АМФ-дезаминаза (AMPD1). Выявление мутации C34T

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

Метод исследования

Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь, буккальный (щечный) эпителий.

Как правильно подготовиться к исследованию?

Специальной подготовки не требуется.

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

Встречаемость в популяции

Встречаемость аллеля Т в европейской популяции составляет 11 %.

Общая информация об исследовании

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.

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 людям 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 ее 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]