复合体 I，亚基 ND2； MTND2

NADH-辅酶q10氧化还原酶，ND2 亚基
NADH 脱氢酶，亚基 2

HGNC 批准的基因符号：MT-ND2

▼ 说明

线粒体 NADH 脱氢酶（复合物 I）的亚基 2 是 7 个线粒体 DNA（mtDNA）编码亚基（MTND1、MTND2、MTND3、MTND4、MTND4L、MTND5、MTND6）中的一个，包含在呼吸复合物 I（NADH：辅酶q10）的约 41 种多肽中氧化还原酶，EC 1.6.5.3）（Shoffner 和 Wallace，1995；Arizmendi 等，1992；Walker 等，1992；Anderson 等，1981；Attardi 等，1986；Chomyn 等，1985；Wallace等人，1986 年；奥利弗和华莱士，1982 年；华莱士等人，1994 年）。复合物 I 接受来自 NADH 的电子，将其转移至辅酶q10（辅酶 Q10），并利用释放的能量将质子泵过线粒体内膜。复合物 I 在 516000 下有更全面的描述。MTND2 可能是复合物疏水蛋白片段的一个组成部分（Ragan，1987）。

▼ 测绘

MTND2 由 mtDNA 富含鸟嘌呤的重（H）链编码，位于核苷酸对（nps） 4470 和 5511 之间（Anderson 等，1981；Wallace 等，1994）。它与 mtDNA 一起通过母系遗传（Giles 等，1980；Case 和 Wallace，1981）。

▼ 基因结构

MTND2 基因包含 1041 nps 的连续编码序列。它不包含内含子，以 ATT 起始密码子开始，以 UAA 终止密码子 U 结束（Anderson 等人，1981；Ojala 等人，1981；Montoya 等人，1981）。它被转录为多顺反子 H 链转录物的一部分，两侧为 tRNA（Met）和 tRNA（Trp） RNA。 tRNA 被切掉，释放出转录物 12，即 MTND2 mRNA。然后将 mRNA 聚腺苷酸化以完成终止密码子（Anderson 等人，1981；Ojala 等人，1981；Attardi 等人，1982）。

▼ 基因功能

预测的多肽的分子量为 38.9 kD（Anderson et al., 1981; Wallace et al., 1994）。然而，使用 Tris-甘氨酸缓冲液在 SDS-聚丙烯酰胺凝胶（PAGE）上的表观分子量为 31.5 kD，而使用尿素-磷酸缓冲液的表观分子量为 25 kD（Oliver 等人，1984 年；Oliver 和 Wallace，1982 年；Wallace 等人）等人，1986 年；Chomyn 等人，1985 年、1986 年；Wallace 等人，1994 年）。

▼ 分子遗传学

已在所示酶的以下核苷酸位置鉴定了限制性位点多态性（其中“+”=位点增益，“-”=相对于参考序列的位点丢失，Anderson等人等，1981）：Alu I：-4631、-4685、-4769、+4877、-4990、-5176；艾娃二号：+4481/10933、+5259； Dde I：-5003，+5076；海二号：+4830；海三号：-4563、+4793、-4848、-5261、+5315；哈哈我：+4831、+5351； HinfI：+4546、-4810、+5072、+5198；手机号码：+5372、+5389； Msp I：+4593，-4711； Rsa I：+4643、+4723、+4732/4735、+4745、-5054、+5164、+5492； Taq I：+5125、-5269、+5370（Wallace 等人，1994）。

MTND2 等位基因变异与 Leber 遗传性视神经病相关（LHON; 535000）；例如，参见 MTND2LHON4917G（516001.0001）和 MTND2LHON5244A（516001.0002）。

田中等人（1998）分析了 MTND2 5178 腺嘌呤/胞嘧啶（5178A/C）多态性，并报道 5178A 可能与长寿有关。这种取代导致残基 237 处的蛋氨酸氨基酸变为亮氨酸。Kokaze 等人（2001）报道了 5178A/C 多态性与日本人血清脂质水平的关联。携带5178A的男性的高密度脂蛋白胆固醇显着高于携带5178C的男性。携带 5178A 的女性的甘油三酯（TG）浓度显着低于携带 5178C 的女性。两种基因型之间的 TG 水平差异在绝经后女性中比在绝经前女性中更为明显。 5178A 似乎具有抗动脉粥样硬化作用。

在中国云南省的一项研究中，Yao 等人（2002）未能找到 mtDNA 5178A（或单倍群 D）与长寿之间的关联。

▼ 等位基因变异体（6 个精选示例）：

.0001 勒伯视神经萎缩
MTND2，LHON4917G

该等位基因将氨基酸 150 处高度保守的天冬氨酸转化为天冬酰胺。它通常与 LHON 患者（535000）的 MTND1*LHON4216 等位基因相关，但在 3% 的普通人群中也发现了这种情况。因此，其致病意义尚不确定。 4917（约翰斯和伯曼，1991）。

.0002 勒伯视神经萎缩
MTND2、LHON5244A

该等位基因将氨基酸 259 处高度保守的甘氨酸改变为丝氨酸。该突变是在一名 LHON（535000）患者中发现的，该患者还携带 MTND6LHON14484A、MTCYBLHON15257A、MTND5LHON13708A 和 MTCYBLHON15812A 等位基因。该突变是异质性的，可能导致了该 mtDNA 的发病机制（Brown 等人，1992）。

.0003 勒伯视神经萎缩
MTND2、LHON4640A

在俄罗斯的一个 LHON（535000）家庭中，Brown 等人（2001）在 MTND2 基因的核苷酸 4640 处发现了 C 到 A 的颠换，代表一种新的错义突变。 4640A 突变在 MTND2 氨基酸 57 处用甲硫氨酸取代了保守性较差的异亮氨酸。突变特异性限制性内切酶分析表明该突变是同质的。

.0004 线粒体复合体 I 缺乏
MTND2、2-BP DEL、5132AA

哺乳动物线粒体DNA被认为是严格母系遗传的。精子线粒体在早期胚胎发生中通过选择性破坏、失活或被大量过剩的卵母细胞线粒体简单稀释而消失。 Gyllensten 等人在几代种间回交后，通过 PCR 在小鼠体内检测到极少量的父系遗传 mtDNA（1991）。对此类杂交体和显微注射精子的小鼠卵母细胞的研究支持了这样的假设：精子线粒体是核编码蛋白破坏的目标（Cummins 等，1998；Shitara 等（1998，2000））。 Schwartz 和 Vissing（2002）报道了一名 28 岁男性患有线粒体肌病的病例，该病例是由于 MTND2 基因中 2 个碱基对的缺失导致 AAA 三联体 5132 至 5134 核苷酸处的 2 个腺嘌呤被删除。该突变起源于父系，占患者肌肉线粒体 DNA 的 90%。携带 2 bp 缺失的线粒体染色体的单倍型显然是父亲的单倍型；母亲和未受影响的姐妹有不同的单倍型。该患者患有严重的、终生的运动不耐受，并且从来不能跑超过几步。心脏和肺功能正常，其他方面都很好。父母和23岁的姐姐身体健康，运动耐量正常。肌病症状与轻微体力消耗引起的严重乳酸性酸中毒有关。左右股四头肌的活检显示，15% 的纤维属于参差不齐的红色类型。生化分析表明肌肉呼吸链线粒体酶复合物 I（252010）存在孤立性缺陷。没有肌肉萎缩的迹象。

.0005 线粒体复合体 I 缺陷
MTND2、TRP114TER

普尔克斯等人（2005）描述了一位 49 岁的女性，她从 10 岁起就经历了运动不耐受。她无法在学校参加体育活动，并且由于疲劳和肌痛，日常生活中的重复性运动任务总是遇到很大困难。诊断出慢性疲劳综合症。有轻度胸椎后凸、双侧轻度上睑下垂、早期轻度外眼肌麻痹。她的颈部屈曲也有轻微无力，四肢近端对称无力。重复测试导致功率快速疲劳。 49 岁时，她只能行走约 50 米，然后就出现疲劳和肌痛。生化分析显示复合物 I 缺乏（252010）。普尔克斯等人（2005）在 MTND2 基因中发现了一种新的异质性无义突变：4810G-A 转变导致色氨酸在位置 114 处变为终止密码子。这种变化预测了截短的 ND2 蛋白，从 C 末端丢失了 233 个氨基酸。该突变在肌肉中呈异质性，在血液中不存在。单纤维PCR分析显示突变mtDNA的比例与异常肌纤维形态呈正相关。

.0006 线粒体复合物 I 缺陷导致的 LEIGH 综合征
MTND2、LEU71PRO

Hinttala 等人在因线粒体复合物 I 缺陷（256000）而患有 Leigh 综合征的患者的成纤维细胞中（2006）鉴定了 MTND2 基因中的异质 4681T-C 转变，导致 ND2 亚基的第三跨膜螺旋中由 leu71 到 pro（L71P）取代。该患者患有进行性脑肌病，10 岁时因呼吸衰竭死亡。