基因總覽
TWNK 是蛋白質編碼基因，其正式名稱為 twinkle mtDNA helicase。基因產物是粒線體解旋酶，參與粒線體 DNA（mtDNA）的複製與修復。來源指出此蛋白具有 DNA 鏈分離活性，並可在複製相關複合體中與 POLG 及 mtSDB 一同作用；其 DNA 處理能力亦包括鏈退火、鏈交換與分支遷移。這些特性使其成為與 mtDNA 維持相關的蛋白質。
基因異名與舊稱
異名取自 HGNC，可能包含歷史名稱；蛋白質名稱以 UniProt 註解為準。
染色體位置與基因結構
查看實際轉錄本與 exon 註解
| Transcript | Genomic coordinates | Exons |
|---|---|---|
| ENST00000311916 ★ | 100,987,543–100,994,403 | 5 |
| ENST00000476766 | 100,987,367–100,993,363 | 5 |
| ENST00000370228 | 100,987,536–100,994,401 | 5 |
| ENST00001140961 | 100,987,536–100,994,403 | 5 |
| ENST00000473656 | 100,987,550–100,994,403 | 5 |
| ENST00000459764 | 100,987,795–100,989,884 | 2 |
顯示 6/6 個蛋白質編碼轉錄本；canonical 優先。
帶型與著絲點依 Ensembl 座標繪製；核染色體長度以 GRCh38 第 1 號染色體為共同尺度。黃色標記表示本基因位置，細小區間加粗以利辨識；實際基因長度與 exon 見下方資料。
分子功能與生物學過程
TWNK 的產物 twinkle mtDNA helicase 參與 mtDNA 複製，並被描述為可能參與 mtDNA 修復。其 DNA 鏈分離活性有助於形成可持續進行前導股合成的複製叉；這項作用與 POLG 和 mtSDB 形成 replisome complex 有關。來源也指出，此蛋白在複製叉處沿 5′ 至 3′ 方向移動，並將 ATP 水解與雙股 DNA 解旋相耦聯。
此解旋酶偏好處理已有 5′ 與 3′ 單股尾端的 DNA 底物，但也能作用於 5′ flap 底物。它還能解離移動或固定的 D-loop DNA 結構中的侵入股，且不受第三股單股 DNA 極性影響。這些觀察描述了其可處理的 DNA 結構範圍；來源並未將可能的修復角色表述為確定功能。
除分開 DNA 鏈外，twinkle mtDNA helicase 也具有 DNA 鏈退火、鏈交換與 DNA 分支遷移活性。ATP 水解反應為 ATP 與水生成 ADP、磷酸及 H⁺。不過，來源另記載一項缺乏 DNA 解旋與 ATP 水解活性、且不結合單股或雙股 DNA 的結果；因此，這些活性描述並非在所有情境下都一致，不能據此概括為無條件成立。
Promoter 與基因調控
>TWNK ENST00000311916 GRCh38 chr10:100986543-100987643 strand=1 5′→3′ 相對 TSS：-1000 到 +100 bp；1101 bp 依轉錄本 TSS 擷取的基因組序列；TSS = 0，兩端包含，未驗證為 promoter TCACAAGGTCACTGCCCCCAGAAGCAGGCACTGGAAAGAAACAGGCAGCTCTTCATTATCCCAAGCAGAA CCTCTGTCAACTTGCCCATTGATGGGTTCCATTTGCCTGGGCTTGGAATCCCAAAGGGGAAGAACCACCT TTACCGGAGTAACAGTCCAAAGCCTGGGGCTGCAGTTGGTGGGGCAACTCTTCACTGTGCTTGCACCTGG GCTGGGGCAGGATCCTGAACCTCTCGGGGGCGTAGCCCGCGGAACGTGGTCGGCTTGTTGGTGAAGGGGT GCCACTGGCCCTGGATGCTAGGGTTGTCGGTGTGGAAGGGCTTGCGGATGCGGATCACGTCCAAGCCCGA CTGGTCGGCCAGCTTCTGCACCAGCGTCGAGATCTCCTCGACCGACTTGCAGTGGATGCTCTCCTCGCGC ACAGCCCCGTTAACTGGCAGAAGAGGGGTGAGAGTGGGTGGAAGCTGGCCGGTGCGACCAAGCGAGAAGG AGGATAGCGGGTCGAGCCCCTGATCCCGCCCTCCAGCCCGAGCCCGGCCCCACTCACGGTATTCGGCCAC TACTCTGGGCACGCAGCACGGACGCGAGTTTACATATATTACGACCCCTGGATTCCGTCGGGCGAAGTCG ATCACCTCCCGCTCCACGAACTCCCTAAGCGACCCGGGACAGTGAGCAGTATGACCCCTGACTGGGGGCG ACCTACCCGGGGAGTCGTTGCCACCTCCACACCCACCCCGACCCGCGCCTGCGCACTTCCCTTGGCTCAC CTGGCGCCGCGAGACGAGGCGCCGTCGCGGCTGACGCTGAAGCTCAGACGCTGCAGCTGCTGCACATAGC GACCCAGTCCGTTGTGGAGAACGCTGGCCAAGAAGCGGCTCGGAGTCCCGCGCGCCGTCATAGCTACAGC TTGGAGGCCGCGGAGCCTAAGCAGCGAGGAGAGGGGGGCGGGACTAAACCTCGAGGCTTCCGGTTCCGGG ACGACCGCTCCCGGAGTTTTGCTTCCGAGGTCAAGGCGAGTAGCATGTGCGGGAGACTCACGTTGCCGGC GAAGTGGGAGAGAGAAAAGTGGTAACCTGGGGCTGGGGGCCGGCGCGGCGG
EPDnew 實驗支持 promoter／TSS · 1 筆
| EPDnew ID | TSS（1-based） | 股向 | 來源顯示區間 |
|---|---|---|---|
| TWNK_1 ↗ | 10:100,987,543 | 正股 | 100,987,494–100,987,553 |
EPDnew human v006 · UCSC hg38，GRCh38/hg38，透過 UCSC 取得。TSS 具有 CAGE／RAMPAGE 等實驗資料支持；任意擷取的上下游區間仍需另行判讀調控功能，不能視為整段皆經功能驗證。
EPD 封存狀態 ↗ · UCSC 資料說明 ↗ · EPD team, SIB Swiss Institute of Bioinformatics; UCSC Genome Browser · CC BY 4.0
查看已取得的調控／motif 註解
ENSR10_5TQBZD · CTCF_binding_site · 100986768–100986789 · regulatory
ENSR10_93H48R · promoter · 100986877–100987377 · regulatory
ENSR10_5TQC34 · CTCF_binding_site · 100987140–100987161 · regulatory
ENSR10_77XC2N · promoter · 100987446–100987560 · regulatory
ENSR10_BQ35H · enhancer · 100987561–100988172 · regulatory
· motif · 100984931–100984946 · motif
· motif · 100985131–100985142 · motif
· motif · 100985414–100985427 · motif
· motif · 100985414–100985427 · motif
· motif · 100985657–100985670 · motif
· motif · 100986770–100986786 · motif
· motif · 100987142–100987158 · motif
· motif · 100987220–100987232 · motif
· motif · 100987223–100987230 · motif
· motif · 100987286–100987297 · motif
· motif · 100987286–100987297 · motif
· motif · 100987507–100987516 · motif
· motif · 100987547–100987559 · motif
· motif · 100987549–100987556 · motif
· motif · 100987567–100987578 · motif
· motif · 100987713–100987724 · motif
· motif · 100987771–100987782 · motif
蛋白質結構域與序列
參考蛋白質長度：684 aa
twinkle mtDNA helicase 長 684 個胺基酸，含粒線體轉運胜肽（第 1–31 位）及 SF4 helicase domain（第 384–635 位）。N 端第 1–121 位區域有助於單股 DNA 結合；第 121–372 位區域與六聚體形成及 DNA 解旋活性相關。第 215–335 位標註為 Primase-like domain。C 端第 637–684 位為無序區，並被描述為可能負向調節 ATPase 活性。
蛋白質三維結構
細胞內定位
twinkle mtDNA helicase 位於粒線體基質與粒線體核樣體，並可與核樣體中的 mtDNA 共定位；核樣體被描述為可能參與 mtDNA 維持與表現。 此蛋白可透過靜電作用附著於磷脂膜，且較偏好富含心磷脂的膜。 與脂質膜結合時，其 ATPase 與解旋酶活性會增強。
深綠色圓點：來源記載的蛋白質定位；數量不表示含量。
動物細胞結構示意；器官大小與數量不按比例。點選細胞構造可查看定位註解。
交互作用與訊號網絡
拖曳節點後放開可帶動位置變化；點選夥伴查看證據。位置與連線長度不代表結合強度，圖中未推定夥伴彼此之間的關係。
更多交互作用夥伴 · 已取得 1 個夥伴
- LGALS3BPQ08380 · UniProt INTERACTION · 2 experiments
twinkle mtDNA helicase 與 LONP1 有交互作用，並在體外與 POLG 交互作用；另有資料指出它與 POLG、mtSDB 共同形成 replisome complex。其寡聚狀態的報告不一致：有研究記錄環狀六聚體、七聚體及八聚體，並指出 DNA 結合時寡聚體可能依序由八聚體轉為七聚體、再轉為六聚體；另有研究則記錄單體且不形成寡聚體。寡聚化不依賴 Mg²⁺、核苷酸或 DNA，但 Mg²⁺與核苷酸可穩定六聚體。
疾病與遺傳關聯
TWNK 變異與 Progressive external ophthalmoplegia with mitochondrial DNA deletions, autosomal dominant, 3（PEOA3）、Mitochondrial DNA depletion syndrome 7（MTDPS7）及 Perrault syndrome 5（PRLTS5）相關；資料將這些疾病描述為由影響此基因的變異所致。PEOA3 以眼肌及上眼瞼提肌逐漸無力為特徵，部分患者另有骨骼肌病。MTDPS7 可伴隨神經系統症狀，部分患者有肝功能障礙或多器官衰竭。PRLTS5 為常染色體隱性形式，除聽覺與卵巢發育問題外，亦可有進行性共濟失調及軸突神經病變。
Contextual Functional Evidence Matrix
矩陣以「功能主張」為列，以細胞情境、干預條件、量測結果與證據來源為欄，方便比較同一功能在不同條件下的支持情形。只有含情境與實驗資訊的紀錄會列入矩陣；一般功能註解另列於下方。
功能註解總覽 · 11 筆
| 功能面向 | 功能敘述 | 證據類型 | 可查核來源 |
|---|---|---|---|
| 功能 | twinkle mtDNA helicase 參與 mtDNA 複製，並可能參與修復。它與 POLG、mtSDB 形成 replisome complex，藉 DNA 鏈分離建立可支持前導股合成的持續性複製叉；偏好具有 5′、3′ 單股尾端的底物，也能處理 5′ flap，並可解離不同型態 D-loop 的侵入股。此外具有 DNA 鏈退火、鏈交換及分支遷移活性。 | 含實驗來源 | 證據與來源Mitochondrial helicase involved in mtDNA replication and repair. Might have a role in mtDNA repair. Has DNA strand separation activity needed to form a processive replication fork for leading strand synthesis which is catalyzed by the formation of a replisome complex with POLG and mtSDB. Preferentially unwinds DNA substrates with pre-existing 5'-and 3'- single-stranded tails but is also active on a 5'- flap substrate. Can dissociate the invading strand of immobile or mobile D-loop DNA structures irrespective of the single strand polarity of the third strand. In addition to its DNA strand separation activity, also has DNA strand annealing, DNA strand-exchange and DNA branch migration activities PMID 12975372 ↗ · PMID 15167897 ↗ · PMID 17324440 ↗ · PMID 18039713 ↗ · PMID 18971204 ↗ · PMID 22383523 ↗ · PMID 25824949 ↗ · PMID 26887820 ↗ · PMID 27226550 ↗ |
| 功能 | 資料記載一項實驗結果：該蛋白缺乏 DNA 解旋與 ATP 水解活性，且不會結合單股或雙股 DNA。此結果應保留其來源所述的限制，不與其他活性描述混為一談。 | 含實驗來源 | 證據與來源Lack DNA unwinding and ATP hydrolysis activities. Does not bind single-stranded or double-stranded DNA PMID 18039713 ↗ |
| 分子活性 | ATP + H2O = ADP + phosphate + H(+) | 含實驗來源 | 證據與來源ATP + H2O = ADP + phosphate + H(+) PMID 12975372 ↗ · PMID 17324440 ↗ · PMID 18039713 ↗ · PMID 18971204 ↗ · PMID 22383523 ↗ · PMID 25824949 ↗ · PMID 27226550 ↗ · PMID 35914129 ↗ |
| 分子活性 | 在複製叉處，twinkle mtDNA helicase 沿 5′ 至 3′ 方向移動，並將 ATP 水解與雙股 DNA 解旋相耦聯。 | 含實驗來源 | 證據與來源Couples ATP hydrolysis with the unwinding of duplex DNA at the replication fork by translocating in the 5'-3' direction. PMID 12975372 ↗ · PMID 17324440 ↗ · PMID 18039713 ↗ · PMID 18971204 ↗ · PMID 22383523 ↗ · PMID 25824949 ↗ · PMID 27226550 ↗ · PMID 35914129 ↗ |
| 交互作用 | twinkle mtDNA helicase 與 LONP1 有交互作用；此筆資料未進一步說明交互作用的條件或功能。 | 含實驗來源 | |
| 交互作用 | 此蛋白可組成環狀六聚體、七聚體或八聚體；六聚體形成涉及 C 端。DNA 結合時，寡聚體可能依序排出兩個單體，從八聚體轉為七聚體再轉為六聚體。寡聚化不依賴 Mg²⁺、核苷酸或 DNA，但 Mg²⁺與核苷酸可穩定六聚體；另有體外資料指出它與 POLG 交互作用。 | 含實驗來源 | 證據與來源Homohexamer (via C-terminus), which assembles in a ring-like structure. Homoheptamer, which assembles in a ring-like structure. Homooctamer, which assembles in a ring-like structure. Oligomers may sequentially eject two monomers (octamer>heptamer>hexamer) upon DNA binding. Oligomerization is Mg(2+), nucleotide and DNA-independent, however, Mg(2+) and nucleotide stabilize the homohexameric form. Interacts with POLG in vitro PMID 15167897 ↗ · PMID 17324440 ↗ · PMID 18039713 ↗ · PMID 18971204 ↗ · PMID 22383523 ↗ · PMID 25824949 ↗ · PMID 30496414 ↗ · PMID 35914129 ↗ |
| 交互作用 | 另有研究將 twinkle mtDNA helicase 記錄為單體，並指出在該研究條件下不形成寡聚體；此結果與其他資料所記錄的多聚狀態不同。 | 含實驗來源 | |
| 細胞定位 | twinkle mtDNA helicase 位於粒線體基質、核樣體及粒線體內膜周邊，並與核樣體中的 mtDNA 共定位。它可透過靜電作用結合磷脂膜，偏好富含心磷脂的膜；與脂質膜結合會增強 ATPase 與解旋酶活性。核樣體可能參與 mtDNA 維持與表現。 | 含實驗來源 | 證據與來源Mitochondrion matrix, mitochondrion nucleoid; Mitochondrion inner membrane / Peripheral membrane protein; Colocalizes with mtDNA in mitochondrial nucleoids, a nucleoproteins complex consisting of a number of copies of proteins associated with mtDNA, probably involved in mtDNA maintenance and expression. Associates with phospholipid membranes via electrostatic binding (By similarity). Preferentially associates with membranes enriched with cardiolipin, a lipid abundant in the mitochondrial inner membrane. ATPase and helicase activity is enhanced by binding to lipid membranes PMID 11431692 ↗ · PMID 18971204 ↗ · PMID 34950192 ↗ |
| 疾病關聯 | TWNK 相關變異可致 Progressive external ophthalmoplegia with mitochondrial DNA deletions, autosomal dominant, 3（PEOA3）。患者眼肌及上眼瞼提肌逐漸無力；少數病例伴隨骨骼肌病與疲勞或持續肌無力。肌肉切片可見破碎紅肌纖維及萎縮；部分患者有白內障、聽力損失、感覺軸突神經病變、共濟失調、憂鬱、性腺功能低下或帕金森症。 | 含實驗來源 | 證據與來源Progressive external ophthalmoplegia with mitochondrial DNA deletions, autosomal dominant, 3 PEOA3 A disorder characterized by progressive weakness of ocular muscles and levator muscle of the upper eyelid. In a minority of cases, it is associated with skeletal myopathy, which predominantly involves axial or proximal muscles and which causes abnormal fatigability and even permanent muscle weakness. Ragged-red fibers and atrophy are found on muscle biopsy. A large proportion of chronic ophthalmoplegias are associated with other symptoms, leading to a multisystemic pattern of this disease. Additional symptoms are variable, and may include cataracts, hearing loss, sensory axonal neuropathy, ataxia, depression, hypogonadism, and parkinsonism. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 609286 PMID 11431692 ↗ · PMID 12163192 ↗ · PMID 12921794 ↗ · PMID 15668446 ↗ · PMID 16639411 ↗ · PMID 17614277 ↗ · PMID 18396044 ↗ · PMID 18575922 ↗ · PMID 19353676 ↗ · PMID 19428252 ↗ · PMID 20479361 ↗ · PMID 20880070 ↗ |
| 疾病關聯 | TWNK 相關變異可致 Mitochondrial DNA depletion syndrome 7（MTDPS7），此嚴重疾病與粒線體功能障礙相關。部分患者有小腦、腦幹或脊髓逐漸萎縮及感覺軸突神經病變；臨床表現亦可包括肌張力低下、手足徐動、共濟失調、眼肌麻痺、感音神經性聽力缺損、癲癇性腦病及女性性腺功能低下，部分病例另有肝功能障礙或多器官衰竭。 | 含實驗來源 | 證據與來源Mitochondrial DNA depletion syndrome 7 MTDPS7 A severe disease associated with mitochondrial dysfunction. Some patients are affected by progressive atrophy of the cerebellum, brain stem, the spinal cord, and sensory axonal neuropathy. Clinical features include hypotonia, athetosis, ataxia, ophthalmoplegia, sensorineural hearing deficit, sensory axonal neuropathy, epileptic encephalopathy and female hypogonadism. In some individuals liver dysfunction and multi-organ failure is present. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 271245 PMID 16135556 ↗ · PMID 17722119 ↗ · PMID 17921179 ↗ · PMID 19853444 ↗ · PMID 22353293 ↗ |
| 疾病關聯 | TWNK 相關變異可致常染色體隱性的 Perrault syndrome 5（PRLTS5）。此症包括男性與女性的感音神經性耳聾，以及女性卵巢發育不全；女性可有原發性無月經、條索狀性腺與不孕，男性則可正常青春期發育並具生育能力。此型亦可伴隨進行性共濟失調、軸突神經病變、反射減弱及眼球運動異常。 | 含實驗來源 | 證據與來源Perrault syndrome 5 PRLTS5 A form of Perrault syndrome, a sex-influenced disorder characterized by sensorineural deafness in both males and females, and ovarian dysgenesis in females. Affected females have primary amenorrhea, streak gonads, and infertility, whereas affected males show normal pubertal development and are fertile. PRLTS5 is an autosomal recessive form characterized by progressive ataxia, axonal neuropathy, hyporeflexia and abnormal eye movements, in addition to deafness and ovarian dysgenesis. The disease is caused by variants affecting the gene represented in this entry MIM: 616138 PMID 25355836 ↗ |
核酸與蛋白質序列
GCTTCCGAGGTCAAGGCGAGTAGCATGTGCGGGAGACTCA40CGTTGCCGGCGAAGTGGGAGAGAGAAAAGTGGTAACCTGG80GGCTGGGGGCCGGCGCGGCGGAGCTCGGAGTAGTAGAGCG120GAGTGAAGACACGGGGGAGGATAGAGACTGGCATTCCTTT160GGGCCGGGGGATTGGCGGGAGTCGTGCTGGGTGCTCTCGC200CGTGTTGAGGTCCCAGTGAGGGGAAGGAGAAGCGGAAGAG240GGTCTCTAGTCGGGGCCTAGGGCAAAGGGACTACAAAAAG280GATGCAGATGACTATAGAAATGAGGACGACGAGGAGATGC320TGTGGAGGAGCAGTAGAGGTGAGAAGATGATGCAAAGAAA360CTGTGTCAGTGAGGAACTGTATAGAGGGTCATAGAGGTGA400GGTGGCGGAGAGAAACTAACTAACGGACCATAGAGGTGGG440GGAGCCATTGTAGAAGGACGTGGACGCGAAAGGGTCGTGT480AGATGGGCATATGTGTGAAGCAGCAACGTAGAGGGGCTGA520AGAGGAGAAATTCATGGAGAGAAAGAATGCACCTAGAGTG560AGCTCTGCAGAGTGCTGCGTGGGATATCCCTAGAGTTTGG600TCTAGTGAAGGCACGCTAACCAGGCACCTAAGGCATTTCA640AGTAGTGACTTCCCACATTTGGCTAGGAATGTGGGTCCTC680CTCCGAAGTGGGTACCCCCTCCGTATCTTGTTACCCCTGC720GTGGGGAGTGGATGGGTCGGAGGGGCCTGCCCCGAAACTT760GGCCCCAGGCCCTCCTCGCAGACGTTACAGGAAGGAGACT800CTCCAAGCCTTGGATATGCCAGTGTTGCCTGTAACTGCAA840CTGAAATCCGCCAGTATTTGCGGGGGCATGGGATCCCCTT880CCAGGATGGTCACAGTTGCCTGCGGGCACTGAGCCCCTTT920GCAGAGTCTTCACAGCTCAAAGGCCAGACTGGTGTTACCA960cDNA 使用 DNA 字母 T；mRNA 模式改以 U 顯示。轉錄本保留已註解的非編碼區，未另外加入 poly(A) 尾；非編碼 RNA 的參考轉錄本也可能仍需後續加工。數字為所選序列的 1-based 位置。長序列以黃色捲軸瀏覽，可複製或下載完整轉錄本與蛋白質；基因組 DNA 隨捲動取得所需範圍。