АМФ-дезаминаза (AMPD1). Выявление мутации C34T

Важные замечанияНазвание генаЛокализация гена на хромосомеФункция генаГенетический маркерЧастота встречаемости в популяцииОписаниеИнтерпретация результатов

Маркер связан с особенностями развития скелетных мышц. Исследуется для выявления способности переносить продолжительные физические нагрузки.

Название гена – AMPD1

OMIM - 102770

Локализация гена на хромосоме – 1p13.2

Функция гена

Ген AMPD1 кодирует аденозинмонофосфат-дезаминазу 1, специфичный для скелетных мышц белок, участвующий в регуляции энергетических процессов. Он катализирует дезаминирование аденозин монофосфата (АМР, англ. аdenosine monophosphate) до инозина монофосфата (IMP, англ. inosine monophosphate) и играет важную роль в цикле пуриновых нуклеотидов.

Генетический маркер C34T

Участок ДНК в составе гена AMPD1, в котором происходит замена цитозина (С) на тимин (Т) в позиции 34, называется генетическим маркером C34T. Если в данной позиции находится цитозин, такой вариант гена обозначается как С-аллель, а если тимин – Т-аллель.

В результате данной замены кодон, кодирующий аминокислоту глутамин, замещается на стоп-кодон и синтез белка на нем прекращается. Синтезируется укороченный белок, лишенный каталитической активности.

Возможные генотипы

  • С/С
  • С/Т
  • Т/Т

Частота встречаемости в популяции

Частота встречаемости аллеля Т в европейской популяции составляет 11 %.

Описание

В регуляции энергетического обмена в живых организмах принимает участие фермент – аденозинмонофосфат-дезаминаза (АМФ-дезаминаза). У человека существует 3 изоформы АМФ-дезаминаз: ген AMPD1 кодирует M (muscle, мышечную) изоформу, ген AMPD2 кодирует L (liver, печеночную) изоформу и ген AMPD3 кодирует E (erythrocyte, эритроцитарную) изоформу белка АМФ-дезаминазы.

Ген AMPD1 кодирует аденозинмонофосфат-дезаминазу 1, специфичый для скелетных мышц белок, участвующий в регуляции энергетических процессов. Он катализирует дезаминирование аденозин монофосфата (АМР, англ. аdenosine monophosphate) до инозина монофосфата (IMP, англ. inosine monophosphate) и играет важную роль в цикле пуриновых нуклеотидов.

Участок ДНК в составе гена AMPD1, в котором происходит замена цитозина (С) на тимин (Т) в позиции 34, называется генетическим маркером C34T. Если в данной позиции находится цитозин, такой вариант гена обозначается как С-аллель, а если тимин – Т-аллель.

В результате данной замены кодон, кодирующий аминокислоту глутамин, замещается на стоп-кодон и синтез белка на нем прекращается. Синтезируется укороченный белок, лишенный каталитической активности.

Специфическая для скелетных мышц изоформа АМФ-дезаминазы активируется при выполнении краткосрочных физических упражнений высокой интенсивности и является важным регулятором метаболизма мышечной энергии при физической нагрузке.

Сравнивая две группы людей, исследователи выявили, что частота генотипа Т/Т и аллеля Т ниже в группе спортсменов скоростно-силовых видов спорта, по сравнению с группой людей, не занимающихся спортом. Это говорит о том, что при становлении спортивного мастерства у атлетов происходит естественный отбор, который дает преимущества спортсменам с благоприятными для спортивных достижений вариантами генов. Таким образом, аллель С гена AMPD1 можно считать маркером предрасположенности к скоростно-силовым видам мышечной деятельности. В то время как наличие в генотипе аллеля Т негативно сказывается на самочувствии человека при тяжелых физических нагрузках (может отмечаться слабость, быстрая утомляемость и мышечные судороги).

С другой стороны, была показана ассоциация наличия Т - аллеля в генотипе больных с ишемической болезнью сердца и сердечной недостаточностью и более редкой встречаемостью у них ожирения и диабета. То есть носительство генотипа С/Т или Т/Т является защитой от развития ожирения и диабета у таких пациентов. Аллель Т также ассоциирован с лучшей выживаемостью пациентов с ишемической болезнью сердца. Это связано с повышением концентрации аденозина в сердечной мышце, что защищает её во время ишемических событий и продляет пациенту жизнь.

Интерпретация результатов

  • С/С – каталитическая активность АМФ-дезаминазы 1 не нарушена
  • С/Т - каталитическая активность АМФ-дезаминазы 1 снижена
  • Т/Т - каталитическая активность АМФ-дезаминазы 1 отсутствует

Результаты исследования должны интерпретироваться врачом в комплексе с другими генетическими, анамнестическими, клиническими и лабораторными данными.

Важные замечания

Для данного маркера не существует понятия «норма» и «патология», т.к. исследуется полиморфизм гена.

Литература

  • Fedotovskaya ON, Danilova AA, Akhmetov II. Effect of AMPD1 gene polymorphism on muscle activity in humans. Bull Exp Biol Med. 2013 Feb;154(4):489-91. [PMID: 23486588]
  • Krzysztof Safranow et al. AMPD1 gene mutations are associated with obesity and diabetes in Polish patients with cardiovascular diseases. J Appl Genet. 2011 February; 52(1): 67–76. [PMID: 21108053]
  • Anderson JL, Habashi J, Carlquist JF, Muhlestein JB, Horne BD, Bair TL, Pearson RR, Hart N. A common variant ofthe AMPD1 gene predicts improved cardiovascular survival in patients with coronary artery disease. J Am Coll Cardiol. 2000 Oct;36(4):1248-52. [PMID: 11028479]