MTHFR

**Metilentetrahidrofolat-reduktaza** (**MTHFR**)  jest enzim  ograničavanja stope u metilnom ciklusu, koji je kod ljudi kodiran genom **MTHFR**sa  hromosoma 1. Metilentetrahidrofolat-reduktaza katalizira konverziju 5,10-metilentetrahidrofolata u 5-metiltetrahidrofolat, kosupstrat za remetilaciju homocisteina. Prirodne varijacije ovog gena uobičajene su kod inače zdravih ljudi. Iako je prijavljeno da neke varijante utiču na osjetljivost na okluzivnu vaskularnu bolest, defekt nervne cijevi, Alzhheimerovu bolest i druge oblike demencija, kolorektumsaki rak i akutnu leukemiju, nalazi iz malih ranih studija nisu reprodukovani. Neke mutacije ovog gena su povezane sa nedostatkom metilentetrahidrofolat-reduktaze. Nedostatak kompleksa I sa recesivnom spazamskom paraparezom je takođe povezan sa „“ varijantama *MTHFR*-a. Pored toga, aberantni promoter hipermetilacije ovog gena povezan je sa muškom neplodnošću i ponavljajućim spontanim pobačajima.

## Biohemija 
U koraku koji ograničava brzinu metilnog ciklusa, MTHFR nepovratno reducira 5,10-metilentetrahidrofolat (supstrat) u 5-metiltetrahidrofolat (proizvod).
* 5,10-metilen tetrahidrofolat koristi se za pretvaranje dUMP u dTMP za sintezu timidina *de novo*.
* 5-metiltetrahidrofolat se koristi za pretvaranje homocisteina (potencijalno toksične aminokiseline) u metionin, pomoću enzima metionin-sintaza. (Imati na umu da se homocistein takođe može pretvoriti u metionin pomoću enzima nezavisnog od folata, betain-homocistein metiltransferaza (BHMT).)

MTHFR sadrži vezani flavinski kofaktor i koristi NAD(P)H kao redukciono sredstvo.

## Aminokiselinska sekvenca
Dužina polipeptidnog lanca je 656 aminokiselina, a molekulska težina 74.597 Da.

1020304050
MVNEARGNSSLNPCLEGSASSGSESSKDSSRCSTPGLDPERHERLREKMR
RRLESGDKWFSLEFFPPRTAEGAVNLISRFDRMAAGGPLYIDVTWHPAGD
PGSDKETSSMMIASTAVNYCGLETILHMTCCRQRLEEITGHLHKAKQLGL
KNIMALRGDPIGDQWEEEEGGFNYAVDLVKHIRSEFGDYFDICVAGYPKG
HPEAGSFEADLKHLKEKVSAGADFIITQLFFEADTFFRFVKACTDMGITC
PIVPGIFPIQGYHSLRQLVKLSKLEVPQEIKDVIEPIKDNDAAIRNYGIE
LAVSLCQELLASGLVPGLHFYTLNREMATTEVLKRLGMWTEDPRRPLPWA
LSAHPKRREEDVRPIFWASRPKSYIYRTQEWDEFPNGRWGNSSSPAFGEL
KDYYLFYLKSKSPKEELLKMWGEELTSEESVFEVFVLYLSGEPNRNGHKV
TCLPWNDEPLAAETSLLKEELLRVNRQGILTINSQPNINGKPSSDPIVGW
GPSGGYVFQKAYLEFFTSRETAEALLQVLKKYELRVNYHLVNVKGENITN
APELQPNAVTWGIFPGREIIQPTVVDPVSFMFWKDEAFALWIERWGKLYE
EESPSRTIIQYIHDNYFLVNLVDNDFPLDNCLWQVVEDTLELLNRPTQNA
RETEAP

## Struktura 
[thumb|280px|right|[Sekundarna struktura MTHFR-a]]

MTHFR kod sisara sastoji se od N-terminalnog katalitskg domena i C-terminalnoh regulatornog domena. MTHFR ima najmanje dva promotora i dvije izoforme (70 kDa i 77 kDa).

## Regulaciija
## Struktura 
Aktivnost MTHFR može biti inhibirana vezivanjem dihidrofolata (DHF) i S-adenozilmetionina (SAM ili AdoMet). MTHFR također može biti fosforiliran – to smanjuje njegovu aktivnost za ~20% i omogućava da ga SAM lakše inhibira.

## Genetika 
Enzim je kodiran pomoću gena sa simbolom *MTHFR* na hromosomu 1 lokaciji p36.3 kod ljudi.. Postoje varijante sekvence DNK (genetički polimorfizam) povezane sa ovim genom.
U izvještaju 2000. godine broj polimorfizama je povećan na 24.
Dva najistraživnija suC677T (rs1801133) A1298C (rs1801131) jednonukleotidna polimorfizma (SNP).

### C677T SNP (Ala222Val) 
MTHFR nukleotid na poziciji 677 u genu ima dvije mogućnosti: C (citozin) ili T (timin). C na poziciji 677 (koja vodi do alanina na aminokiselini 222) je normalan alel. Alel 677T (koji vodi do supstitucije  valinom na aminokiselini 222) kodira termolabilni enzim sa smanjenom aktivnošću.

Jedinke sa dvije kopije 677C (677CC) imaju najčešći genotip. 677TT osobe (homozigoti) imaju nižu aktivnost MTHFR od CC ili CT (heterozigotnih) osoba. Oko deset posto populacije Sjeverne Amerike je T-homozigotno za ovaj polimorfizam. Postoji etnička varijabilnost u učestalosti alela T – učestalost kod Mediteranasc/Hispanaca je veća od učestalosti kod kavkazoida koja je, pak, veća nego kod Afrikanaca/Afroamerikanaca.

Stepen termolabilnosti enzima (procijenjen kao rezidualna aktivnost nakon toplotne inaktivacije) je mnogo veći kod osoba 677TT (18–22%) u poređenju sa 677CT (56%) i 677CC (66–67%). Odobe sa 677TT su predisponirani na blagu hiperhomocisteinemiju (visoki nivoi homocisteina u krvi), jer imaju manje aktivan MTHFR dostupan za proizvodnju 5-metiltetrahidrofolata (koji se koristi za smanjenje homocisteina). Nizak unos folatnog  vitamina hranom također može uzrokovati blagu hiperhomocisteinemiju.

Nizak unos folata utiče na osobe sa genotipom 677TT u većoj meri nego na one sa 677CC/CT genotipom. 677TT (ali ne i 677CC/CT) osobe sa nižim plazmatskim nivoima folata su pod rizikom od povišenih nivoa homocisteina u plazmi. In studies of human recombinant MTHFR, the protein encoded by 677T loses its FAD cofactor three times faster than the wild-type protein.  5-Methyl-THF usporava brzinu oslobađanja FAD-a u enzimima divljeg tipa i mutantnim enzimima, iako je u mnogo većoj mjeri u mutantnim enzimima. arterijske i venske tromboze i kardiovaskularna bolest. Osobe sa 677TT 677TT su pod smanjenim rizikom od akutne limfoblastne leukemije i raka debelog crijeva.

Mutacije u "MTHFR" genu mogu biti jedan od faktora koji dovode do povećanog rizika od razvoja shizofrenije. Shizofrenični pacijenti koji imaju alel rizika (T\T) pokazuju više nedostataka u izvršnofunkcijskim zadacima.

Genotip C677T je nekada bio povezan s povećanim rizikom od ponovnog gubitka trudnoće (RPL) kod nekavkazoida, međutim, ova veza je opovrgnuta posljednjih godiina. Smjernice za preporuke Američkog koledža za medicinsku genetiku sada navode da osobe s rekurentnim gubitkom trudnoće ne bi trebale biti testirane na varijante u MTHFR genu.

Također postoji privremena veza između MTHFR mutacija i demencija. Jedno istraživanje starije japanske populacije otkrilo je korelacije između MTHFR 677CT mutacije, Apo E polimorfizma i određenih tipova senilne demencije. Druga istraživanja su otkrila da osobe s mutacijama povezanim s folatom i dalje mogu imati funkcionalni nedostatak čak i kada su razine folata u krvi unutar normalnog raspona, i preporučena suplementacija metiltetrahidrofolata za potencijalno sprječavanje i liječenje demencije (zajedno s depresijom). Studija iz Kine iz 2011. također otkrila je da je C677T jednonukleotidni polimorfizam povezan sa Alzheimerovom bolešću u azijskoj populaciji (iako ne i kod evropeida).

C677T polimorfizam povezan je s rizikom od infarkta miokarda u afričkoj, sjevernoameričkoj i starijoj populaciji.

### A1298C SNP (Glu429Ala) 
Kod nukleotida 1298 MTHFR, postoje dvije mogućnosti: A ili C. 1298A (dovodi do Glu kod aminokiseline 429) je najčešći, dok je 1298C (koji vodi do zamjene Ala kod aminokiseline 429) rjeđi. 1298AA je "normalan" homozigot, 1298AC heterozigot, a 1298CC homozigot za "varijantu". U studijama ljudskog nrekombinantnog MTHFR, protein kodiran sa 1298C ne može se razlikovati od 1298A u smislu aktivnosti, termolabilnosti, oslobađanja FAD-a ili zaštitnog efekta 5-metil-THF.

MTHFR A1298C može imati ulogu ili kao pokretač u razvoju velikog depresivnog poremećaja ili kao prediktivni ili dijagnostički marker, moguće u kombinaciji sa C677T.

### Detekcija MTHFR polimorfizama 
ARMS-PCR metod s tripleksnim tetraprimerom razvijena je za simultanu detekciju polimorfizama C677T i A1298C s polimorfizmom A66G MTRR u jednoj PCR reakciji.

### Teški nedostatak MTHFR 
Teški nedostatak MTHFR-a je rijedak (oko 50 slučajeva širom svijeta) i uzrokovan je mutacijama koje rezultiraju sa 0–20% zaostalom enzimskom aktivnošću.

Studija o populaciji kineskih Ujgura pokazala je da je rs1801131 polimorfizam u MTHFR povezan sa nsCL/P u populaciji kineskih Ujgura. S obzirom na jedinstvene genetičke i ekološke karakteristike ujgurske populacije, ovi nalazi mogu biti od pomoći za istraživanje patogeneze ove složene bolesti.

## Epigenetika
MTHFR aberantni promotor hipermetilacija povezan je sa muškom neplodnošću. Štaviše, ovaj neprikladan epigenetički fenomen je uočen u uzorcima sperme neplodnih muškaraca koji pripadaju parovima sa historijom ponavljajućeg spontanog pobačaja. Nepravilna hipermetilacija MTHFR promotora može utjecati na dvije bitne uloge DNK metilacije u spermatogenetskim ćelijama, globalnog procesa metilacije genoma i genomskog utiskivanja očevih gena. Pored toga, hipermetilacija promotora gena MTHFR je također povezana sa gubitkom metilacije na H19 utisnutom genu u uzorcima sperme neplodnih muškaraca.  Aktivni oblik folata, L-metilfolat, može biti prikladan za ciljanje stanja na koje utiče MTHFR polimorfizam.

## Reakcija i metabolizam 
Ukupna reakcija koju katalizira MTHFR ilustrovana je na desnoj strani. Reakcija koristi donor NAD(P)H hidrida i kofaktor FAD. Enzim *E. coli* ima snažnu prednost za donor NADH, dok je enzim sisara specifičan za NADPH.
. 5-MTHF: 5-metiltetrahidrofolat; 5,10-metilentetrahidrofolat; BAX: Bcl-2-pridrućđženi X-protein; BHMT: betain-homocistein S-metiltransferaza, CBS: cistationin beta sintaza; CGL: cistationin gama-liiaza; DHF: dihidrofolat (vitamin B9); DMG: dimetilglicin; dTMP: timidin-monofosfat; dUMP: deoksiuridin-monofosfat; FAD+ flavin adenin.dikukleotid; FTHF: 10-formiltetrahidrofolat; MS: metionin-sintaza; MTHFR: mehtilentetrahidrofolat reduktaza; SAH: S-adenozil-L-homocistein; SAM (SAMe): S-adenozil-L-metionin; THF: tetrahidrofolat.]]

[[slika:MTHFR active site.jpg|thumb|200px|right| Trakasti dijagram aktivnog mjesta *E. coli* MTHFR. Flavin kofaktor (vrh) je prikazan u interakciji sa vezanim supstratom NADH. Slika preuzeta sa PDB 1ZPT-]]

## Alternativna medicina
Sa rastom direktnog potrošača genetičkog testiranja, industrija alternativne medicine je agresivno ciljala niz sumnjivih testova  i visoko profitabilni nadriliječrni tretmani za utvrđene MTHFR polimorfizme, uprkos nedostatku bilo kakvog dokazanog efekta ovih mutacija na zdravlje. Promocija suplemenata i drugih tretmana za MTHFR polimorfizam, posebno usmjeren na poremećaj iz autističnog spektra, su okarakterizirane kao zmijsko ulje. Testovi na MTHFR, iako postaju sve popularniji, generalno su nepotrebni jer povezanost mutacija MTHFR gena s raznim bolestima nije utvrđena kao jasna uzročno-posljedična veza..

## Takođerpogledajte
* TEAD2

## Reference 
## Dopunska literatura
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 
* 

## Vanjski linkovi
* 

Kategorija:Geni na hromosomu 1
Kategorija:Ljudski proteini
Kategorija:Proteomika
Kategorija:EC 1.5.1