线粒体钙单向转运蛋白; MCU
卷曲螺旋结构域含有蛋白质 109A；CDC109A
HGNC 批准基因符号：MCU
细胞遗传学定位：10q22.1 基因组坐标（GRCh38）：10:72,692,143-72,887,694（来自 NCBI）
▼ 说明
MCU是线粒体内膜高度保守的蛋白质，对于线粒体钙的吸收至关重要（Baughman et al., 2011; De Stefani 等，2011）。
▼ 克隆与表达
Baughman 等人（2011）使用计算方法识别了人类 MCU。推导的蛋白质包含一个 N 端线粒体定位信号，后面是由高度保守的接头序列分隔的 2 个跨膜结构域。数据库分析揭示了脊椎动物、昆虫和原生动物中 MCU 的直系同源物。HeLa 细胞的蛋白质印迹分析表明，内源性 MCU 的表观分子量为 35 kD，与预测的 40 kD 蛋白质中线粒体靶向序列的裂解一致。蛋白酶消化和线粒体破坏实验将 MCU 定位于线粒体内膜，N 和 C 末端面向基质空间，跨膜结构域之间的连接序列面向膜间空间。
De Stefani et al.（2011）通过骨骼肌RNA的RT-PCR克隆了小鼠Mcu。RT-PCR 在所有检查的小鼠组织中检测到不同的 Mcu 表达，其中骨骼肌和肾脏中的表达最高，脑和脾中的表达最低。免疫细胞化学、免疫电子和生化分析表明，荧光或表位标记的 Mcu 在转染的 HeLa 细胞的线粒体内膜中表达。
▼ 基因功能
Baughman et al.（2011）通过对转染的HEK293细胞进行免疫沉淀分析，发现MCU与MICU1（CBARA1；CBARA1；605084），线粒体钙输入的调节剂。HeLa 细胞中 MCU 的沉默会减弱线粒体钙的吸收，与敲低的强度成比例。MCU 的敲低也减弱了钙诱导的三羧酸循环激活，但它并没有改变线粒体形态、膜电位或呼吸。通过注射脂质封装的小干扰 RNA 体内敲低小鼠肝脏 Mcu 不会改变肝脏外观或线粒体生理学，但会导致线粒体外钙脉冲响应的钙吸收损失。HeLa 细胞的凝胶过滤显示，表位或荧光标记的 MCU 在约 450 kD 的蛋白质复合物中与其自身相互作用。MCU 的敲低破坏了 450-kD 复合体。MCU 跨膜结构域之间的接头区域内 glu257、asp261 或 glu264 的突变会消除钙单向转运蛋白活性。MCU 连接区内的 ser259 突变赋予了对钌红相关线粒体钙摄取抑制剂的抗性。
De Stefani等人（2011）利用短干扰RNA发现，HeLa细胞中MCU的沉默显着降低了线粒体钙摄取的药理学诱导。然而，MCU 敲低并没有改变线粒体形态或膜电位。HeLa 细胞中小鼠 Mcu 的过度表达增加了组胺诱发的线粒体钙摄取和 HeLa 细胞对凋亡挑战的敏感性。在平面脂质双层中重组的纯化重组小鼠 Mcu 的生化分析表明，Mcu 具有线粒体钙单向转运蛋白的动力学和化学敏感性特征。Mcu 连接区域内高度保守的精氨酸和谷氨酸残基的突变消除了钙通道活性。
Konig et al.（2016）发现，小鼠Maip1（617267）与线粒体基质AAA（m-AAA）蛋白酶子单元Afg3l2（604581）相互作用，并与Afg3l1（603020）、Afg3l2和Spg7（602783）共迁移。大约2.3-MDa复合物。HeLa细胞中AFG3L2、SPG7或MAIP1的敲除显着降低了EMRE前体形式（SMDT1；615588），MCU 复合体的重要子单元。MAIP1 直接与 EMRE 相互作用，似乎可以保护未组装的 EMRE 前体免受 YME1L1（607472）的蛋白水解降解。相比之下，m-AAA 蛋白酶以孤立于 MAIP1 的方式降解未组装的 EMRE，从而调节大约 400-kD MCU 复合物的形成。m-AAA蛋白酶活性的丧失扰乱了小鼠神经元线粒体中神经元MCU的组装，解除了HeLa细胞中线粒体Ca（2+）通量的调节，并使胚胎小鼠神经元对线粒体通透性转换孔开放和MCU依赖性Ca（2+）敏感）-诱导细胞死亡。
▼ 测绘
Hartz（2011）根据MCU序列（GenBank AK025699）与基因组序列（GRCh37）的比对，将MCU基因定位到染色体10q22.1。
▼ 动物模型
Suarez et al.（2018）发现，与对照小鼠相比，链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠心脏（HW）和体重（BW）较低，且HW/BW和HW/胫骨长度比发生改变。糖尿病小鼠还表现出较高的葡萄糖耐量、较高的空腹血糖水平、较低的胰岛素和较高的甘油三酯水平。在定量 RT-PCR 和蛋白质印迹分析中，糖尿病小鼠心脏表现出 MCU 和 MCU 复合体成员表达的改变。心脏偏好的 MCU 表达恢复了糖尿病心脏中的线粒体钙处理和线粒体生物能学，并逆转了糖尿病小鼠的能量代谢。恢复正常的 MCU 水平还可以改善糖尿病小鼠的心脏功能，并减少糖尿病心脏的细胞凋亡、蛋白质氧化和梗塞面积。
