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Abstrakt
Vergleichende Untersuchungen der Gene und Proteine der mitochondrialen Carboanhydrase (CA5) bei Wirbeltieren: Hinweise auf Genduplikation bei Säugetieren, wobei CA5A leberspezifisch und CA5B breit exprimiert und auf dem X-Chromosom lokalisiert ist
Roger S. Holmes
Mindestens fünfzehn Familien von Carboanhydrasen (CA) bei Säugetieren (EC 4.2.1.2) katalysieren die Hydratisierung von Kohlendioxid und damit verbundene Funktionen. Die Gene CA5A und CA5B kodieren bestimmte mitochondriale Enzyme und erfüllen wichtige biochemische Funktionen, darunter Ammoniakentgiftung und Glukosestoffwechsel. Mithilfe bioinformatischer Methoden wurden die Aminosäuresequenzen, Sekundärstrukturen und Genpositionen für CA5A- und CA5B-Gene und -Proteine anhand von Daten aus Wirbeltiergenomprojekten vorhergesagt. CA5A- und CA5B-Gene enthielten normalerweise 7 kodierende Exons für jedes der untersuchten Wirbeltiergenome. Menschliche CA5A- und CA5B-Untereinheiten enthielten 305 bzw. 317 Aminosäuren mit wichtigen Aminosäureresten, darunter mitochondriale Transitpeptide, drei Zinkbindungsstellen (His130, His132, His155) und eine aktive Tyr164-Stelle. Phylogenetische Analysen der CA5-Genfamilien bei Wirbeltieren deuten darauf hin, dass es sich um ein altes Gen in der Evolution der Wirbeltiere handelt, das im Genom eines Säugetiervorfahrens eine Genduplikation durchlief und die Genfamilien CA5A und CA5B bei Kloakentieren, Beuteltieren und eutherischen Säugetieren bildete. CA5A wurde überwiegend in der Leber exprimiert, während CA5B ein breites Gewebeverteilungsprofil aufwies, auf dem X-Chromosom lokalisiert war und während der Evolution der Säugetiere stärker konserviert war.