Gen PRKAG2
Gen PRKAG2 nằm trên nhiễm sắc thể 7, cung cấp hướng dẫn tạo ra một phần (tiểu đơn vị gamma-2) của một loại enzyme lớn hơn tên là protein kinase được kích hoạt bằng AMP (AMP-activated protein kinase - AMPK). Enzyme này giúp cảm nhận và đáp ứng nhu cầu năng lượng trong tế bào. Nó hoạt động trong nhiều mô, bao gồm cơ tim và cơ được sử dụng để vận động (cơ xương). Protein kinase được kích hoạt bởi AMP có thể liên quan đến giai đoạn phát triển của tim trước khi sinh, mặc dù vai trò của nó vẫn chưa rõ ràng.
Chức năng chính
AMPK điều chỉnh các đường tín hiệu hóa học liên quan đến nguồn năng lượng chính của tế bào, một phân tử tên là adenosine triphosphate (ATP). Sự phân hủy ATP giải phóng năng lượng để thúc đẩy nhiều loại phản ứng hóa học. AMPK được kích hoạt trong giai đoạn tế bào bị stress (chẳng hạn như nồng độ oxy thấp hoặc tập luyện cơ bắp) và khi ATP bị phá vỡ để tạo ra năng lượng. Nếu mức ATP trở nên quá thấp, enzyme sẽ khôi phục lại sự cân bằng năng lượng bằng cách hạn chế các phản ứng hóa học cần ATP và kích thích các cơ chế tạo ra ATP.
Nghiên cứu cho thấy AMPK có thể tham gia kiểm soát hoạt động của các gen khác, mặc dù nhiều gen trong số này chưa được xác định. Nó cũng có thể điều phối hoạt động của một số kênh ion trong tim. Các kênh này vận chuyển ion vào và ra khỏi tế bào cơ tim nên chúng giữ vai trò quan trọng trong cơ chế duy trì nhịp tim bình thường.
Đột biến gây bệnh
Hội chứng Wolff-Parkinson-White
Ít nhất bảy đột biến gen PRKAG2 gây ra hội chứng Wolff-Parkinson-White. Một số người mang những đột biến này cũng có các đặc điểm của bệnh cơ tim phì đại, một dạng bệnh tim làm cơ tim to ra và yếu đi, tuy nhiên mối liên hệ này chưa rõ ràng. Nghiên cứu cho thấy những đột biến này làm thay đổi hoạt động của protein AMPK trong tim, từ đó gián đoạn khả năng đáp ứng của enzyme với những thay đổi về nhu cầu năng lượng của tế bào. Tuy nhiên, người ta vẫn chưa rõ liệu những thay đổi di truyền kích hoạt quá mức enzyme hay làm giảm hoạt động của nó.
Nghiên cứu cho thấy những thay đổi trong hoạt động của protein AMPK cho phép một loại đường phức tên là glycogen tích tụ bất thường trong các tế bào cơ tim, khiến tế bào to ra rồi dẫn đến bệnh cơ tim phì đại. Người ta đang tìm hiểu liệu glycogen tích tụ bất thường trong tim có gây ra các vấn đề với tín hiệu điện đặc trưng của hội chứng Wolff-Parkinson-White.
Các nghiên cứu khác phát hiện ra hoạt động protein AMPK bị thay đổi có liên quan đến những thay đổi trong quy định của một số kênh ion trong tim. Những thay đổi này có thể dẫn đến nguy cơ gia tăng nhịp tim bất thường (loạn nhịp tim) ở những người mắc hội chứng Wolff-Parkinson-White.
Xem thêm Hội chứng Wolff-Parkinson-WhiteRung nhĩ gia đình
Bệnh cơ tim phì đại gia đình
Các vấn đề khác
Một số đột biến gen PRKAG2 đã được tìm thấy ở những người mắc các dạng bệnh tim khác. Ví dụ, một đột biến gây ra dạng bệnh tim rất nghiêm trọng gọi là bệnh tim dự trữ glycogen bẩm sinh gây chết người. Người mang đột biến này được sinh ra với trái tim rất to với tín hiệu điện tim bất thường, do đó họ bị suy hô hấp và suy tim sớm. Đột biến thay đổi axit amin trong tiểu đơn vị gamma-2 của protein AMPK, nó thay thế axit amin arginine bằng glutamine tại vị trí 531 (Arg531Gln hoặc R531Q). Rối loạn nghiêm trọng này có thể liên quan đến glycogen tích tụ bất thường trong tế bào cơ tim.
Các đột biến gen PRKAG2 khác liên quan đến các rối loạn ảnh hưởng đến cả cơ tim và cơ xương. Chúng thay đổi các axit amin đơn trong tiểu đơn vị gamma-2 của protein AMPK. Ngoài bệnh cơ tim phì đại và tín hiệu điện tim bất thường, người bệnh thường bị đau và cứng cơ đặc biệt sau khi tập thể dục. Người ta chưa rõ vì sao một số đột biến PRKAG2 dường như chỉ ảnh hưởng giới hạn ở tim, trong khi các đột biến khác gây ra các triệu chứng trên với cơ tim và cơ xương.
Các tên gọi khác
- AAKG
- AAKG2
- AAKG2_HUMAN
- AMP-activated protein kinase gamma2 subunit
- AMPK gamma2
- CMH6
- H91620p
- protein kinase, AMP-activated, gamma 2 non-catalytic subunit
- WPWS
Tài liệu tham khảo
- Genetic Testing Information. PRKAG2 protein kinase AMP-activated non-catalytic subunit gamma 2 [Homo sapiens (human)]. Retrieved December 08, 2022 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/51422/
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. GLYCOGEN STORAGE DISEASE OF HEART, LETHAL CONGENITAL. Retrieved December 08, 2022 from https://omim.org/entry/261740
- National Library of Medicine. PRKAG2 gene. Retrieved December 08, 2022 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/prkag2/