酸中毒和迅速致命的脑病，伴有弥漫性囊性脑白质营养不良和小多脑回症，这是一种早在出生前就发生的大脑发育异常。血液中肝酶的适度升高和偶发性高氨血症表明轻度肝脏受累，但从未进展为肝衰竭。其他组织，特别是心脏，在临床上幸免于难。患者于 14 个月大时死亡。

.0002 组合氧化磷酸化缺陷 4
TUFM、LEU147HIS
Kohda 等人在 2 名同胞（先证者 559）中合并氧化磷酸化缺陷 4（COXPD4；610678）（2016）在 TUFM 基因中发现了一个纯合的 c.440T-A 颠换（c.440T-A，NM_003321），导致 leu147 到 his（L147H）的取代。来自无关家族的两个类似受影响的同胞（先证者 622）是 L147H 突变和 1 bp 缺失（c.162delC；602389.0003）的复合杂合子，导致 tyr54 到 ter（Y54X）的替换。这些突变是通过高通量外显子组测序发现的，并通过桑格测序证实，与家族中的疾病分开。根据 dbSNP（版本 137）、外显子组测序项目（ESP6500）和 ExAC（2014 年 2 月）数据库筛选变体。

.0003 组合氧化磷酸化缺陷 4
TUFM, 1-BP DEL, 162C
用于讨论 TUFM 基因中的 1-bp 缺失（c.162delC, NM_003321），导致 tyr54-to-ter（Y54X）取代，在 2 个具有组合氧化磷酸的同胞中以复合杂合状态发现Kohda 等人的 lation 缺陷 4（COXPD4；610678）（2016），参见 602389.0002。