NADH-辅酶q10 氧化还原酶子单元A8; NDUFA8
NADH-辅酶 q10 氧化还原酶 1 α 亚复合物 8
HGNC 批准的基因符号：NDUFA8
细胞遗传学定位：9q33.2 基因组坐标（GRCh38）：9:122,132,466-122,159,779（来自 NCBI）
▼ 说明
NADH：辅酶q10氧化还原酶（complex I）嵌入线粒体内膜，催化氧化磷酸化的第一步。它将 NADH 的氧化与辅酶 q10 的还原以及质子跨内膜的易位结合起来。复合物I源自14至17子单元细菌复合物并获得真核来源的25至30子单元。NDUFA8 是一种真核复合物 I 子单元，位于线粒体膜间空间（Szklarczyk 等人总结，2011）。
▼ 克隆与表达
Triepels et al.（1998）报道了NADH的核编码NDUFA8子单元的cDNA序列的克隆：辅酶q10氧化还原酶，线粒体呼吸链的复合物I。NDUFA8开放解读码组包含519 bp，编码172个氨基酸。人 cDNA 序列与牛序列有 86.2% 的同一性，而人 NDUFA8 氨基酸序列与其牛对应物有 87.8% 的相似性。多组织印迹显示人类心脏、骨骼肌和胎儿心脏中 NDUFA8 mRNA 表达最高。
Szklarczyk et al.（2011）指出NDUFA8蛋白缺乏线粒体靶向信号和跨膜结构域。然而，它有 2 个 Cx（9）C 基序，其中包括膜间空间靶向信号。从 HEK293 细胞中分离出的线粒体的蛋白酶消化表明 NDUFA8 定位于膜间隙。
▼ 测绘
通过对啮齿动物/人类体细胞杂交体的PCR分析，Triepels et al.（1998）将人类NDUFA8基因定位到染色体9。通过辐射杂交分析，Emahazion et al.（1998）将NDUFA8基因定位到9q33.2-q34。 11.
▼ 生化特征
Szklarczyk等人（2011）利用分子模型发现NDUF8A中Cx（9）C基序的半胱氨酸不参与Fe-S簇结合，但可能稳定发夹构象，其中半胱氨酸之间的α螺旋对齐反并行方式。预计这种稳定的 α 螺旋会将 NDUF8A 捕获在线粒体膜间隙中并防止膜易位。
▼ 分子遗传学
线粒体复合物 I 缺乏症，核型 37
一名26岁的日本患者患有线粒体复合物I缺乏症，核型37（MC1DN37; Yatsuka et al.（2020）鉴定出NDUFA8基因的纯合突变（R47C；619272）603359.0001）。该突变经全外显子组测序鉴定并经桑格测序证实，在父母中以杂合状态存在。患者成纤维细胞中 NDUFA8 蛋白表达、线粒体超复合物表达、基础耗氧率、ATP 产生和复合物 I 活性均降低。用含有野生型 NDUFA8 的慢病毒进行补充可以挽救患者成纤维细胞中的这些缺陷。
Tort et al.（2020）在 2 名近亲西班牙吉普赛父母所生的同胞中，发现了 MC1DN37 的 NDUFA8 基因纯合错义突变（R98L；603359.0002）。该突变经全外显子组测序鉴定并经桑格测序证实，与家族中的疾病分离。两个同胞的成纤维细胞中 NDUFA8 蛋白表达和复合物 I 稳态表达、酶活性和组装均降低。两个同胞的成纤维细胞的线粒体形态也异常。用野生型 NDUFA8 慢病毒转导患者成纤维细胞挽救了复合物 I 酶活性缺陷。
多态性
Triepels et al.（1998）对 20 例皮肤成纤维细胞中分离出的酶复合物 I 缺陷患者的 NDUFA8 成纤维细胞 cDNA 进行了突变分析，发现了 2 个多态性：开放解读码组内的 126A-G 转换和 583A-G 转换在3素数非翻译区域。对照和复杂 I 缺陷患者中每种多态性的等位基因频率相似。
关联待确认
Bugiani 等人（2004）通过对 23 名患有孤立性线粒体复合物 I 缺陷的患者的整个线粒体 DNA 和 11 个核编码的子单元进行测序，发现 1 名患者的 2 个不同基因的变异是复合杂合的：ala224-to- NDUFS2基因（602985）中的val（A224V）替换和NDUFA8基因中的325G-A转换，导致glu109到lys（E109K）替换。该患者患有严重的新生儿肌张力低下、畸形特征、癫痫和脑干受累体征，导致 2 个月大时死亡。血浆乳酸间歇性偏高；骨骼肌中复合物 I 活性降低至对照值的 13%，但成纤维细胞中则正常。值得注意的是，该患者的父母是意大利近亲，每个人都携带一种变异。对患者的 cDNA 分析仅显示野生型 NDUFA8，这表明 325G-A 的变化与变异转录物的不稳定有关。250 个对照等位基因中均不存在这两种变体，但 325G-A 变体并未出现在高度保守的残基处。
评论
Smeitink 和 van den Heuvel（1999）回顾了有关人类核编码复合物 I 子单元的可用分子数据。
▼ 动物模型
Dickinson等人（2016）在国际小鼠表型联盟（IMPC）创建的1,751个基因敲除等位基因的研究中发现，人类NDUFA8的小鼠同源基因敲除是纯合致死的（定义为筛选后不存在纯合小鼠）断奶前至少 28 只幼崽）。
▼ 等位基因变异体（2个精选例子）：
.0001 线粒体复合物 I 缺陷，核类型 37
NDUFA8、ARG47CYS
一名26岁的日本患者患有线粒体复合物I缺乏症，核型37（MC1DN37; 619272），Yatsuka et al.（2020）在NDUFA8基因中发现了一个纯合的c.139C-T转换（c.139C-T, NM_014222.2），导致保守的保守区中arg47到cys（R47C）的取代地区。该突变通过全外显子组测序进行鉴定，并通过桑格测序进行确认。父母被证明是突变携带者。在gnomAD数据库中发现该突变的频率为0.0004%，但没有纯合子的报道。预计 R47C 取代会通过破坏盐桥相互作用来影响与其他复合物 I 子单元的稳定关联并损害复合物 I 组装。与对照组相比，患者成纤维细胞中的 NDUFA8 蛋白表达显着降低，线粒体超复合物的表达、基础耗氧率、ATP 产生和复合物 I 活性也降低。用含有野生型 NDUFA8 的慢病毒进行补充可以挽救患者成纤维细胞中的这些缺陷。Yatsuka 等人（2020）在 HEK293T 敲除细胞中表达野生型和 R47C 突变型 NDUFA8，发现野生型而非突变型 NDUFA8 挽救了复合物 I 组装缺陷。
.0002 线粒体复合物 I 缺陷，核类型 37
NDUFA8、ARG98LEU
2 名同胞，为近亲西班牙吉普赛父母所生，线粒体复合物 I 缺陷，核型 37（MC1DN37；619272），Tort et al.（2020）在NDUFA8基因中发现了纯合的c.293G-T颠换（c.293G-T, NM_014222.3），导致arg98-to-leu（R98L）取代。该突变通过全外显子组测序进行鉴定，并通过桑格测序进行确认。父母被证明是突变携带者。两名同胞的成纤维细胞和患者 2 的肌肉中 NDUFA8 蛋白表达和复合物 I 稳态表达均减少。两名同胞的成纤维细胞中复合物 I 酶活性和组装均减少。两个同胞的成纤维细胞的线粒体形态也异常。用野生型 NDUFA8 慢病毒转导患者成纤维细胞挽救了复合物 I 酶活性缺陷。
