NADH-辅酶q10氧化还原酶Fe-S蛋白8; NDFS8

复合物 I,线粒体呼吸链,23-KD 子单元
TYKY

HGNC 批准的基因符号:NDUFS8

细胞遗传学位置:11q13.2 基因组坐标(GRCh38):11:68,030,681-68,036,644(来自 NCBI)

▼ 克隆与表达

参见 NDUFA2(602137)。复合物 I 的 NDUFS8 子单元在真核生物和原核生物中高度保守,包含 2 个 4Fe4S 铁氧还蛋白共有模式,这似乎为铁硫簇 N-2 提供了结合位点。 NDUFS8 cDNA 编码预测的 210 个氨基酸的蛋白质(Procaccio 等,1997)。

▼ 基因结构

德苏里等人(1998) 发现 NDUFS8 基因包含 7 个外显子,横跨大约 6 kb 的基因组 DNA。 Northern 印迹分析表明,NDUFS8 的表达无处不在,但在心脏和骨骼肌中表达最高。

▼ 测绘

德苏里等人(1998) 根据含有这两个基因的粘粒序列表明,NDUFS8 位于 ALDH7 附近的染色体 11q13 上。普罗卡西奥等人(1997) 还通过原位杂交将 NDUFS8 基因定位到 11q13。通过基于内含子的辐射杂交作图,Emahazion 和 Brookes(1998) 将 NDUFS8 基因对应到 11q13.1-q13.3。

邓巴等人(1997) 通过荧光原位杂交将 NDUFS8 基因定位到 3q28。 Emahazion 和 Brookes(1998) 指出 Dunbar 等人的 FISH 数据(1997)有缺陷。

▼ 分子遗传学

Loeffen 等人通过对 20 名患有孤立性酶复合物 I 缺陷的患者的扩增 NDUFS8 cDNA 进行循环测序,(1998) 发现 1 名患有这种疾病(MC1DN2; 618222) 的患者表现为 Leigh 综合征(见 256000),他是 2 个不同突变(602141.0001 和 602141.0002) 的基因复合体。这两种突变在 70 个对照等位基因中均不存在,并且在家族内共分离。

通过外显子组测序,Haack 等人(2012) 在来自 2 个不相关家庭的 3 名患有复合物 I 缺陷的患者中发现了 NDUFS8 基因(602141.0005-602141.0007) 的双等位基因突变。 2 名患者的疾病表现为 Leigh 综合征。

▼ 等位基因变异体(7 个精选示例):

.0001 线粒体复合体 I 缺陷,核类型 2
NDUFS8、PRO79LEU

在一名患有线粒体复合物 I 缺陷核型 2(MC1DN2; 618222) 的患者中,表现为 Leigh 综合征(见 256000),Loeffen 等人(1998) 鉴定了 NDUFS8 基因中的 236C-T 转变,导致 pro79 到 leu(P79L) 的取代。该患者是复合杂合子,另一个突变是 305G-A 转变,导致 arg102 替换为 his(R102H;602141.0002)。患者5周大时出现喂养不良、呼吸暂停和紫绀发作。这些症状从出生第一天起就存在,并在急性胃肠炎过程中升级。父母非近亲结婚。心脏检查显示患有中度肥厚性梗阻性心肌病。脑CT扫描显示广泛的白质低密度、轻度脑室扩大以及壳核和中脑的低密度对称性病变。该疾病继续恶化,导致 11 周岁时因心肺衰竭死亡。

.0002 线粒体复合体 I 缺陷,核类型 2
NDUFS8、ARG102HIS

讨论 NDUFS8 基因中的 arg102-to-his(R102H) 突变,该突变在表现为 Leigh 综合征(见 256000)的 2 型线粒体复合物 I 缺陷核型 2(MC1DN2; 618222) 患者中以复合杂合状态发现,作者为 Loeffen等人(1998),参见 602141.0001。

.0003 线粒体复合体 I 缺陷,核类型 2
NDUFS8、PRO85LEU

在一名迟发性线粒体复合物 I 缺陷核 2 型(MC1DN2; 618222) 表现为 Leigh 综合征(见 256000) 的患者中,Procaccio 和 Wallace(2004) 鉴定了 NDUFS8 基因中 2 个突变的复合杂合性:254C-T 转换,导致 pro85-to-leu(P85L) 取代,以及 413G-A 转变,导致 arg138-to-his(R138H; 602141.0004) 取代。患者在 7 岁时首次出现行走困难,随后发展为平衡障碍、构音障碍、轻度肌张力障碍和眼球震颤。脑成像显示壳核双侧对称病变。患者骨骼肌和淋巴母细胞中的复合物 I 活性分别降低至对照组的 31% 和 43%。蛋白质印迹分析显示NDUFS8蛋白和其他核复合物I子单元的量减少,表明NDUFS8可能在复合物I组装中发挥作用。 Procaccio 和 Wallace(2004) 表明,该患者的轻度表型可能是由于电子传输的部分保留所致,因为两种突变都没有破坏被认为与 4Fe-4S 簇相关的半胱氨酸基序。

.0004 线粒体复合体 I 缺陷,核类型 2
NDUFS8、ARG138HIS

Procaccio 讨论了 NDUFS8 基因中的 arg138-to-his(R138H) 突变,该突变在表现为 Leigh 综合征(256000) 的线粒体复合物 I 缺陷核 2 型(MC1DN2; 618222) 患者中以复合杂合状态发现。华莱士(2004),参见 602141.0003。

.0005 线粒体复合体 I 缺陷,核类型 2
NDUFS8、ARG77TRP

Haack 等人在患有复合物 I 缺陷核 2 型(MC1DN2; 618222) 的患者中(2012) 鉴定了 NDUFS8 基因中 2 个突变的复合杂合性:229C-T 转换导致 arg77-to-trp(R77W) 取代,476C-A 转换导致 ala159-to-asp(A159D; 602141.0006 ) 代换。两种突变都发生在高度保守的残基处。每个未受影响的父母都有一种突变是杂合的,这些突变是通过患者的外显子组测序确定的。患者患有线粒体脑病、肥厚性心肌病、肌张力低下和呼吸功能不全。肌肉和成纤维细胞中的复合物 I 活性分别为正常值的 38% 和 52%,并且与对照相比,完全组装的复合物 I 的量减少。野生型 NDUFS8 在患者成纤维细胞中的表达挽救了生化缺陷并恢复了复合物 I 的组装。

.0006 线粒体复合体 I 缺陷,核类型 2
NDUFS8,ALA159ASP

Haack 等人讨论了 NDUFS8 基因中的 ala159-to-asp(A159D) 突变,该突变在线粒体复合物 I 缺陷核 2 型(MC1DN2; 618222) 患者的复合杂合状态下发现(2012),参见 602141.0005。

.0007 线粒体复合体 I 缺陷,核类型 2
NDUFS8、GLU63GLN

在一名患有线粒体复合物 I 缺陷核型 2(MC1DN2; 618222) 的患者中,表现为 Leigh 综合征(参见 256000),Haack 等人(2012) 鉴定出 NDUFS8 基因中的纯合 187G-C 颠换,导致高度保守残基处的 glu63 到 gln(E63Q) 取代。通过对患者的外显子组测序发现,每个未受影响的父母都是杂合突变。这种纯合突变也存在于受影响的同胞中。患者患有 Leigh 综合征、肌张力低下和乳酸性酸中毒。一名患有癫痫发作,另一名患有肥厚性心肌病。先证者肌肉中的复合物 I 活性为 8%,成纤维细胞中为 54%,并且组装的复合物 I 量减少。患者成纤维细胞中野生型 NDUFS8 的表达挽救了生化缺陷并恢复了复合物 I 组装。