Gen UCHL1
Gen UCHL1 nằm trên nhiễm sắc thể số 4, cung cấp hướng dẫn để tạo ra một enzyme gọi là ubiquitin carboxyl-terminal esterase L1. Enzyme này được tìm thấy trong các tế bào thần kinh trên toàn bộ não. Ubiquitin carboxyl-terminal esterase L1 có thể tham gia vào bộ máy tế bào phá vỡ (phân hủy) các protein không cần thiết.
Chức năng chính
Trong tế bào, các protein bị hư hỏng hoặc dư thừa được gắn với các phân tử gọi là ubiquitin. Ubiquitin đóng vai trò như một tín hiệu để di chuyển các protein không cần thiết này vào các cấu trúc chuyên biệt được gọi là proteasomes để phân hủy. Hệ thống ubiquitin-proteasome hoạt động như hệ thống kiểm soát chất lượng của tế bào bằng cách loại bỏ các protein bị hư hỏng, dị dạng và dư thừa.
Mặc dù chức năng chính xác của ubiquitin carboxyl-end esterase L1 chưa được hiểu đầy đủ, nhưng dường như nó có hai chức năng của enzyme. Một trong số đó được gọi là hoạt động hydrolase, loại bỏ và tái chế các phân tử ubiquitin từ các protein bị phân hủy. Bước tái chế này rất quan trọng để duy trì quá trình suy thoái. Chức năng khác của enzyme, được gọi là hoạt động ligase, liên kết các phân tử ubiquitin với nhau để sử dụng trong việc đánh dấu protein thải bỏ.
Đột biến gây bệnh
Bệnh Parkinson
Một biến thể tương đối phổ biến (đa hình) trong gen UCHL1 có thể làm giảm nguy cơ phát triển bệnh Parkinson, đặc trưng bởi các vấn đề tiến triển về vận động và thăng bằng. Sự biến đổi dẫn đến sự thay đổi một trong những axit amin được sử dụng để tạo ra ubiquitin carboxyl-end esterase L1. Thay vì serine ở vị trí 18 trong chuỗi axit amin của enzyme, những người mắc chứng đa hình có axit amin tyrosine (Ser18Tyr hoặc S18Y). Thay đổi này phổ biến nhất ở quần thể Trung Quốc và Nhật Bản và ít xảy ra hơn ở quần thể châu Âu. Tính đa hình làm giảm hoạt tính ligase của ubiquitin carboxyl-end esterase L1 nhưng ít ảnh hưởng đến hoạt tính của hydrolase. Một số nghiên cứu cho thấy đa hình S18Y có thể giúp bảo vệ chống lại bệnh Parkinson, đặc biệt là ở người trẻ tuổi. Tuy nhiên, các nghiên cứu khác đã không cho thấy tác dụng này. Vẫn chưa rõ bằng cách nào sự biến đổi axit amin này có thể làm giảm nguy cơ phát triển bệnh Parkinson.
Một thay đổi khác trong gen UCHL1 có thể làm tăng nguy cơ mắc bệnh Parkinson. Đột biến này đã được báo cáo ở trường hợp hai anh em ruột mắc bệnh. Đột biến thay thế axit amin isoleucine bằng methionine ở vị trí 93 trong ubiquitin carboxyl-end esterase L1 (Ile93Met hoặc I93M). Đột biến dẫn đến giảm hoạt động của hydrolase, có thể phá vỡ hệ thống ubiquitin-proteasome. Thay vì bị phân hủy, các protein không cần thiết có thể tích tụ đến mức độc hại làm suy giảm hoặc giết chết các tế bào thần kinh trong não. Mất đi các tế bào này làm suy yếu giao tiếp giữa não và cơ bắp, cuối cùng não không thể kiểm soát chuyển động của cơ. Vẫn chưa rõ liệu đột biến gen UCHL1 này có phải là một yếu tố nguy cơ thực sự của bệnh Parkinson hay không, vì nó chỉ được xác định trong một gia đình.
Xem thêm Bệnh ParkinsonCác tên gọi khác
- MSY1
- neuron cytoplastic protein 9.5
- PARK5
- PGP9.5
- ubiquitin carboxyl-terminal esterase L1 (ubiquitin thiolesterase)
- ubiquitin thiolesterase
- UBL1
- UCHL-1
- UCHL1_HUMAN
References
- Genetic Testing Information. UCHL1 ubiquitin C-terminal hydrolase L1 [ Homo sapiens (human) ]. Retrieved May 28, 2021 from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene/7345
- Catalog of Genes and Diseases from OMIM. UBIQUITIN CARBOXYL-TERMINAL ESTERASE L1; UCHL1. Retrieved May 28, 2021 from https://omim.org/entry/191342
- U.S National Library of Medicine. UCHL1 gene. Retrieved May 28, 2021 from https://medlineplus.gov/genetics/gene/uchl1/